Tijdens het CNC-programmeren moet de programmeur voor elke bewerking de snijparameters bepalen en deze in de vorm van instructies in het programma opnemen. Tot deze snijparameters behoren onder meer de snijsnelheid, de snedediepte en de voedingssnelheid. Verschillende bewerkingsmethoden vereisen de selectie van specifieke snijparameters die op maat zijn gemaakt voor elk proces.
1. Principes voor het selecteren van snijparameters
Tijdens het voorbewerken is het primaire doel doorgaans het maximaliseren van de productiviteit; er moet echter ook rekening worden gehouden met de economische efficiëntie en de bewerkingskosten. Bij semi{1}}afwerking en nabewerking verschuift de focus naar het balanceren van snij-efficiëntie, economische levensvatbaarheid en bewerkingskosten, terwijl tegelijkertijd de vereiste bewerkingskwaliteit wordt gegarandeerd. De specifieke numerieke waarden voor deze parameters moeten worden bepaald op basis van de technische specificaties van de werktuigmachine en de handleidingen voor snijparameters, aangevuld met praktische ervaring.
Vanuit het perspectief van standtijd en duurzaamheid is de aanbevolen volgorde voor het selecteren van snijparameters als volgt: bepaal eerst de snedediepte, gevolgd door de voedingssnelheid en ten slotte de snijsnelheid.
2. Bepalen van de snedediepte
De snedediepte wordt bepaald door de stijfheid van de werktuigmachine, het werkstuk en het snijgereedschap. Voor zover de stijfheid van het systeem dit toelaat, moet de snedediepte idealiter gelijk worden gesteld aan de totale bewerkingstoeslag (verspaning) van het werkstuk; deze aanpak minimaliseert het aantal benodigde passages, waardoor de productie-efficiëntie wordt verbeterd.
Principes voor het bepalen van de snedediepte:
(1) Wanneer de vereiste oppervlakteruwheid van het werkstuk binnen het bereik van Ra 12,5 μm tot 25 μm valt en de bewerkingstoeslag minder dan 5 mm tot 6 mm bedraagt, kan het ruwe bewerkingsproces doorgaans in één enkele doorgang worden voltooid om aan de specificaties te voldoen. Als de bewerkingsmarge echter substantieel is, de stijfheid van het processysteem onvoldoende is, of als de werktuigmachine onvoldoende kracht heeft, kan de bewerking in meerdere passages worden verdeeld.
(2) Wanneer de vereiste oppervlakteruwheid binnen het bereik van Ra 3,2 μm tot 12,5 μm valt, moet het proces in twee fasen worden verdeeld: ruwe bewerking en half-nabewerking. De selectie van de snedediepte voor de voorbewerkingsfase volgt de hierboven beschreven principes. Na de voorbewerking moet er een restruimte van 0,5 mm tot 1,0 mm op het werkstukoppervlak achterblijven, die vervolgens tijdens de semi-nabewerkingsfase moet worden verwijderd.
(3) Wanneer de vereiste oppervlakteruwheid binnen het bereik van Ra 0,8 μm tot 3,2 μm valt, moet het proces in drie fasen worden verdeeld: ruwe bewerking, half-nabewerking en nabewerking. Voor de semi{5}}bewerkingsfase moet de snedediepte worden ingesteld tussen 1,5 mm en 2 mm. Tijdens nabewerkingen moet de snedediepte tussen 0,3 mm en 0,5 mm worden ingesteld.
3. Bepaling van de voedingssnelheid
De voedingssnelheid wordt primair gekozen op basis van de vereiste bewerkingsprecisie en oppervlakteruwheid van het onderdeel, evenals de materialen van het snijgereedschap en het werkstuk. De maximale voedingssnelheid wordt beperkt door de stijfheid van de werktuigmachine en de prestatiemogelijkheden van het invoersysteem.
Principes voor het bepalen van de voedingssnelheid:
1) Wanneer de kwaliteitseisen van het werkstuk kunnen worden gegarandeerd, kan een hogere voedingssnelheid worden geselecteerd om de productie-efficiëntie te verbeteren. Over het algemeen wordt een waarde binnen het bereik van 100 tot 200 m/min gekozen.
2) Bij het uitvoeren van afsteekbewerkingen, het bewerken van diepe gaten of het gebruik van hoge-staalgereedschappen, is het raadzaam een lagere voedingssnelheid te selecteren; typisch wordt een waarde binnen het bereik van 20 tot 50 m/min gekozen.
3) Wanneer hoge eisen worden gesteld aan de bewerkingsprecisie en oppervlakteruwheid, moet een lagere voedingssnelheid worden gekozen; in het algemeen wordt een waarde binnen het bereik van 20 tot 50 m/min gekozen.
4) Tijdens niet-snijgereedschapsbewegingen-in het bijzonder bij het terugkeren naar het "nulpunt" over een lange afstand-kan de maximale voedingssnelheid worden geselecteerd die is geconfigureerd in het CNC-systeem van de werktuigmachine.
4. Bepalen van de spilsnelheid
Het spiltoerental moet worden gekozen op basis van de toegestane snijsnelheid en de diameter van het werkstuk (of het snijgereedschap). De berekeningsformule is als volgt:
n = 1000v / πD
v - Snijsnelheid (in m/min), bepaald door de duurzaamheid van het snijgereedschap;
n - Spilsnelheid (in tpm);
D - Diameter van het werkstuk of snijgereedschap (in mm).
Het berekende spiltoerental *n* moet uiteindelijk worden aangepast zodat het overeenkomt met een van de beschikbare snelheden die zijn vermeld in de specificaties van de werktuigmachine, of met de dichtstbijzijnde beschikbare snelheid. Samenvattend moeten de specifieke waarden voor snijparameters worden bepaald op basis van de prestatiemogelijkheden van de werktuigmachine en relevante technische handleidingen, gecombineerd met praktische ervaring, waarbij vaak gebruik wordt gemaakt van een analoge benadering. Bovendien moeten de spilsnelheid, snedediepte en voedingssnelheid worden geharmoniseerd om onderlinge compatibiliteit te garanderen, waardoor de optimale set snijparameters wordt vastgesteld.
Referentieformule:
(I) Snedediepte (ap): De loodrechte afstand tussen het bewerkte oppervlak van het werkstuk en het nog te bewerken oppervlak wordt gedefinieerd als de snedediepte. De *snedediepte* ($a_p$) is de hoeveelheid verwijderd materiaal, gemeten vanaf een referentiepunt op de snijkant in een richting loodrecht op het werkvlak. Het vertegenwoordigt de diepte waarop het draaigereedschap tijdens elke voedingsgang in het werkstuk dringt; daarom wordt dit ook wel de *snijdiepte* genoemd. Op basis van deze definitie kan bij het uitvoeren van longitudinaal draaien op een extern cilindrisch oppervlak de snedediepte worden berekend met behulp van de volgende formule:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
Waar: $a_p$ - snedediepte (mm); $d_w$ - diameter van het werkstukoppervlak *vóór* de bewerking (mm);
$d_m$ - diameter van het werkstukoppervlak *na* bewerking (mm).
**Voorbeeld 1:** Gegeven een werkstuk met een initiële oppervlaktediameter van $\\Phi 95$ mm en als het in één keer wordt gedraaid tot een diameter van $\\Phi 90$ mm, bereken dan de snedediepte.
**Oplossing:** $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
**(II) Voedingssnelheid ($f$)**
Dit verwijst naar de relatieve verplaatsing tussen het snijgereedschap en het werkstuk -gemeten in de richting van de voedingsbeweging-voor elke volledige omwenteling van het werkstuk of gereedschap. Afhankelijk van de richting van de voeding wordt deze ingedeeld in *longitudinale voeding* en *dwarsvoeding*. Longitudinale voeding verwijst naar de voedingsbeweging die langs de geleiderails van het draaibankbed is gericht, terwijl dwarsvoeding verwijst naar de voedingsbeweging die loodrecht op de geleiderails van het draaibankbed is gericht. (Opmerking: *Aanvoersnelheid* ($v_f$) verwijst naar de momentane snelheid van een geselecteerd punt op de snijkant ten opzichte van het werkstuk tijdens de invoerbeweging.)
$v_f=f \\cdot n$
Waar: $v_f$ - invoersnelheid (mm/s);
$n$ - spiltoerental (r/s);
$f$ - voedingssnelheid (mm/omw).
**(III) Snijsnelheid ($v_c$)**
Dit heeft betrekking op de momentane snelheid van een geselecteerd punt op de snijkant ten opzichte van het werkstuk tijdens de *primaire beweging* (rotatie). De berekeningsformule is als volgt:
$v_c=(\\pi \\cdot d_w \\cdot n) / 1000$
Waar: $v_c$ - snijsnelheid (m/min);
$d_w$ - diameter van het werkstukoppervlak *vóór* de bewerking (mm);
$n$ - rotatiesnelheid van het werkstuk (r/min). Bij het uitvoeren van berekeningen moet de maximale snijsnelheid als referentiepunt worden gebruikt; Tijdens draaibewerkingen moeten de berekeningen bijvoorbeeld worden gebaseerd op de diameter van het oppervlak dat wordt bewerkt, omdat daar de snelheid het hoogst is en de gereedschapsslijtage het snelst optreedt. Voorbeeld 2: Draaien van de buitendiameter van een werkstuk met een diameter van Φ60 mm. Het geselecteerde spiltoerental van de draaibank is 600 tpm. Bereken *v*c. Oplossing: *v*c=(π * d*w * n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min. Bij de daadwerkelijke productie is de werkstukdiameter doorgaans een bekende grootheid. Op basis van factoren zoals het werkstukmateriaal, het gereedschapsmateriaal en de bewerkingsvereisten wordt een specifieke snijsnelheid geselecteerd; deze snijsnelheid wordt vervolgens omgezet in de overeenkomstige spilsnelheid van de draaibank om de juiste afstelling van de werktuigmachine te vergemakkelijken. Deze conversie levert de volgende formule op: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w). Voorbeeld 3: Draaien van de buitendiameter van een poelie met een diameter van Φ260 mm op een CA6140 horizontale draaibank. Er wordt gekozen voor een snijsnelheid (*v*c) van 90 m/min. Bereken *n*. Oplossing: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 r/min. Nadat het spiltoerental van de draaibank is berekend, moet op het typeplaatje van de machine een waarde worden geselecteerd die het berekende resultaat het dichtst benadert; in dit geval wordt n=100 r/min geselecteerd als de werkelijke bedrijfssnelheid voor de draaibank. III. Samenvatting: Snijparameters 1. Snijdiepte (*a*p) (mm): *a*p=(*d*w - *d*m) / 2 (mm) 2. Voedingssnelheid (*f*) (mm/omw) 3. Snijsnelheid (*v*c) (m/min): *v*c=π * d * n / 1000 (m/min); n=1000 * *v*c / (π * d) (r/min)
