Резка металла — один из самых основных методов механической обработки в машиностроении. Резка металла относится к использованию металлорежущих инструментов на металлорежущем станке для удаления излишков металла с поверхности заготовки с целью достижения механической обработки, отвечающей заданным требованиям с точки зрения формы, точности размеров и качества поверхности.
Скорость резания является очень важным параметром в процессе резки металла, который оказывает непосредственное влияние на качество резки и эффективность обработки. Выбор правильной скорости резания может повысить эффективность обработки, продлить срок службы инструмента и обеспечить качество обработки. В этой статье будет проанализировано влияние скорости резания на качество резки металла и даны некоторые рекомендации по оптимизации выбора скорости резания.
Влияние Скорости Резания На Качество Резки Металла
1. Износ инструмента:
Скорость резания напрямую влияет на износ инструмента. Более высокие скорости резания могут привести к повышенному износу инструмента из-за более высоких температур, возникающих на границе раздела фаз резания. Это особенно актуально при высокоскоростной обработке, когда инструмент может быстрее изнашиваться.
2. Выработка тепла:
Скорость резания вносит значительный вклад в выделение тепла в процессе механической обработки. Повышенные температуры могут отрицательно сказаться на инструменте и материале заготовки. Чрезмерное нагревание может привести к размягчению инструмента, ускоренному износу и даже термическому повреждению поверхности заготовки.
3. Отделка поверхности:
Скорость резания влияет на качество обрабатываемой поверхности. В целом, более высокие скорости резания, как правило, обеспечивают лучшую отделку поверхности. Однако существует оптимальный диапазон скорости резания, и превышение этого диапазона может привести к ухудшению качества поверхности из-за таких факторов, как прогиб инструмента и чрезмерное нагревание.
4. Образование стружки:
Скорость резания влияет на образование и удаление стружки. Правильное образование стружки имеет решающее значение для достижения хорошей отделки поверхности и предотвращения таких проблем, как повторная обрезка стружки. Различные скорости резания могут привести к различиям в морфологии стружки и эффективности удаления.
5. Скорость удаления материала:
Скорость резания является важным фактором, определяющим скорость удаления материала (MRR). Более высокие скорости резания обычно приводят к более высокому MRR, что может быть выгодно в ситуациях, когда производительность является главной заботой. Однако это необходимо сбалансировать с учетом срока службы инструмента и качества обработки поверхности.
6. Усилие на инструменте и потребляемая мощность:
Скорость резания влияет на усилие резания, испытываемое инструментом, и мощность, необходимую для механической обработки. Более высокие скорости резания часто приводят к снижению усилия резания, что может быть полезно для минимизации отклонения инструмента и энергопотребления.
7. Упрочнение материала:
В некоторых материалах, особенно в некоторых термообработанных сталях, высокие скорости резания могут привести к упрочнению материала. Это явление, при котором материал становится тверже из-за быстрого нагрева и охлаждения во время резки. Это может повлиять на срок службы инструмента и обрабатываемость.
8. Вибрации и дребезжание:
Скорость резания является фактором возникновения вибраций и дребезжания во время механической обработки. Чрезмерная скорость резания может привести к нестабильным условиям резания, что приведет к вибрациям, которые могут негативно сказаться на чистоте поверхности и сроке службы инструмента.
9. Зацепление инструмента:
Скорость резания определяет, как часто режущий инструмент входит в зацепление с материалом обрабатываемой детали. Эта частота зацепления может влиять на формирование наростов на кромке (BUE), толщину стружки и общую стабильность процесса обработки.
Оптимизация Выбора Скорости Резания
1. Характеристики материала
Различные металлические материалы имеют разные характеристики резания, и соответствующую скорость резания необходимо выбирать исходя из характеристик твердости, ударной вязкости и пластичности материала; Вообще говоря, более твердые металлические материалы, такие как нержавеющая сталь и быстрорежущая сталь, должны иметь более низкие скорости резания, чтобы уменьшить накопление тепла и износ инструмента; Для более мягких металлических материалов, таких как нержавеющая сталь и быстрорежущая сталь с ЧПУ, скорость резания должна быть ниже, чтобы уменьшить накопление тепла и износ инструмента. для металлических материалов, таких как алюминиевый сплав, медь и т.д., скорость резания может быть соответствующим образом увеличена.
2. Глубина резания и скорость подачи
При выборе скорости резания также необходимо учитывать такие параметры, как глубина резания и скорость подачи. Вообще говоря, при большой глубине резания следует выбирать более низкую скорость резания, чтобы уменьшить накопление тепла и износ инструмента; при небольшой глубине резания или большой скорости подачи скорость резания может быть соответствующим образом увеличена.
3. Тип и качество инструмента
Различные типы и качества режущих инструментов предъявляют разные требования к скорости резания. Инструменты из быстрорежущей стали обычно подходят для резки на средних и низких скоростях, в то время как инструменты из твердых сплавов и керамики подходят для высокоскоростной резки; При выборе режущих инструментов следует определять соответствующую скорость резания, исходя из их износостойкости и термостойкости.
Скорость резания играет решающую роль при резке металла и оказывает непосредственное влияние на качество резки и эффективность процесса. Выбор подходящей скорости резания может обеспечить качество обрабатываемой поверхности, контролировать усилие резания и продлить срок службы инструмента. Поэтому при практическом применении необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как характеристики металлических материалов, глубина резания и скорость подачи, а также тип и качество инструмента, чтобы оптимизировать выбор скорости резания и добиться наилучшего эффекта обработки.