Как настроить скорость сверления на вертикально-сверлильном станке
Установите частоту вращения шпинделя вертикально-сверлильного станка: выберите скорость резания с учетом материала заготовки и сверла, рассчитайте соответствующую частоту вращения в минуту (об/мин), а затем выберите ближайшее доступное значение на станке. Для первой пробной обработки, если расчетное значение находится между двумя фиксированными скоростями, выберите меньшую. Закрепите заготовку, просверлите пробное отверстие и при необходимости скорректируйте настройки с учетом инструмента и условий резания.
Расчет частоты вращения шпинделя
Скорость резания показывает, с какой скоростью режущая кромка перемещается относительно материала; частота вращения шпинделя — сколько оборотов в минуту совершает сверло. Эти величины связаны диаметром сверла. В качестве исходной возьмите скорость резания, указанную производителем сверла для конкретного материала заготовки, материала и покрытия инструмента, а также условий резания. Затем используйте формулу:
Частота вращения шпинделя (об/мин) = (скорость резания в метрах в минуту × 1 000) ÷ (π × диаметр сверла в миллиметрах)
Например, при выбранной скорости резания 25 м/мин и диаметре сверла 10 мм расчетное значение составляет примерно 796 об/мин. Если на станке доступны фиксированные скорости 630 и 800 об/мин, значение 800 об/мин близко к расчетному. Если система менее жесткая или материал трудно поддается обработке, более осторожной отправной точкой будут 630 об/мин.
Для дюймовых единиц используйте формулу об/мин = (скорость резания в поверхностных футах в минуту × 12) ÷ (π × диаметр сверла в дюймах). Соблюдайте единообразие единиц измерения: подстановка диаметра в миллиметрах в формулу для дюймов приведет к неверному значению частоты вращения.
Эти расчеты относятся к диаметру резания. При использовании корончатого сверла подставляйте его наружный диаметр, а не диаметр направляющего штифта или остающейся внутри коронки сердцевины. Используйте исходные данные производителя корончатого сверла: для корончатого и спирального сверла одинакового диаметра не обязательно подходят одинаковые скорость резания и подача.
Выбор подходящей скорости резания
Начинать следует с материала заготовки, но важно учитывать и его состояние. Для более твердого или наклепанного материала обычно требуется меньшая скорость резания, чем для более мягкой марки того же материала. При обработке нержавеющей стали также важно правильно выбрать подачу: если сверло трется о поверхность, не снимая материал, поверхность может наклепаться, что затруднит дальнейшую обработку.
Материал инструмента влияет на расчет. Спиральные сверла из быстрорежущей стали и твердого сплава работают в разных диапазонах, а наличие покрытия не означает, что любое сверло подходит для любого материала. По возможности используйте данные именно для применяемого инструмента. Выбирайте меньшую начальную скорость, если инструмент изношен, станок или заготовка недостаточно жесткие либо сверло сильно выступает из шпинделя. Поврежденное сверло следует заменить или правильно заточить, а не бесконечно компенсировать его состояние изменением частоты вращения.
Диаметр напрямую влияет на частоту вращения: при одинаковой скорости резания удвоение диаметра сверла вдвое уменьшает расчетное число оборотов в минуту. Настройка, подходящая для небольшого сверла, может привести к перегреву более крупного сверла при обработке того же материала. Пересчитывайте значение при изменении диаметра, в том числе при переходе от направляющего отверстия к сверлу большего диаметра для окончательной обработки.
СОЖ и смазочно-охлаждающая жидкость могут влиять на допустимый диапазон скоростей резания, но не заменяют правильный выбор скорости или достаточной подачи. Используйте только жидкость и способ ее подачи, совместимые с материалом, инструментом, станком и рабочей зоной. Не допускайте попадания жидкости на электрические компоненты.
Настройка скорости на станке
Перед настройкой изучите таблицу скоростей и органы управления конкретного станка. Доступные значения частоты вращения, положения органов управления и порядок настройки различаются у станков с ременным приводом, коробкой передач и регулируемой скоростью.
- Остановите шпиндель. Отключите питание перед открытием кожуха ременной передачи или выполнением любой настройки, требующей доступа к движущимся частям. Дождитесь полной остановки всех вращающихся деталей.
- На станке с ременным приводом выберите сочетание шкивов по таблице скоростей. Ослабьте натяжение ремня, переставьте его на указанные ступени шкивов, снова натяните согласно инструкции и закройте ограждение перед подачей питания.
- На станке с коробкой передач установите рычаги в предписанные положения согласно инструкции. Не прилагайте усилие к рычагу; следуйте указанному порядку переключения передач и диапазонов.
- На станке с регулируемой скоростью, если предусмотрено механическое переключение диапазонов, сначала выберите подходящий диапазон, затем задайте скорость с помощью регулятора или дисплея. В инструкции к станку указано, следует ли регулировать скорость при остановленном или работающем шпинделе.
Положение регулятора не обязательно точно соответствует частоте вращения шпинделя, особенно если у станка есть отдельный диапазон передач. По возможности используйте калиброванный дисплей или таблицу скоростей. Если фактическая скорость неизвестна и важна точность, измерьте частоту вращения шпинделя подходящим тахометром, соблюдая безопасный порядок работы с прибором.
Надежно закрепите заготовку в тисках или струбцинами, извлеките ключ из патрона и перед запуском убедитесь, что сверло и патрон правильно установлены. Не приближайте руки и свободную одежду к вращающимся деталям. Перед измерением отверстия или удалением стружки остановите шпиндель; используйте подходящий инструмент или щетку, а не голые руки.
Если расчетная частота вращения выходит за пределы доступного диапазона
Если расчетное значение ниже минимальной скорости станка, не считайте, что работа обязательно подойдет, если выбрать минимальную настройку. Сверло все еще может вращаться быстрее рекомендованной скорости резания. Используйте станок с более низким диапазоном скоростей или пересмотрите инструмент и процесс, руководствуясь рекомендациями его производителя.
Если расчетное значение превышает максимальную скорость станка, при выборе максимальной настройки скорость резания будет ниже расчетной целевой. Это может быть приемлемо, но условия резания и рекомендации производителя инструмента все равно необходимо учитывать. Не увеличивайте подачу только для компенсации низкой частоты вращения: чрезмерное усилие может остановить шпиндель или повредить сверло.
Для станка на магнитном основании указанная скорость холостого хода является диапазоном или справочным значением, измеренным без резания, а не гарантией скорости под нагрузкой. Например, в спецификации поставляемого магнитного сверлильного станка VD60 указан диапазон холостого хода 0–600 об/мин. Перед настройкой ознакомьтесь с порядком регулировки скорости и допустимой нагрузкой конкретного станка и корончатого сверла. Для надежной магнитной фиксации также необходима подходящая чистая контактная поверхность и способ крепления, указанный в инструкции к станку.
Оценка процесса резания перед изменением настройки
Начните пробное сверление, контролируя подачу, и следите за звуком, образованием стружки и характером резания. Устойчивое резание с выходом стружки из отверстия — более полезный признак, чем одна лишь частота вращения. Подача и скорость связаны, но настраиваются отдельно: если снизить частоту вращения, не исправив чрезмерно малую подачу, сверло может продолжать тереться о материал.
Визг или отполированное дно отверстия могут указывать на трение, затупление режущей кромки, недостаточную подачу или неподходящую скорость. Остановите станок и осмотрите сверло, прежде чем менять настройки. Синеватый цвет, дым или быстрый износ режущей кромки свидетельствуют о чрезмерном нагреве; возможные причины — слишком высокая скорость резания, недостаточное количество СОЖ при необходимости ее использования или стружка, застрявшая в отверстии.
Вибрация и отверстие увеличенного диаметра не обязательно означают, что скорость слишком высока. Подобные симптомы могут возникнуть из-за плохо закрепленной заготовки, чрезмерного вылета инструмента, износа шпинделя или плохой заточки сверла. Остановите станок, исправьте установку и повторите пробу. При сверлении глубоких отверстий по мере необходимости выводите сверло для удаления стружки, следуя рекомендациям поставщика инструмента; слишком частый вывод без необходимости прерывает резание и может вызвать трение при повторном входе.
После того как пробное отверстие будет соответствовать требованиям к размеру и качеству поверхности, запишите материал, характеристики сверла, частоту вращения, способ подачи и использованную жидкость. Эти сведения станут надежной отправной точкой для следующей аналогичной операции, но при этом позволят учесть различия в состоянии материала и жесткости установки.
