Подача при ЧПУ: как выбрать и настроить для точной обработки

[kirilljsx]

Подача при ЧПУ — это скорость перемещения инструмента относительно заготовки. Правильный выбор подачи напрямую влияет на качество детали, срок службы инструмента и производительность станка. В этой статье разберём, как выбрать и настроить подачу, чтобы избежать ошибок вроде перегрева или брака.

Хорошая настройка подачи помогает оптимизировать цикл обработки и снизить износ оборудования. Мы поговорим о факторах влияния, методах расчёта и проверке на практике. Это сэкономит время и деньги при серийном производстве.

Что такое подача и почему она критична

Подача в ЧПУ обозначает линейную скорость движения режущего инструмента по заготовке, измеряемую в мм/мин или мм/об. Она определяет, насколько быстро станок снимает материал, и тесно связана со скоростью шпинделя и диаметром фрезы. Неправильная подача приводит к вибрациям, быстрому износу или низкой точности — например, при фрезеровке стали слишком высокая подача вызовет перегрев, а низкая растянет цикл на часы.

На практике для алюминия подача может быть 1000–3000 мм/мин, а для титана — в 2–3 раза ниже. Выбор зависит от материала, геометрии инструмента и типа операции: черновая обработка требует агрессивной подачи, чистовая — аккуратной. Логично перейти к расчёту, чтобы учесть все параметры.

• Типы подачи: интерполированная (линейная G01, круговая G02/G03) и по осям.
• Единицы измерения: мм/мин для линейной, мм/зуб для зубастых фрез.
• Влияние на качество: оптимальная подача снижает шероховатость поверхности до Ra 1,6 мкм.

Параметр	Черновая обработка	Чистовая обработка
Подача (мм/мин)	800–2000	300–800
Скорость шпинделя (об/мин)	5000–10000	10000–20000
Пример материала	Сталь	Алюминий

Факторы выбора подачи для разных материалов

Выбор подачи начинается с анализа заготовки: твёрдость, вязкость и теплопроводность материала диктуют лимиты. Для мягких металлов вроде алюминия подача выше, чтобы избежать налипания стружки, а для нержавейки — ниже, с акцентом на охлаждение. Реальный пример: при фрезеровке Д16Т подачу ставят 1500 мм/мин при 12000 об/мин, чтобы чипы улетали чисто.

Учитывайте инструмент — carbide-фрезы выдерживают выше подачи, чем HSS. Диаметр тоже важен: мелкие фрезы (3–6 мм) требуют осторожности, чтобы не сломать. Перед настройкой проверьте спецификацию производителя, где указаны рекомендуемые значения.

• Материал: мягкие — высокая подача, твёрдые — низкая с обильным СОЖ.
• Инструмент: количество зубьев умножает подачу (например, 4-зубая фреза = 4x базовая).
• Геометрия: глубина прохода 0,5D позволяет поднять подачу на 20%.

Материал	Рекомендуемая подача (мм/мин)	Скорость резания (м/мин)
Алюминий	1500–4000	200–500
Сталь	500–1500	100–250
Титан	200–800	40–100

Расчёт подачи: формулы и примеры

Подача рассчитывается как Vf = Vc × Kz × N × Z, где Vc — скорость резания, Kz — коэффициент, N — обороты, Z — зубья. Начните с каталожных данных: для 10 мм фрезы по алюминию Vc=300 м/мин. Подставьте: при 10000 об/мин Vf=300×1000×1×4/ (π×10) ≈ 1200 мм/мин. Тестируйте на эскизе, корректируя по звуку и стружке.

Настройка подачи в CAM и на станке

В CAM-программах вроде Fusion 360 или SprutCAM подачу задают в операциях: выбираете стратегию (pocket, contour), вводите Vf и симулируете. Постпроцессор генерирует G-код с F-командами (F1000 для 1000 мм/мин). На станке проверяют в MDI-режиме: G00 X0 Y0; G01 Z-5 F500 — и смотрят вибрацию.

Калибровка осей и нулевых точек (G54–G59) обязательна перед запуском. Установите оснастку, привяжите инструмент — только тогда загружайте программу. Имитируйте сухой прогон, чтобы поймать ошибки.

1. Импорт модели в CAM, задание траекторий.
2. Установка параметров: F, S (шпиндель), глубина.
   Проверка: симуляция + воздушный рез.

Шаг настройки	Действие	Проверка
1. Подготовка	Закрепить заготовку	Нет люфта
2. Инструмент	Вставить, привязать	Диаметр ±0,01 мм
3. Подача	Задать F в G-коде	Тестовый проход

Оптимизация и типичные ошибки

Оптимизация подачи поднимает производительность на 30–50%: используйте adaptive clearing в CAM для постоянной нагрузки. Мониторьте amperage шпинделя — пик сигнализирует перегруз. Для серийок корректируйте по логам станка.

Частые ошибки: игнор СОЖ (стружка плавится), неверный постпроцессор (код не читается) или забытый homing. При вибрации снижайте F на 20% поэтапно. Всегда имитируйте перед реальным резом.

• Перегруз: снижайте подачу или повышайте обороты.
• Брак поверхности: увеличьте подачу на чистовке.
  Нюанс: твёрдосплав требует точной балансировки.

Ключевые моменты для дальнейшей настройки

Правильная подача — баланс скорости, качества и долговечности. Мы разобрали выбор, расчёт и настройку, но остались детали вроде адаптивных стратегий в новых CAM или влияния ЧПУ-контроллера (Fanuc vs. Siemens).

Дальше стоит углубиться в мониторинг в реальном времени через API станка и A/B-тесты параметров для вашего оборудования. Это даст преимущество в сложных проектах.