Introduzione
Capire come funzionano gli avanzamenti e le velocità è fondamentale se volete migliorare le vostre abilità CNC. Ti aiuterà a ottimizzare le tue velocità di lavorazione, a ottenere una migliore finitura superficiale e, soprattutto, ad avere una maggiore durata dell’utensile.
Così, cosa significano in realtà gli “avanzamenti &velocità”?
“Velocità” si riferisce alla velocità di rotazione del tuo mandrino, espressa in rpm (giri al minuto). Determinare le velocità corrette è soprattutto una questione di determinare quanto velocemente puoi far girare il tuo utensile senza surriscaldarlo durante il taglio.
“Avanzamenti” si riferisce all’avanzamento, che è la tua velocità lineare della macchina, per lo più espressa in mm/min. Ottimizzare la velocità di avanzamento significa massimizzare la quantità di materiale che si sta tagliando per unità di tempo, più veloce è meglio è in generale.
Quindi, ottenere la giusta velocità di avanzamento &significa semplicemente trovare il punto dolce dove il vostro utensile sta girando alla velocità perfetta rispetto alla sua velocità di movimento all’interno del materiale. Questo sweet spot può significare cose diverse a seconda del vostro obiettivo: ottenere la migliore finitura superficiale, lavorare i vostri pezzi più velocemente, o massimizzare la vita dell’utensile.
Questi concetti possono essere riassunti visivamente su un grafico, dove l’avanzamento è tracciato contro la velocità di rotazione del mandrino, e che ci aiuta a identificare 6 zone diverse.
Come illustrato sopra, ci sono principalmente due punti negativi che volete evitare. Il primo avviene quando si riduce troppo la velocità del mandrino rispetto all’avanzamento. Così facendo, costringete i flauti della vostra fresa a tagliare troppo materiale, il che può portare a vibrazioni indesiderate o peggio, alla rottura dell’utensile.
Dall’altro lato del grafico, se riducete troppo l’avanzamento rispetto alla velocità del mandrino, i flauti della vostra fresa inizieranno a sfregare il materiale invece di tagliare dei bei trucioli. Questa azione farà surriscaldare e quindi ammorbidire il tuo utensile. I suoi bordi taglienti diventeranno opachi e se continui a tagliare con bordi opachi inizierai a vedere una finitura superficiale molto deteriorata sul tuo materiale.
Una buona regola empirica è ricordare sempre che hai bisogno di fare trucioli, non polvere.
Ok, ma come facciamo a trovare gli sweet spot per ogni dato materiale?
Chip Load
Il parametro che collega questi concetti e che è ampiamente usato come metrica standard per determinare avanzamenti ottimali & velocità è chiamato chip load.
Carico truciolo, chiamato anche “avanzamento per dente”, è lo spessore di materiale che viene alimentato in ogni tagliente mentre si muove attraverso il materiale da lavorare.
Carico truciolo è espresso in mm/dente e può essere trovato usando la seguente equazione:
Feedrate = N x Chipload x Rpm
dove N è il numero di scanalature della fresa e Rpm è la velocità di rotazione del mandrino. Nel nostro caso, il carico di trucioli raccomandato per il compensato è di circa 0,3mm/dente (cfr. la tabella del carico di trucioli alla fine di questo articolo).
Prevediamo che la vostra macchina sia capace di tagliare ad una velocità massima di 3000mm/min. Usando l’equazione precedente, troviamo che il mandrino deve ruotare a 5000 giri/min per ottenere il carico di trucioli adeguato:
3000 = 2 x 0,3 x 5000
In base a questa relazione matematica, osserviamo che se vogliamo aumentare l’avanzamento per tagliare più velocemente quel compensato, dovremo aumentare anche la velocità di rotazione del mandrino per mantenere un carico di trucioli costante:
4500 = 2 x 0,3 x 7500
Ora immaginiamo che il vostro mandrino non possa girare più veloce di 5000rpm. Possiamo ancora aumentare l’avanzamento usando una fresa a 3 scanalature e mantenere un carico truciolo costante:
4500 = 3 x 0,3 x 5000
Sulla base di questa conoscenza, possiamo ora usare delle tabelle che ci permetteranno di calcolare le nostre velocità di avanzamento &e ottenere un carico truciolo ottimale per ogni materiale dato.
Tabelle di carico truciolo
Tenete presente che i valori delle tabelle sono basati su calcoli e test effettuati sul nostro router CNC Mekanika. Questi valori dipendono da molti fattori, come la potenza e la rigidità della vostra macchina, la profondità di taglio e il tipo di fresa utilizzata, per esempio. Pertanto, possono variare a seconda della macchina che avete a portata di mano.
Inoltre, un altro fattore importante da considerare durante la lettura di queste tabelle è il diametro dell’utensile. Infatti, una fresa più grande sarà in grado di gestire un carico di trucioli maggiore.
Si consiglia di iniziare impostando l’avanzamento effettivo della vostra macchina al di sotto del valore della tabella e di aumentarlo gradualmente. In generale, troverete che le vostre velocità di avanzamento ottimali &saranno determinate dall’esperienza o dal trial-and-error. Per esempio, per la maggior parte dei materiali, potete tipicamente impostare la velocità del mandrino tra 15000-25000rpm e regolare il vostro tasso di avanzamento per ottenere buoni risultati con la vostra macchina.
Similmente, vi suggeriamo di aumentare lentamente la profondità dei vostri tagli mentre fate questi test. La maggior parte degli utenti di CNC in realtà usano l’esperienza o le abitudini per determinare il valore della profondità di taglio per una particolare situazione. In breve, tieni a mente questi due concetti :
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Una profondità di taglio eccessiva provocherà una deflessione dell’utensile (vedi questo articolo per capire perché può essere problematico).
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Una buona regola generale è di usare un valore di profondità inferiore o uguale al diametro della tua fresa. Se vuoi aumentare la profondità di taglio, allora cerca di usare una fresa più grande per mantenere un rapporto profondità/diametro di 1 : 1.