Wprowadzenie
Zrozumienie jak działają posuwy i prędkości jest krytyczne, jeśli chcesz poprawić swoje umiejętności CNC. Pomoże ci to zoptymalizować prędkości obróbki, uzyskać lepsze wykończenie powierzchni i co najważniejsze mieć dłuższą żywotność narzędzia.
Więc, co tak naprawdę oznaczają „Posuwy & Prędkości”?
„Prędkości” odnoszą się do prędkości obrotowej wrzeciona, wyrażonej w rpm (runda na minutę). Określenie prawidłowych prędkości jest głównie kwestią określenia, jak szybko można obracać narzędziem bez przegrzania go podczas skrawania.
„Posuw” odnosi się do prędkości posuwu, która jest prędkością liniową maszyny, najczęściej wyrażoną w mm/min. Optymalizacja szybkości posuwu polega na maksymalizacji ilości materiału ciętego w jednostce czasu, im szybciej tym lepiej w ogóle.
Więc, uzyskanie twoich posuwów & prędkości w prawo oznacza po prostu znalezienie słodkiego miejsca, gdzie twoje narzędzie obraca się z idealną prędkością w stosunku do jego ruchomej prędkości wewnątrz materiału. Ten słodki punkt może oznaczać różne rzeczy w zależności od celu: osiągnięcie najlepszego wykończenia powierzchni, najszybsza obróbka części lub maksymalizacja trwałości narzędzia.
Te koncepcje mogą być wizualnie podsumowane na grafice, gdzie prędkość posuwu jest wykreślona w stosunku do prędkości obrotowej wrzeciona, co pomaga nam zidentyfikować 6 różnych stref.
Jak pokazano powyżej, istnieją głównie dwa złe miejsca, których chcesz uniknąć. Pierwszy z nich występuje, gdy zmniejszasz prędkość wrzeciona zbytnio w stosunku do prędkości posuwu. Czyniąc to, jesteś zmuszając rowki frezu końcowego do cięcia zbyt dużo materiału, co może prowadzić do niepożądanych wibracji lub gorzej, złamane narzędzie.
Na drugiej stronie grafiki, jeśli zmniejszyć posuw zbyt dużo w stosunku do prędkości wrzeciona, rowki frezu końcowego zacznie tarcie materiału zamiast cięcia ładne wióry. To działanie spowoduje przegrzanie narzędzia, a tym samym jego zmiękczenie. Jego ostre krawędzie staną się tępe, a jeśli zachować cięcia z tępymi krawędziami i zaczniesz widzieć bardzo pogorszone wykończenie powierzchni na swoim materiale.
Dobrą zasadą jest, aby zawsze pamiętać, że trzeba robić wióry, a nie pył.
Ok, ale jak znaleźć słodkie miejsca dla każdego materiału?
Obciążenie wiórowe
Parametr, który łączy te koncepcje i który jest szeroko stosowany jako standardowa metryka do określania optymalnych posuwów &prędkości jest nazywany obciążeniem wiórowym.
Obciążenie wiórowe, zwane również „posuwem na ząb”, to grubość materiału, który jest wprowadzany do każdej krawędzi skrawającej, gdy porusza się ona przez materiał obrabiany.
Obciążenie wiórowe jest wyrażane w mm/ząb i można je znaleźć za pomocą następującego równania:
Obciążenie wiórami = N x Chipload x Rpm
gdzie N to liczba rowków frezu końcowego, a Rpm to prędkość obrotowa wrzeciona.
Zilustrujmy tę koncepcję i wyobraźmy sobie, że chcemy ciąć sklejkę za pomocą frezu końcowego 6mm z 2 rowkami. W naszym przypadku, zalecane obciążenie wiórami dla sklejki wynosi około 0,3mm/ząb (por. tabela obciążeń wiórami na końcu tego artykułu).
Załóżmy, że twoja maszyna jest zdolna do cięcia z maksymalną prędkością 3000mm/min. Korzystając z poprzedniego równania, stwierdzamy, że wrzeciono musi obracać się z prędkością 5000rpm, aby osiągnąć odpowiednie obciążenie wiórami:
3000 = 2 x 0,3 x 5000
W oparciu o tę matematyczną zależność zauważamy, że jeśli chcemy zwiększyć posuw, aby szybciej ciąć sklejkę, będziemy musieli również zwiększyć prędkość obrotową wrzeciona, aby utrzymać stałe obciążenie wiórami:
4500 = 2 x 0,3 x 7500
Wyobraźmy sobie teraz, że nasze wrzeciono nie może pracować szybciej niż 5000rpm. Nadal możemy zwiększyć posuw używając frezu z 3 rowkami i utrzymać stałe obciążenie wiórem:
4500 = 3 x 0,3 x 5000
Bazując na tej wiedzy, możemy teraz użyć tabel, które pozwolą nam obliczyć nasze posuwy &prędkości i osiągnąć optymalne obciążenie wiórem dla każdego materiału.
Tabele obciążeń wiórowych
Miej na uwadze, że wartości tabel są oparte na obliczeniach i testach wykonanych na naszym ploterze CNC Mekanika. Wartości te zależą od wielu czynników, takich jak moc i sztywność maszyny, głębokość skrawania i typ użytego frezu, na przykład. Dlatego mogą się różnić w zależności od maszyny, którą masz pod ręką.
Poza tym, innym ważnym czynnikiem do rozważenia podczas czytania tych tabel jest średnica narzędzia. Rzeczywiście, większy frez będzie w stanie obsłużyć większy ładunek wiórów.
Zalecamy, aby zacząć od ustawienia rzeczywistej prędkości posuwu maszyny poniżej wartości z tabeli i stopniowo ją zwiększać. Ogólnie rzecz biorąc, przekonasz się, że twoje optymalne prędkości posuwu & zostaną określone na podstawie doświadczenia lub metodą prób i błędów. Na przykład, dla większości materiałów, można zazwyczaj ustawić prędkość wrzeciona między 15000-25000rpm i dostosować szybkość posuwu, aby uzyskać ładne wyniki z maszyny.
Podobnie, sugerujemy powoli zwiększyć głębokość cięcia podczas wykonywania tych testów. Większość użytkowników CNC faktycznie korzystać z doświadczenia lub nawyków, aby określić wartość głębokości cięcia dla konkretnej sytuacji. W skrócie, pamiętaj o tych dwóch pojęciach:
-
Nadmierna głębokość cięcia spowoduje odchylenie narzędzia (zobacz ten artykuł, aby zrozumieć, dlaczego może to być problematyczne).
-
Dobrą zasadą jest użycie wartości głębokości poniżej lub równej średnicy frezu. Jeśli chcesz zwiększyć głębokość cięcia, a następnie spróbuj użyć większego frezu końcowego, aby utrzymać stosunek głębokości do średnicy 1 : 1.
.