Adres:
Nr 233-3 Yangchenghu Road, park przemysłowy Xixiashu, dystrykt Xinbei, miasto Changzhou, prowincja Jiangsu
Zapytaj dziesięciu mechaników, jak dobrali prędkość posuwu, a otrzymasz dziesięć różnych odpowiedzi, ale uczciwi zwykle wracają do tego samego małego fragmentu arytmetyki. Formuła obciążenia wiórów łączy prędkość wrzeciona, prędkość posuwu i liczbę rowków w jednej linii i jest najszybszym sposobem przejścia od przeczucia do liczby, którą można faktycznie obronić na maszynie. Poniżej znajduje się sam wzór, konwersje jednostek, które powodują potknięcia, korekta grubości wióra, która dotyczy prawie każdego, oraz kontrole, które przeprowadzamy, zanim zaufamy nowemu frezowi w zadaniu produkcyjnym.
Jakie obciążenie chipa faktycznie mierzy
Obciążenie wiórem, zapisywane jako fz i często nazywane posuwem na ząb, to grubość materiału, jaką usuwa jedna krawędź skrawająca podczas jednego obrotu narzędzia. Jest to liczba przypadająca na ząb, a nie na obrót i od tego zaczyna się wiele nieporozumień. Frez czteroostrzowy toczący się z prędkością 8000 obr/min usuwa cztery wióry na obrót, dlatego prędkość posuwu musi być rozdzielona na cztery strony.
To rozróżnienie ma znaczenie, ponieważ to właśnie chip odprowadza ciepło ze strefy skrawania. Wciśnij zbyt lekki wiór, a krawędź zamiast naciąć ociera się, wytwarzając ciepło w przedmiocie obrabianym i przy tym utwardzając stal nierdzewną lub tytan. Wciśnij zbyt duży wiór, a krawędź po prostu straci wytrzymałość, szczególnie w przypadku małych średnic. Obciążenie chipem to wskaźnik znajdujący się pomiędzy tymi dwoma awariami, a wzór na to, jak go znaleźć.
Wzór obciążenia wiórów w jednostkach imperialnych i metrycznych
Podstawowa relacja jest na tyle krótka, że można ją zapamiętać:
fz = F ÷ (n × z)
gdzie fz to obciążenie wiórów na ząb, F to prędkość posuwu, n to prędkość wrzeciona w obr./min, a z to liczba rowków. Po zmianie układu daje prędkość posuwu do zaprogramowania: F = fz × n × z . Sama prędkość wrzeciona wynika z prędkości skrawania, gdzie n = (1000 × Vc) ÷ (π × D) w jednostkach metrycznych lub n = 3,82 × SFM ÷ D w jednostkach imperialnych, gdzie D jest średnicą narzędzia.
| Ilość | Imperialny | Metryczne |
|---|---|---|
| Prędkość wrzeciona (n) | obr./min | obr./min |
| Szybkość posuwu (F) | cale na minutę (IPM) | milimetry na minutę (mm/min) |
| Liczba fletów (z) | liczba krawędzi skrawających | liczba krawędzi skrawających |
| Obciążenie wiórami (fz) | cal na ząb (IPT) | milimetr na ząb (mm/ząb) |
| Obliczenia | IPM ÷ (obr/min × z) | mm/min ÷ (obr/min × z) |
Jedna praktyczna uwaga z warsztatu: zapisz jednostki obok każdej liczby, zanim sięgniesz po kalkulator. Prawie każda błędna prędkość posuwu, o którą nas pytają, ma związek z wartością metryczną wpisaną w polu imperialnym lub odwrotnie.
Sprawdzony przykład, który możesz naśladować
Weźmy trójostrzowy frez palcowy z węglików spiekanych o średnicy 10 mm, wykonany z aluminium 6061, o prędkości skrawania 300 m/min i docelowym obciążeniu wiórem 0,06 mm na ząb. Prędkość wrzeciona pierwsza: (1000 × 300) ÷ (3,1416 × 10) dochodzi do około 9550 obr./min. Następnie prędkość posuwu: 9550 × 3 × 0,06 ≈ 1719 mm/min, co większość ludzi zaokrągla do 1700 mm/min.
Wersja imperialna zachowuje się identycznie. Frez czteroostrzowy 1/2 cala przy 3000 obr./min z docelową wielkością 0,002 cala na ząb daje 3000 × 4 × 0,002 = 24 IPM. Jeśli maszyna lub konfiguracja nie jest w stanie wytrzymać takiego posuwu, nie zmniejszaj po cichu posuwu i utrzymuj obroty na minutę — zmniejsz wraz z nim prędkość wrzeciona, aby obciążenie wiórów pozostało tam, gdzie było zamierzone.
NNC Uniwersalne frezy palcowe z 4 ostrzami i łbem płaskim Frezy płaskie czteroostrzowe NNC z węglików spiekanych do obróbki stali, stali nierdzewnej i żeliwa o średnicy 1–20 mm; przydatne do dostosowania prędkości posuwu i wrzeciona do obciążenia wiórów. Zobacz produkt → Przerzedzanie wiórów zmienia odpowiedź
Wszystko powyżej zakłada, że nóż jest zaczepiony na co najmniej połowie jego średnicy. Jeśli spadniesz poniżej tej wartości, tak jak w przypadku przejść wykańczających, trochoidalnych ścieżek narzędzia i głębokich kieszeni, a wiór fizycznie nie będzie w stanie osiągnąć nominalnej grubości, ponieważ łuk natarcia jest zbyt krótki. Formuła jest nadal poprawna, ale zaprogramowaną liczbę należy poprawić w górę.
Współczynnik korygujący wynosi CTF = 1 ÷ √(1 - (1 - 2 × ae ÷ D)²) , gdzie ae to promieniowa głębokość skrawania, a D to średnica narzędzia. Przy promieniowym sprzężeniu 0,1 × D współczynnik wynosi w przybliżeniu 1,67, zatem nominalne 0,06 mm na ząb wynosi w programie około 0,10 mm na ząb. Pomiń ten krok w przypadku lekkiego przejścia wykańczającego, a skutecznie pocierasz krawędź wzdłuż ściany, co jest częstą przyczyną złego wykończenia powierzchni i krótkiej żywotności narzędzia.
Referencyjne wartości obciążenia wiórów według materiału
Wykresy są punktem wyjścia, a nie werdyktem, ale pozwalają zaoszczędzić czas, gdy nie masz historii z materiałem. Poniższe zakresy dotyczą frezu z węglików spiekanych o średnicy 6 mm w stosunkowo sztywnym ustawieniu i należy je skalować w zależności od średnicy — narzędzie o średnicy 1 mm to niewielki ułamek tych wartości.
| Materiał przedmiotu obrabianego | Typowe obciążenie wiórami (mm/ząb) | Co obejrzeć |
|---|---|---|
| Stopy aluminium | 0,05 – 0,12 | Narost na krawędzi, jeśli wiór jest zbyt lekki |
| Stal miękka i niskowęglowa | 0,03 – 0,07 | Zużycie krawędzi na długich dystansach |
| Stal nierdzewna | 0,02 – 0,05 | Hartowanie i gadanie |
| Stopy tytanu | 0,02 – 0,04 | Koncentracja ciepła na krawędzi skrawającej |
| Stal hartowana (45–55 HRC) | 0,01 – 0,03 | Ugięcie narzędzia przy małych średnicach |
| Grafit | 0,03 – 0,08 | Pył ścierny i zaokrąglenie krawędzi |
| Miedziana elektroda | 0,02 – 0,06 | Zadziory na delikatnych żebrach i cienkich ściankach |
Formuła aluminium naprawdę zasługuje na swoje utrzymanie, ponieważ okno pomiędzy tarciem a przeciążeniem jest szerokie, a korzyści z eksploatacji odpowiedniego chipa są duże. Trójostrzowy frez o falistej krawędzi przeznaczony do tego materiału z radością przyjmie ciężki wiór przy dużym posuwie i naszym wykresy posuwów i prędkości aluminium pokaż, jak liczby zmieniają się w zależności od stopu i średnicy.
Niestandardowe frezy trzpieniowe z 3 ostrzami falistymi do aluminium Trójostrzowe frezy trzpieniowe z węglików spiekanych o falistych krawędziach do aluminium i stopów krzemowo-aluminiowych w modelach od 6 do 20 mm, przeznaczone do wydajnego usuwania metalu i odprowadzania wiórów. Zobacz produkt → Trudne materiały wymagają drugiego spojrzenia
Tytan i inne stopy żaroodporne karzą nadmiernie optymistyczne obciążenie wiórami szybciej niż jakikolwiek inny materiał, z którym pracujemy, ponieważ ciepło nie ma dokąd uciec. Wzór nadal obowiązuje, ale rowki, geometria natarcia i powłoka narzędzia decydują, jaką część obliczonej figury możesz faktycznie wykorzystać. Frez przeznaczony do tytanu z odpowiednią spiralą i przygotowaniem krawędzi będzie wytrzymywał mniejszy ładunek wiórów bardziej równomiernie niż narzędzie ogólnego przeznaczenia wciśnięte do tej samej wartości i zrobi to bez uszkodzenia krawędzi po czterdziestu minutach.
Niestandardowe 4-ostrzowe frezy płaskie do stopów tytanu Frezy trzpieniowe czteroostrzowe z węglików spiekanych do tytanu o zmiennej linii śrubowej i nierównym podziale rowków, w średnicach 6–20 mm, przeznaczone do obróbki zgrubnej antywibracyjnej oraz obróbki z dużymi prędkościami. Zobacz produkt → Błędy, które widzimy najczęściej
- Używając jednej wartości obciążenia wiórami dla każdej średnicy, gdy narzędzie o średnicy 1 mm potrzebuje ułamka tego, co wytrzyma narzędzie 12 mm.
- Zapominając o liczbie rowków — frezy z czołem kulistym i frezy do obróbki zgrubnej nie zawsze mają zakładaną liczbę krawędzi.
- Programowanie obciążenia wiórów tak lekkiego, że krawędź się ociera, a następnie obwinianie narzędzia za ślady przypaleń.
- Ignorowanie wyczerpania. Kilka mikronów mimośrodu zamienia jeden obciążony rowek w jeden przeciążony rowek.
- Pominięcie korekty przerzedzania wiórów przy lekkich połączeniach promieniowych, co pozwala na ciche podwojenie rzeczywistej grubości wióra.
- Zmiana posuwu bez wpływu na prędkość wrzeciona, przez co obciążenie wiórów odchyla się od zamierzonej wartości.
Udowodnij to za pomocą cięcia testowego
Obliczone liczby są hipotezą; dowodem jest cięcie próbne. Rozpocząć od około 80 procent obliczonego posuwu i zwiększać go w krokach co 10 do 15 procent, nasłuchując drgań i obserwując wióry, a nie samo obciążenie wrzeciona. Cienkie, srebrzyste chipsy, które zwijają się i łamią, sugerują, że jesteś blisko idealnego miejsca. Niebieskie lub sypkie wióry, dźwięk dzwonienia lub wypolerowana ściana oznaczają, że chip jest zbyt lekki lub konfiguracja jest wygięta.
- Zapisz obliczoną wartość fz, zaprogramowany posuw i prędkość obrotową w arkuszu pracy.
- Utnij krótki odcinek testowy i sprawdź kolor i kształt wióra.
- Zmierz wykończenie ściany i po pierwszym przejściu sprawdź krawędź narzędzia pod lupą.
- Dostosuj małymi krokami, mając na uwadze obciążenie chipa, zamiast gonić za pojedynczą liczbą.
- Zapisz sprawdzoną kombinację tego materiału i narzędzia i potraktuj ją jako nową linię bazową.
Wzór na obciążenie wiórem ma tylko trzy zmienne, a mimo to wyjaśnia większość tego, co dzieje się dobrze, a co źle we wrzecionie. Wyprostuj jednostki, zastosuj korektę zmniejszającą grubość wióra, gdy połączenie promieniowe jest niewielkie, i pozwól, aby cięcie testowe potwierdziło arytmetykę. Jeśli wybierasz pomiędzy geometrią dla konkretnego materiału, nasze asortyment frezów pełnowęglikowych jest uporządkowane według materiału przedmiotu obrabianego, dzięki czemu można dopasować narzędzie do zadania jeszcze przed wprowadzeniem liczb.
