Kalkulator prędkości wiercenia i posuwu: wzory, przykłady i ustawienia wierteł węglikowych

Wbij wiertło z węglika spiekanego o średnicy 12 mm przy 800 obr./min w stal nierdzewną 304, a krawędzie będą się trzeć, a nie ciąć: powierzchnia twardnieje, ciepło wnika do narzędzia, a naroża odpryskują w obrębie kilku otworów. Uruchom to samo wiertło z prędkością około 1590 obr./min i posuwem 0,15 mm/obr., a każda krawędź uzyska odpowiedni wgryz, podgrzeje się wraz z wiórami, a narzędzie wytrzyma setki otworów. Właśnie tę różnicę ma rozwiązać kalkulator prędkości wiercenia i posuwu. Konwertuje dwa dane wejściowe — prędkość powierzchniową i posuw na obrót — na prędkość obrotową wrzeciona i prędkość posuwu, których faktycznie potrzebuje sterowanie maszyną. Arytmetyka zajmuje sekundy; dokładność opiera się na wartościach wejściowych i na tym większość sklepów albo wygrywa, albo marnuje pieniądze.

Co właściwie oblicza kalkulator prędkości wiercenia i posuwu

Każdy kalkulator, niezależnie od tego, czy jest to aplikacja na telefon, narzędzie internetowe czy arkusz kalkulacyjny w sklepie, rozwiązuje te same dwa równania: obr./min = (SFM × 3,82) / średnica narzędzia w calach oraz prędkość posuwu (IPM) = obr./min × posuw na obrót (IPR).

W jednostkach metrycznych pierwsze równanie to RPM = (Vc × 1000) / (π × D), gdzie Vc jest wyrażone w m/min, a D jest wyrażone w mm. Prędkość powierzchniowa opisuje, jak szybko krawędź tnąca przechodzi przez przedmiot obrabiany; posuw na obrót opisuje, jak daleko posuwa się wiertło w jednym pełnym obrocie. Razem określają grubość wióra, wytwarzanie ciepła i czas skrawania, co również podają lepsze kalkulatory: głębokość otworu plus naddatek na krótkie podejście, podzielona przez prędkość posuwu, daje czas cyklu na otwór.

Posuw na obrót, a nie posuw na ząb

Wiertła są określane według posuwu na obrót, ponieważ oba rowki tną jednocześnie. W przypadku wiertła dwuostrzowego posuw na ząb stanowi po prostu połowę posuwu na obrót, więc posuw 0,006 IPR powoduje obciążenie wiórów około 0,003 cala na każdej krawędzi. Dedykowane kalkulatory wiercenia pobierają bezpośrednio IPR, co eliminuje częsty błąd, gdy sklepy ponownie wykorzystują formuły frezowania oparte na danych wejściowych dotyczących posuwu na ząb i liczbie rowków. Jeśli Twój kalkulator podaje obciążenie wiórów na ząb, podziel IPR, który zamierzasz wykonać, przez dwa przed jego wprowadzeniem.

Wybór prędkości powierzchniowej oczekiwanej przez kalkulator

Kalkulator jest tak dobry, jak wartość SFM, którą mu podasz. Numery katalogowe wierteł ze stali szybkotnącej nie odnoszą się do węglika spiekanego: węglik utrzymuje prędkość skrawania około dwa do trzech razy większą, więc wpis oparty na HSS spowoduje, że narzędzie węglikowe będzie pracować znacznie poniżej jego efektywnego zakresu, wytwarzając ciągliwe wióry i dłuższe czasy cykli, niż narzędzie zostało zaprojektowane. Poniższe zakresy to realistyczne punkty początkowe dla wierteł krętych z węglika spiekanego pokrywanego na sztywnych maszynach CNC z chłodziwem zalewowym lub przepływowym. Są celowo konserwatywni; dostrajaj się na podstawie zachowania chipa, a nie nawyku.

Traktuj kolumnę zasilającą jako pasmo, a nie cel. Większe średnice znajdują się w górnej części, ponieważ rdzeń wiertniczy jest sztywniejszy, a rowki przenoszą więcej wiórów; małe średnice należą do dolnego końca. Na lekkim młynie lub na długiej, cienkiej części zmniejsz obie liczby o około jedną czwartą i posuwaj się w górę.

Sprawdzone przykłady, które możesz skopiować

Przykład 1: wiertło z węglika powlekanego o średnicy 0,500 cala, wykonane z aluminium 6061-T6. Przy 400 SFM, obr./min = (400 × 3,82) / 0,500 ≈ 3050 obr./min. Z taśmy aluminiowej wybierz 0,010 IPR: posuw = 3050 × 0,010 ≈ 30 IPM. Na sztywnym centrum obróbczym z chłodziwem uniwersalne wiertło kręte z węglika spiekanego będzie pracować z następującymi liczbami przez całą zmianę:

Wiertła kręte z węglika spiekanego ogólnego przeznaczenia • Nadaje się do wydajnego wiercenia różnych materiałów, takich jak stal, żeliwo, stal nierdzewna itp. • Wiertło kręte z chwytem prostym i chłodzeniem wewnętrznym/zewnętrznym. Zobacz produkt →

Przykład 2: wiertło z węglików spiekanych o średnicy 12 mm ze stali nierdzewnej 304. obr./min = (60 × 1000) / (π × 12) ≈ 1590 obr./min; posuw = 1590 × 0,15 ≈ 240 mm/min, około 9,4 IPM. Zwróć uwagę, o ile niższa jest prędkość skrawania w porównaniu z obudową aluminiową – około 60 m/min w porównaniu do 120 m/min i więcej – podczas gdy posuw na obrót pozostaje stały. Stal nierdzewna nagradza pewność siebie: niepewny posuw utwardza ​​powierzchnię i niszczy krawędzie.

Przykład 3: wiertło z węglików spiekanych o średnicy 0,250 cala ze stali stopowej 4140 o twardości około 300 HB. Przy 220 SFM, obr./min = (220 × 3,82) / 0,250 ≈ 3360 obr./min; przy 0,004 IPR, posuw ≈ 13 IPM. Jeśli wiertło wystaje daleko od wrzeciona lub część jest zamocowana w wysokim imadle, najpierw zmniejsz posuw o połowę i przywróć go, gdy wióry będą wyglądać prawidłowo.

Korekty, których kalkulator nie dokona za Ciebie

Każdy kalkulator zakłada idealne warunki: sztywną konfigurację, chłodziwo docierające do krawędzi skrawającej i głębokość otworu mniejszą niż około czterokrotność średnicy. Prawdziwe dziury wymagają ręcznych poprawek, a cztery z nich pojawiają się stale.

Głębokie otwory i odprowadzanie wiórów

Powyżej około 4×D czynnikiem ograniczającym staje się upakowanie wiórów, a nie ciepło. Zmniejsz posuw o 20 do 30 procent, wycofuj program w celu złamania wióra, jeśli obrabiarka nie ma chłodziwa przez narzędzie, a w przypadku 8×D i większych przełącz się na dedykowaną geometrię głębokich otworów; jego profil żłobkowy i konstrukcja ostrza różnią się na tyle od standardowych wierteł, że traktowanie tych dwóch tych samych zniszczeń obydwóch. Kiedy otwór prowadzący poprzedza wiertło główne, dopasuj go do rozmiaru, aby oczyścić wstęgę, zgodnie z metody wymiarowania otworów pilotowych dotyczą one również doboru narzędzi węglikowych.

Wiertła do głębokich otworów Wiertła kręte • Nadaje się do wydajnego wiercenia różnych materiałów, takich jak stal, żeliwo, stal nierdzewna itp. • Wiertło kręte z chwytem prostym i chłodzeniem wewnętrznym/zewnętrznym. Zobacz produkt →

Kąt wierzchołkowy, ciąg i stabilność posuwu

Kalkulator nie zna Twojego kąta wierzchołkowego. Punkt podziału 135° centruje się samoczynnie i tnie z zauważalnie mniejszym naciskiem, co pomaga utrzymać obliczony posuw na mniej sztywnych maszynach; konwencjonalny punkt 118° naciska mocniej i korzysta z nawiercanego punktowo startu. Wiele wierteł węglikowych dzieli różnicę za pomocą ostrza 140°, co zapewnia stabilne wejście przy niskim ciągu. Kompromisy, w tym sytuacja, w której każda geometria chroni krawędź węglika, są tutaj podzielone Prowadnica kątowa wiertła 118° w porównaniu do 135° .

Hartowanie przez zgniot w stali nierdzewnej

Gatunki austenityczne, takie jak 304 i 316, utwardzają się pod wpływem lekkich nacięć. Utrzymuj obliczony posuw na stałym poziomie przez otwór, nigdy nie zatrzymuj się w momencie przebicia i unikaj płytkich cofnięć dziobków, które ponownie wchodzą w utwardzoną warstwę. Geometria pomaga w równym stopniu, jak liczby: wiertła szlifowane specjalnie do stali nierdzewnej mają polerowane rowki i ostrze, które tnie czysto przy tych skromnych prędkościach powierzchniowych:

Wiertła kręte do stali miękkiej i stali nierdzewnej • Pierwszy wybór do wiercenia w miękkiej stali i stali nierdzewnej. • Ostra krawędź skrawająca, zapobiega tworzeniu się narostów, odpowiednia do wiercenia z dużą wydajnością. • Stra... Zobacz produkt →

Pięć błędów, które po cichu zniekształcają wynik

1. Wprowadzanie prędkości powierzchniowych HSS dla narzędzia węglikowego. Matematyka jest bezbłędna; dane wejściowe pozostawiają większość możliwości narzędzia niewykorzystaną.
2. Mylenie posuwu na obrót z posuwem na ząb. Wiertło pracujące z połową zamierzonego IPR trze zamiast nożyc, co jest najszybszą drogą do hartowanych przez zgniot nierdzewnych i wyszczerbionych brzegów.
3. Użycie niewłaściwej średnicy, np. rozmiaru trzpienia zamiast średnicy skrawania. Wiertło nr 7 mierzy 0,201 cala, a nie 0,1875, a kalkulator będzie wiernie obliczał wszystko, co wpiszesz.
4. Układy jednostek mieszających. Stała calowa wynosi 3,82; stała metryczna wynosi 1000/π. Zastosowanie stałej calowej do metrycznych prędkości skrawania zaniża liczbę obrotów na minutę ponad osiemdziesięciokrotnie.
5. Traktowanie pierwszego wyniku jako ostatecznego. Cienkie, żylaste wióry oznaczają, że podawanie jest zbyt niskie; drobny proszek, piski lub dym oznaczają, że prędkość jest zbyt duża; ciasne, zwijające się wióry zbliżone do koloru materiału oznaczają, że już blisko.

Wynik kalkulatora jest punktem wyjścia, a nie specyfikacją. Wartości skrawania, które publikujemy dla naszych wierteł pełnowęglikowych, są opracowywane na tych samych szlifierkach wieloosiowych, które produkują narzędzia, a następnie weryfikowane w materiałach obrabianych codziennie przez naszych klientów, od konstrukcji tytanowych po aluminium samochodowe, żeliwo oraz stale matrycowe i formierskie. Gdy zadanie jest nietypowe — głęboki otwór w hartowanej stali nierdzewnej, grupa otworów o małej średnicy w tytanie — krótka rozmowa z dostawcą narzędzi na temat stosunku L/D, dostarczania chłodziwa i sztywności maszyny pozwoli zaoszczędzić więcej czasu niż jakakolwiek próba i błędy na podłodze. Najpierw sprawdź liczby, a następnie pozwól, aby żetony je potwierdziły.