"Utvalgsprinsipper for tre elementer i CNC-maskinverktøyskjæring".
I metallbearbeiding er det avgjørende å velge de tre elementene for CNC-maskinbearbeiding – skjærehastighet, matehastighet og skjæredybde – riktig. Dette er et av hovedinnholdene i kurset i metallbearbeidingsprinsipper. Følgende er en detaljert utdyping av valgprinsippene for disse tre elementene.
I. Skjærehastighet
Skjærehastighet, det vil si lineær hastighet eller omkretshastighet (V, meter/minutt), er en av de viktigste parameterne i CNC-maskinverktøyskjæring. For å velge en passende skjærehastighet bør flere faktorer vurderes først.
Skjærehastighet, det vil si lineær hastighet eller omkretshastighet (V, meter/minutt), er en av de viktigste parameterne i CNC-maskinverktøyskjæring. For å velge en passende skjærehastighet bør flere faktorer vurderes først.
Verktøymaterialer
Karbid: På grunn av sin høye hardhet og gode varmebestandighet kan man oppnå en relativt høy skjærehastighet. Vanligvis kan den være over 100 meter/minutt. Ved kjøp av skjæreskjær oppgis vanligvis tekniske parametere for å tydeliggjøre området for lineære hastigheter som kan velges ved bearbeiding av forskjellige materialer.
Høyhastighetsstål: Sammenlignet med karbid er ytelsen til høyhastighetsstål litt dårligere, og skjærehastigheten kan bare være relativt lav. I de fleste tilfeller overstiger ikke skjærehastigheten til høyhastighetsstål 70 meter/minutt, og er vanligvis under 20–30 meter/minutt.
Karbid: På grunn av sin høye hardhet og gode varmebestandighet kan man oppnå en relativt høy skjærehastighet. Vanligvis kan den være over 100 meter/minutt. Ved kjøp av skjæreskjær oppgis vanligvis tekniske parametere for å tydeliggjøre området for lineære hastigheter som kan velges ved bearbeiding av forskjellige materialer.
Høyhastighetsstål: Sammenlignet med karbid er ytelsen til høyhastighetsstål litt dårligere, og skjærehastigheten kan bare være relativt lav. I de fleste tilfeller overstiger ikke skjærehastigheten til høyhastighetsstål 70 meter/minutt, og er vanligvis under 20–30 meter/minutt.
Materialer til arbeidsstykket
For arbeidsstykkematerialer med høy hardhet bør skjærehastigheten være lav. For eksempel, for bråkjølt stål, rustfritt stål osv., bør V settes lavere for å sikre verktøyets levetid og bearbeidingskvalitet.
For støpejernsmaterialer kan skjærehastigheten være 70–80 meter/minutt ved bruk av hardmetallverktøy.
Lavkarbonstål har bedre maskinbarhet, og skjærehastigheten kan være over 100 meter/minutt.
Skjæreprosessen av ikke-jernholdige metaller er relativt enkel, og en høyere skjærehastighet kan velges, vanligvis mellom 100–200 meter/minutt.
For arbeidsstykkematerialer med høy hardhet bør skjærehastigheten være lav. For eksempel, for bråkjølt stål, rustfritt stål osv., bør V settes lavere for å sikre verktøyets levetid og bearbeidingskvalitet.
For støpejernsmaterialer kan skjærehastigheten være 70–80 meter/minutt ved bruk av hardmetallverktøy.
Lavkarbonstål har bedre maskinbarhet, og skjærehastigheten kan være over 100 meter/minutt.
Skjæreprosessen av ikke-jernholdige metaller er relativt enkel, og en høyere skjærehastighet kan velges, vanligvis mellom 100–200 meter/minutt.
Behandlingsforhold
Under grovmaskinering er hovedformålet å fjerne materialer raskt, og kravet til overflatekvalitet er relativt lavt. Derfor settes skjærehastigheten lavere. Under finmaskinering bør skjærehastigheten settes høyere for å oppnå god overflatekvalitet.
Når stivhetssystemet til maskinverktøyet, arbeidsstykket og verktøyet er dårlig, bør også skjærehastigheten settes lavere for å redusere vibrasjon og deformasjon.
Hvis S som brukes i CNC-programmet er spindelhastigheten per minutt, bør S beregnes i henhold til arbeidsstykkets diameter og den lineære skjærehastigheten V: S (spindelhastighet per minutt) = V (lineær skjærehastighet) × 1000 / (3,1416 × arbeidsstykkets diameter). Hvis CNC-programmet bruker en konstant lineær hastighet, kan S direkte bruke den lineære skjærehastigheten V (meter/minutt).
Under grovmaskinering er hovedformålet å fjerne materialer raskt, og kravet til overflatekvalitet er relativt lavt. Derfor settes skjærehastigheten lavere. Under finmaskinering bør skjærehastigheten settes høyere for å oppnå god overflatekvalitet.
Når stivhetssystemet til maskinverktøyet, arbeidsstykket og verktøyet er dårlig, bør også skjærehastigheten settes lavere for å redusere vibrasjon og deformasjon.
Hvis S som brukes i CNC-programmet er spindelhastigheten per minutt, bør S beregnes i henhold til arbeidsstykkets diameter og den lineære skjærehastigheten V: S (spindelhastighet per minutt) = V (lineær skjærehastighet) × 1000 / (3,1416 × arbeidsstykkets diameter). Hvis CNC-programmet bruker en konstant lineær hastighet, kan S direkte bruke den lineære skjærehastigheten V (meter/minutt).
II. Matehastighet
Matingshastighet, også kjent som verktøymatingshastighet (F), avhenger hovedsakelig av kravet til overflateruhet for arbeidsstykket som bearbeides.
Matingshastighet, også kjent som verktøymatingshastighet (F), avhenger hovedsakelig av kravet til overflateruhet for arbeidsstykket som bearbeides.
Finishmaskinering
Under finbearbeiding, på grunn av de høye kravene til overflatekvalitet, bør matingshastigheten være liten, vanligvis 0,06–0,12 mm/spindelomdreining. Dette kan sikre en glatt maskinert overflate og redusere overflateruhet.
Under finbearbeiding, på grunn av de høye kravene til overflatekvalitet, bør matingshastigheten være liten, vanligvis 0,06–0,12 mm/spindelomdreining. Dette kan sikre en glatt maskinert overflate og redusere overflateruhet.
Grovmaskinering
Under grovmaskinering er hovedoppgaven å raskt fjerne en stor mengde materiale, og matingshastigheten kan stilles inn større. Størrelsen på matingshastigheten avhenger hovedsakelig av verktøyets styrke og kan generelt være over 0,3.
Når verktøyets hovedavlastningsvinkel er stor, vil verktøyets styrke forringes, og på dette tidspunktet kan ikke matehastigheten være for stor.
I tillegg bør man ta hensyn til maskinverktøyets kraft og stivheten til arbeidsstykket og verktøyet. Hvis maskinverktøyets kraft er utilstrekkelig eller arbeidsstykkets og verktøyets stivhet er dårlig, bør matehastigheten også reduseres tilsvarende.
CNC-programmet bruker to enheter for matehastighet: mm/minutt og mm/spindelens omdreining. Hvis enheten mm/minutt brukes, kan den konverteres med formelen: mating per minutt = mating per omdreining × spindelhastighet per minutt.
Under grovmaskinering er hovedoppgaven å raskt fjerne en stor mengde materiale, og matingshastigheten kan stilles inn større. Størrelsen på matingshastigheten avhenger hovedsakelig av verktøyets styrke og kan generelt være over 0,3.
Når verktøyets hovedavlastningsvinkel er stor, vil verktøyets styrke forringes, og på dette tidspunktet kan ikke matehastigheten være for stor.
I tillegg bør man ta hensyn til maskinverktøyets kraft og stivheten til arbeidsstykket og verktøyet. Hvis maskinverktøyets kraft er utilstrekkelig eller arbeidsstykkets og verktøyets stivhet er dårlig, bør matehastigheten også reduseres tilsvarende.
CNC-programmet bruker to enheter for matehastighet: mm/minutt og mm/spindelens omdreining. Hvis enheten mm/minutt brukes, kan den konverteres med formelen: mating per minutt = mating per omdreining × spindelhastighet per minutt.
III. Skjæredybde
Skjæredybde, det vil si skjæredybde, har forskjellige valg under finbearbeiding og grovbearbeiding.
Skjæredybde, det vil si skjæredybde, har forskjellige valg under finbearbeiding og grovbearbeiding.
Finishmaskinering
Under finbearbeiding kan den vanligvis være under 0,5 (radiusverdi). En mindre skjæredybde kan sikre kvaliteten på den maskinerte overflaten og redusere overflateruhet og restspenning.
Under finbearbeiding kan den vanligvis være under 0,5 (radiusverdi). En mindre skjæredybde kan sikre kvaliteten på den maskinerte overflaten og redusere overflateruhet og restspenning.
Grovmaskinering
Under grovbearbeiding bør skjæredybden bestemmes i henhold til arbeidsstykkets, verktøyets og maskinverktøyets forhold. For en liten dreiebenk (med en maksimal bearbeidingsdiameter på mindre enn 400 mm) som dreier stål nr. 45 i normaliseringstilstand, overstiger skjæredybden i radial retning vanligvis ikke 5 mm.
Det skal bemerkes at hvis spindelhastighetsendring på dreiebenken bruker vanlig frekvensomformingshastighetsregulering, vil motorens utgangseffekt reduseres betydelig når spindelhastigheten per minutt er svært lav (lavere enn 100–200 omdreininger/minutt). På dette tidspunktet kan bare en svært liten skjæredybde og matehastighet oppnås.
Under grovbearbeiding bør skjæredybden bestemmes i henhold til arbeidsstykkets, verktøyets og maskinverktøyets forhold. For en liten dreiebenk (med en maksimal bearbeidingsdiameter på mindre enn 400 mm) som dreier stål nr. 45 i normaliseringstilstand, overstiger skjæredybden i radial retning vanligvis ikke 5 mm.
Det skal bemerkes at hvis spindelhastighetsendring på dreiebenken bruker vanlig frekvensomformingshastighetsregulering, vil motorens utgangseffekt reduseres betydelig når spindelhastigheten per minutt er svært lav (lavere enn 100–200 omdreininger/minutt). På dette tidspunktet kan bare en svært liten skjæredybde og matehastighet oppnås.
Avslutningsvis krever riktig valg av de tre elementene for CNC-maskinverktøyskjæring omfattende vurdering av flere faktorer som verktøymaterialer, arbeidsstykkematerialer og prosesseringsforhold. I den faktiske prosesseringen bør rimelige justeringer gjøres i henhold til spesifikke situasjoner for å oppnå målene om å forbedre prosesseringseffektiviteten, sikre prosesseringskvaliteten og forlenge verktøyets levetid. Samtidig bør operatører også kontinuerlig opparbeide seg erfaring og være kjent med egenskapene til forskjellige materialer og prosesseringsteknologier for å bedre kunne velge skjæreparametere og forbedre prosesseringsytelsen til CNC-maskinverktøy.