«Αρχές Επιλογής Τριών Στοιχείων στην Κοπή Εργαλειομηχανών CNC».
Στην επεξεργασία κοπής μετάλλου, η σωστή επιλογή των τριών στοιχείων της κοπής με εργαλειομηχανές CNC - ταχύτητα κοπής, ρυθμός τροφοδοσίας και βάθος κοπής - είναι ζωτικής σημασίας. Αυτό είναι ένα από τα κύρια περιεχόμενα του μαθήματος αρχών κοπής μετάλλου. Ακολουθεί μια λεπτομερής επεξεργασία των αρχών επιλογής αυτών των τριών στοιχείων.
Ι. Ταχύτητα κοπής
Η ταχύτητα κοπής, δηλαδή η γραμμική ταχύτητα ή η περιφερειακή ταχύτητα (V, μέτρα/λεπτό), είναι μία από τις σημαντικές παραμέτρους στην κοπή εργαλειομηχανών CNC. Για να επιλέξετε την κατάλληλη ταχύτητα κοπής, θα πρέπει πρώτα να λάβετε υπόψη πολλούς παράγοντες.
Η ταχύτητα κοπής, δηλαδή η γραμμική ταχύτητα ή η περιφερειακή ταχύτητα (V, μέτρα/λεπτό), είναι μία από τις σημαντικές παραμέτρους στην κοπή εργαλειομηχανών CNC. Για να επιλέξετε την κατάλληλη ταχύτητα κοπής, θα πρέπει πρώτα να λάβετε υπόψη πολλούς παράγοντες.
Υλικά εργαλείων
Καρβίδιο: Λόγω της υψηλής σκληρότητάς του και της καλής αντοχής στη θερμότητα, μπορεί να επιτευχθεί σχετικά υψηλή ταχύτητα κοπής. Γενικά, μπορεί να είναι πάνω από 100 μέτρα/λεπτό. Κατά την αγορά ενθέτων, συνήθως παρέχονται τεχνικές παράμετροι για να διευκρινιστεί το εύρος των γραμμικών ταχυτήτων που μπορούν να επιλεγούν κατά την επεξεργασία διαφορετικών υλικών.
Χάλυβας υψηλής ταχύτητας: Σε σύγκριση με το καρβίδιο, η απόδοση του χάλυβα υψηλής ταχύτητας είναι ελαφρώς κατώτερη και η ταχύτητα κοπής μπορεί να είναι σχετικά χαμηλή. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ταχύτητα κοπής του χάλυβα υψηλής ταχύτητας δεν υπερβαίνει τα 70 μέτρα/λεπτό και είναι γενικά κάτω από 20-30 μέτρα/λεπτό.
Καρβίδιο: Λόγω της υψηλής σκληρότητάς του και της καλής αντοχής στη θερμότητα, μπορεί να επιτευχθεί σχετικά υψηλή ταχύτητα κοπής. Γενικά, μπορεί να είναι πάνω από 100 μέτρα/λεπτό. Κατά την αγορά ενθέτων, συνήθως παρέχονται τεχνικές παράμετροι για να διευκρινιστεί το εύρος των γραμμικών ταχυτήτων που μπορούν να επιλεγούν κατά την επεξεργασία διαφορετικών υλικών.
Χάλυβας υψηλής ταχύτητας: Σε σύγκριση με το καρβίδιο, η απόδοση του χάλυβα υψηλής ταχύτητας είναι ελαφρώς κατώτερη και η ταχύτητα κοπής μπορεί να είναι σχετικά χαμηλή. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ταχύτητα κοπής του χάλυβα υψηλής ταχύτητας δεν υπερβαίνει τα 70 μέτρα/λεπτό και είναι γενικά κάτω από 20-30 μέτρα/λεπτό.
Υλικά τεμαχίου εργασίας
Για υλικά τεμαχίων εργασίας με υψηλή σκληρότητα, η ταχύτητα κοπής πρέπει να είναι χαμηλή. Για παράδειγμα, για σκληρυμένο χάλυβα, ανοξείδωτο χάλυβα κ.λπ., προκειμένου να διασφαλιστεί η διάρκεια ζωής του εργαλείου και η ποιότητα επεξεργασίας, το V πρέπει να ρυθμιστεί χαμηλότερα.
Για υλικά από χυτοσίδηρο, όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία καρβιδίου, η ταχύτητα κοπής μπορεί να είναι 70 - 80 μέτρα/λεπτό.
Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχει καλύτερη μηχανική κατεργασία και η ταχύτητα κοπής μπορεί να είναι πάνω από 100 μέτρα/λεπτό.
Η επεξεργασία κοπής μη σιδηρούχων μετάλλων είναι σχετικά εύκολη και μπορεί να επιλεγεί υψηλότερη ταχύτητα κοπής, γενικά μεταξύ 100 και 200 μέτρων/λεπτό.
Για υλικά τεμαχίων εργασίας με υψηλή σκληρότητα, η ταχύτητα κοπής πρέπει να είναι χαμηλή. Για παράδειγμα, για σκληρυμένο χάλυβα, ανοξείδωτο χάλυβα κ.λπ., προκειμένου να διασφαλιστεί η διάρκεια ζωής του εργαλείου και η ποιότητα επεξεργασίας, το V πρέπει να ρυθμιστεί χαμηλότερα.
Για υλικά από χυτοσίδηρο, όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία καρβιδίου, η ταχύτητα κοπής μπορεί να είναι 70 - 80 μέτρα/λεπτό.
Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχει καλύτερη μηχανική κατεργασία και η ταχύτητα κοπής μπορεί να είναι πάνω από 100 μέτρα/λεπτό.
Η επεξεργασία κοπής μη σιδηρούχων μετάλλων είναι σχετικά εύκολη και μπορεί να επιλεγεί υψηλότερη ταχύτητα κοπής, γενικά μεταξύ 100 και 200 μέτρων/λεπτό.
Συνθήκες επεξεργασίας
Κατά την χονδροειδή κατεργασία, ο κύριος σκοπός είναι η γρήγορη αφαίρεση υλικών και η απαίτηση για ποιότητα επιφάνειας είναι σχετικά χαμηλή. Επομένως, η ταχύτητα κοπής ρυθμίζεται χαμηλότερα. Κατά την τελική κατεργασία, για να επιτευχθεί καλή ποιότητα επιφάνειας, η ταχύτητα κοπής πρέπει να ρυθμιστεί υψηλότερα.
Όταν το σύστημα ακαμψίας της εργαλειομηχανής, του τεμαχίου εργασίας και του εργαλείου είναι κακό, η ταχύτητα κοπής θα πρέπει επίσης να ρυθμιστεί χαμηλότερα για να μειωθούν οι κραδασμοί και η παραμόρφωση.
Εάν το S που χρησιμοποιείται στο πρόγραμμα CNC είναι η ταχύτητα του άξονα ανά λεπτό, τότε το S θα πρέπει να υπολογίζεται σύμφωνα με τη διάμετρο του τεμαχίου εργασίας και τη γραμμική ταχύτητα κοπής V: S (ταχύτητα άξονα ανά λεπτό) = V (γραμμική ταχύτητα κοπής) × 1000 / (3,1416 × διάμετρος τεμαχίου εργασίας). Εάν το πρόγραμμα CNC χρησιμοποιεί σταθερή γραμμική ταχύτητα, τότε το S μπορεί να χρησιμοποιήσει απευθείας τη γραμμική ταχύτητα κοπής V (μέτρα/λεπτό).
Κατά την χονδροειδή κατεργασία, ο κύριος σκοπός είναι η γρήγορη αφαίρεση υλικών και η απαίτηση για ποιότητα επιφάνειας είναι σχετικά χαμηλή. Επομένως, η ταχύτητα κοπής ρυθμίζεται χαμηλότερα. Κατά την τελική κατεργασία, για να επιτευχθεί καλή ποιότητα επιφάνειας, η ταχύτητα κοπής πρέπει να ρυθμιστεί υψηλότερα.
Όταν το σύστημα ακαμψίας της εργαλειομηχανής, του τεμαχίου εργασίας και του εργαλείου είναι κακό, η ταχύτητα κοπής θα πρέπει επίσης να ρυθμιστεί χαμηλότερα για να μειωθούν οι κραδασμοί και η παραμόρφωση.
Εάν το S που χρησιμοποιείται στο πρόγραμμα CNC είναι η ταχύτητα του άξονα ανά λεπτό, τότε το S θα πρέπει να υπολογίζεται σύμφωνα με τη διάμετρο του τεμαχίου εργασίας και τη γραμμική ταχύτητα κοπής V: S (ταχύτητα άξονα ανά λεπτό) = V (γραμμική ταχύτητα κοπής) × 1000 / (3,1416 × διάμετρος τεμαχίου εργασίας). Εάν το πρόγραμμα CNC χρησιμοποιεί σταθερή γραμμική ταχύτητα, τότε το S μπορεί να χρησιμοποιήσει απευθείας τη γραμμική ταχύτητα κοπής V (μέτρα/λεπτό).
II. Ρυθμός τροφοδοσίας
Ο ρυθμός τροφοδοσίας, γνωστός και ως ρυθμός τροφοδοσίας εργαλείου (F), εξαρτάται κυρίως από την απαιτούμενη τραχύτητα επιφάνειας της επεξεργασίας του τεμαχίου εργασίας.
Ο ρυθμός τροφοδοσίας, γνωστός και ως ρυθμός τροφοδοσίας εργαλείου (F), εξαρτάται κυρίως από την απαιτούμενη τραχύτητα επιφάνειας της επεξεργασίας του τεμαχίου εργασίας.
Ολοκλήρωση κατεργασίας
Κατά την τελική κατεργασία, λόγω των υψηλών απαιτήσεων για την ποιότητα της επιφάνειας, ο ρυθμός πρόωσης θα πρέπει να είναι μικρός, γενικά 0,06 – 0,12 mm/περιστροφή της ατράκτου. Αυτό μπορεί να εξασφαλίσει μια λεία κατεργασμένη επιφάνεια και να μειώσει την τραχύτητα της επιφάνειας.
Κατά την τελική κατεργασία, λόγω των υψηλών απαιτήσεων για την ποιότητα της επιφάνειας, ο ρυθμός πρόωσης θα πρέπει να είναι μικρός, γενικά 0,06 – 0,12 mm/περιστροφή της ατράκτου. Αυτό μπορεί να εξασφαλίσει μια λεία κατεργασμένη επιφάνεια και να μειώσει την τραχύτητα της επιφάνειας.
Τραχιά κατεργασία
Κατά την χονδροειδή κατεργασία, η κύρια εργασία είναι η γρήγορη αφαίρεση μεγάλης ποσότητας υλικού και ο ρυθμός τροφοδοσίας μπορεί να ρυθμιστεί σε μεγαλύτερο βαθμό. Το μέγεθος του ρυθμού τροφοδοσίας εξαρτάται κυρίως από την αντοχή του εργαλείου και γενικά μπορεί να είναι πάνω από 0,3.
Όταν η κύρια γωνία ανακούφισης του εργαλείου είναι μεγάλη, η αντοχή του εργαλείου θα επιδεινωθεί και, αυτή τη στιγμή, ο ρυθμός τροφοδοσίας δεν μπορεί να είναι πολύ μεγάλος.
Επιπλέον, θα πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη η ισχύς της εργαλειομηχανής και η ακαμψία του τεμαχίου εργασίας και του εργαλείου. Εάν η ισχύς της εργαλειομηχανής είναι ανεπαρκής ή η ακαμψία του τεμαχίου εργασίας και του εργαλείου είναι κακή, ο ρυθμός τροφοδοσίας θα πρέπει επίσης να μειωθεί κατάλληλα.
Το πρόγραμμα CNC χρησιμοποιεί δύο μονάδες ρυθμού πρόωσης: mm/λεπτό και mm/περιστροφή της ατράκτου. Εάν χρησιμοποιηθεί η μονάδα mm/λεπτό, μπορεί να μετατραπεί με τον τύπο: πρόωση ανά λεπτό = πρόωση ανά περιστροφή × ταχύτητα ατράκτου ανά λεπτό.
Κατά την χονδροειδή κατεργασία, η κύρια εργασία είναι η γρήγορη αφαίρεση μεγάλης ποσότητας υλικού και ο ρυθμός τροφοδοσίας μπορεί να ρυθμιστεί σε μεγαλύτερο βαθμό. Το μέγεθος του ρυθμού τροφοδοσίας εξαρτάται κυρίως από την αντοχή του εργαλείου και γενικά μπορεί να είναι πάνω από 0,3.
Όταν η κύρια γωνία ανακούφισης του εργαλείου είναι μεγάλη, η αντοχή του εργαλείου θα επιδεινωθεί και, αυτή τη στιγμή, ο ρυθμός τροφοδοσίας δεν μπορεί να είναι πολύ μεγάλος.
Επιπλέον, θα πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη η ισχύς της εργαλειομηχανής και η ακαμψία του τεμαχίου εργασίας και του εργαλείου. Εάν η ισχύς της εργαλειομηχανής είναι ανεπαρκής ή η ακαμψία του τεμαχίου εργασίας και του εργαλείου είναι κακή, ο ρυθμός τροφοδοσίας θα πρέπει επίσης να μειωθεί κατάλληλα.
Το πρόγραμμα CNC χρησιμοποιεί δύο μονάδες ρυθμού πρόωσης: mm/λεπτό και mm/περιστροφή της ατράκτου. Εάν χρησιμοποιηθεί η μονάδα mm/λεπτό, μπορεί να μετατραπεί με τον τύπο: πρόωση ανά λεπτό = πρόωση ανά περιστροφή × ταχύτητα ατράκτου ανά λεπτό.
ΙΙΙ. Βάθος κοπής
Το βάθος κοπής, δηλαδή το βάθος κοπής, έχει διαφορετικές επιλογές κατά την τελική κατεργασία και την τραχιά κατεργασία.
Το βάθος κοπής, δηλαδή το βάθος κοπής, έχει διαφορετικές επιλογές κατά την τελική κατεργασία και την τραχιά κατεργασία.
Ολοκλήρωση κατεργασίας
Κατά την τελική κατεργασία, γενικά, μπορεί να είναι κάτω από 0,5 (τιμή ακτίνας). Ένα μικρότερο βάθος κοπής μπορεί να διασφαλίσει την ποιότητα της κατεργασμένης επιφάνειας και να μειώσει την τραχύτητα της επιφάνειας και την υπολειμματική τάση.
Κατά την τελική κατεργασία, γενικά, μπορεί να είναι κάτω από 0,5 (τιμή ακτίνας). Ένα μικρότερο βάθος κοπής μπορεί να διασφαλίσει την ποιότητα της κατεργασμένης επιφάνειας και να μειώσει την τραχύτητα της επιφάνειας και την υπολειμματική τάση.
Τραχιά κατεργασία
Κατά την χονδροειδή κατεργασία, το βάθος κοπής θα πρέπει να καθορίζεται σύμφωνα με τις συνθήκες του τεμαχίου εργασίας, του εργαλείου και της εργαλειομηχανής. Για έναν μικρό τόρνο (με μέγιστη διάμετρο επεξεργασίας μικρότερη από 400 mm) που τορνάει χάλυβα Νο. 45 σε κατάσταση ομαλοποίησης, το βάθος κοπής στην ακτινική κατεύθυνση γενικά δεν υπερβαίνει τα 5 mm.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι εάν η αλλαγή ταχύτητας άξονα του τόρνου χρησιμοποιεί συνήθη ρύθμιση ταχύτητας μετατροπής συχνότητας, τότε όταν η ταχύτητα του άξονα ανά λεπτό είναι πολύ χαμηλή (χαμηλότερη από 100-200 στροφές/λεπτό), η ισχύς εξόδου του κινητήρα θα μειωθεί σημαντικά. Σε αυτή τη φάση, μπορεί να επιτευχθεί μόνο ένα πολύ μικρό βάθος κοπής και ρυθμός πρόωσης.
Κατά την χονδροειδή κατεργασία, το βάθος κοπής θα πρέπει να καθορίζεται σύμφωνα με τις συνθήκες του τεμαχίου εργασίας, του εργαλείου και της εργαλειομηχανής. Για έναν μικρό τόρνο (με μέγιστη διάμετρο επεξεργασίας μικρότερη από 400 mm) που τορνάει χάλυβα Νο. 45 σε κατάσταση ομαλοποίησης, το βάθος κοπής στην ακτινική κατεύθυνση γενικά δεν υπερβαίνει τα 5 mm.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι εάν η αλλαγή ταχύτητας άξονα του τόρνου χρησιμοποιεί συνήθη ρύθμιση ταχύτητας μετατροπής συχνότητας, τότε όταν η ταχύτητα του άξονα ανά λεπτό είναι πολύ χαμηλή (χαμηλότερη από 100-200 στροφές/λεπτό), η ισχύς εξόδου του κινητήρα θα μειωθεί σημαντικά. Σε αυτή τη φάση, μπορεί να επιτευχθεί μόνο ένα πολύ μικρό βάθος κοπής και ρυθμός πρόωσης.
Συμπερασματικά, η σωστή επιλογή των τριών στοιχείων της κοπής με εργαλειομηχανές CNC απαιτεί ολοκληρωμένη εξέταση πολλαπλών παραγόντων, όπως τα υλικά των εργαλείων, τα υλικά του τεμαχίου εργασίας και οι συνθήκες επεξεργασίας. Στην πραγματική επεξεργασία, θα πρέπει να γίνονται εύλογες προσαρμογές ανάλογα με τις συγκεκριμένες καταστάσεις, για να επιτευχθούν οι στόχοι της βελτίωσης της αποδοτικότητας της επεξεργασίας, της διασφάλισης της ποιότητας επεξεργασίας και της παράτασης της διάρκειας ζωής του εργαλείου. Ταυτόχρονα, οι χειριστές θα πρέπει επίσης να συσσωρεύουν συνεχώς εμπειρία και να είναι εξοικειωμένοι με τα χαρακτηριστικά των διαφόρων υλικών και τεχνολογιών επεξεργασίας, ώστε να επιλέγουν καλύτερα τις παραμέτρους κοπής και να βελτιώνουν την απόδοση επεξεργασίας των εργαλειομηχανών CNC.