Vzorec zatížení třísky: Aplikace, kritéria výběru a praktické pokyny

Zeptejte se deseti strojníků, jak vybrali rychlost posuvu, a dostanete deset různých odpovědí, ale ti poctiví se obvykle vrátí ke stejnému malému kousku aritmetiky. Vzorec pro zatížení třísky spojuje otáčky vřetena, rychlost posuvu a počet břitů do jednoho řádku a je to nejrychlejší způsob, jak přejít od pocitu vnitřností k číslu, které můžete u stroje skutečně obhájit. Následuje samotný vzorec, převody jednotek, které lidi nakopnou, korekce zeslabení třísky, která chytne téměř každého, a kontroly, které provádíme, než důvěřujeme nové fréze na produkční práci.

Co skutečně měří zatížení čipu

Zatížení třísky, psané jako fz a často nazývané posuv na zub, je tloušťka materiálu, kterou jeden břit odebere během jedné otáčky nástroje. Je to údaj na zub, ne údaj na otáčku, což je místo, kde začíná mnoho zmatků. Čtyřbřitá fréza otáčející se rychlostí 8 000 ot./min odebírá čtyři třísky za otáčku, takže rychlost posuvu musí být rozdělena čtyřmi způsoby.

Tento rozdíl je důležitý, protože tříska je to, co odvádí teplo pryč z řezné zóny. Zatlačte příliš lehkou třísku a hrana se místo řezů odře, čímž se v obrobku vytvoří teplo a během procesu se zpevní nerez nebo titan. Zatlačte příliš těžkou třísku a hraně jednoduše dojde síla, zvláště na malých průměrech. Zatížení čipu je číselník, který sedí mezi těmito dvěma poruchami, a vzorec je, jak to zjistíte.

Vzorec zatížení čipu v imperiálních a metrických jednotkách

Základní vztah je dostatečně krátký na to, abyste si jej zapamatovali:

fz = F ÷ (n × z)

kde fz je zatížení třísky na zub, F je rychlost posuvu, n je rychlost vřetena v otáčkách za minutu a z je počet drážek. Po přeuspořádání vám dává rychlost posuvu k programování: F = fz × n × z . Samotná rychlost vřetena pochází z řezné rychlosti, kde n = (1000 × Vc) ÷ (π × D) v metrických jednotkách nebo n = 3,82 × SFM ÷ D v imperiálních jednotkách, kde D je průměr nástroje.

Jedna praktická poznámka z dílny: zapište si jednotky vedle každého čísla, než sáhnete po kalkulačce. Téměř každý chybný posuv se nás zeptá na stopy zpět k metrické hodnotě zadané do imperiálního pole nebo naopak.

Vypracovaný příklad, který můžete následovat

Vezměte 10 mm tříbřitou karbidovou stopkovou frézu z hliníku 6061 s řeznou rychlostí 300 m/min a cílovým zatížením třísky 0,06 mm na zub. Nejprve otáčky vřetena: (1000 × 300) ÷ (3,1416 × 10) dosahují zhruba 9 550 ot./min. Potom rychlost posuvu: 9 550 × 3 × 0,06 ≈ 1 719 mm/min, kterou většina lidí zaokrouhluje na 1 700 mm/min.

Imperiální verze se chová identicky. 1/2palcová čtyřbřitá fréza při 3 000 otáčkách za minutu s cílem 0,002 palce na zub poskytuje 3 000 × 4 × 0,002 = 24 IPM. Pokud stroj nebo sestava tento posuv nevydrží, neupouštějte potichu posuv a udržujte otáčky – snižte s ním i otáčky vřetena, aby zatížení třísky zůstalo tam, kde jste zamýšleli.

Univerzální 4břité frézy s plochou hlavou NNC NNC univerzální tvrdokovové čtyřbřité ploché stopkové frézy kryt 1–20 mm, ocel, nerez a litina; užitečné pro vyrovnání posuvu a rychlosti vřetena se zatížením třísky. Zobrazit produkt →

Chip Thning mění odpověď

Vše výše uvedené předpokládá, že fréza je zapojena alespoň v polovině jejího průměru. Pokles pod tuto hodnotu, jako to děláte při dokončovacích průchodech, trochoidálních drahách nástroje a hlubokých kapsách, a tříska fyzicky nemůže dosáhnout své jmenovité tloušťky, protože oblouk záběru je příliš krátký. Vzorec je stále správný, ale číslo, které naprogramujete, potřebuje opravit směrem nahoru.

Korekční faktor je CTF = 1 ÷ √(1 − (1 − 2 × ae ÷ D)²) , kde ae je radiální hloubka řezu a D je průměr nástroje. Při radiálním záběru 0,1 × D faktor vychází zhruba na 1,67, takže nominálních 0,06 mm na zub se v programu stane asi 0,10 mm na zub. Přeskočte tento krok při lehkém dokončovacím průchodu a efektivně třete hranu podél stěny, což je častou příčinou špatné kvality povrchu a krátké životnosti nástroje.

Referenční hodnoty zatížení třísky podle materiálu

Grafy jsou výchozím bodem, nikoli verdiktem, ale šetří čas, když nemáte žádnou historii s materiálem. Níže uvedené rozsahy jsou pro 6 mm tvrdokovovou frézu v přiměřeně tuhém nastavení a měly by být upraveny podle průměru – 1 mm nástroj zvládne malou část těchto čísel.

Hliník je místo, kde si formule skutečně zasluhuje své udržení, protože okno mezi otěrem a přetížením je široké a zisk z provozu správného čipu je velký. Tříbřitá fréza s vlnitými hranami navržená pro materiál s radostí unese těžkou třísku při vysokém posuvu a naše hliníkové posuvy a tabulky rychlostí ukazují, jak se čísla posouvají se slitinou a průměrem.

Zakázkové 3-břité frézy pro hliník Tříbřité tvrdokovové stopkové frézy pro hliník a slitiny křemíku a hliníku s modely od 6 do 20 mm, určené pro vysoký úběr kovu a odvod třísek. Zobrazit produkt →

Obtížné materiály vyžadují druhý pohled

Titan a další žáruvzdorné slitiny trestají příliš optimistické zatížení čipu rychleji než jakýkoli jiný materiál, se kterým pracujeme, protože teplo nemá kam jít. Vzorec stále platí, ale drážky, geometrie čela a povlak na nástroji rozhodují o tom, kolik z vypočítané hodnoty můžete skutečně použít. Fréza zkonstruovaná pro titan se správnou šroubovicí a preparací břitu udrží menší zatížení třísky důsledněji než univerzální nástroj tlačený na stejné číslo a zvládne to, aniž by se břit po čtyřiceti minutách zlomil.

Vlastní 4břité ploché čelní frézy pro titanovou slitinu Čtyřbřité karbidové stopkové frézy na titan s proměnnou šroubovicí a nestejným dělením břitu, v průměrech 6–20 mm, určené pro antivibrační hrubování a vysokorychlostní obrábění. Zobrazit produkt →

Chyby, které vidíme nejčastěji

• Použití jedné hodnoty zatížení třísky pro každý průměr, když nástroj o průměru 1 mm potřebuje zlomek toho, co nástroj o průměru 12 mm.
• Zapomeňte na počet drážek – kulové a hrubovací frézy nemají vždy takový počet hran, jaký předpokládáte.
• Naprogramování zatížení třísky tak lehké, že se hrana otírá, a pak obviňování nástroje ze stop po popáleninách.
• Ignorování házivosti. Několik mikronů excentricity změní jednu nabitou drážku na jednu přetíženou drážku.
• Vynechání korekce řídnutí třísky u lehkých radiálních záběrů, což tiše zdvojnásobuje skutečnou tloušťku třísky.
• Změna rychlosti posuvu bez dotyku rychlosti vřetena, takže zatížení třísky se odkloní od zamýšlené hodnoty.

Dokažte to zkušebním řezem

Vypočítaná čísla jsou hypotéza; Důkazem je zkušební řez. Začněte zhruba na 80 procentech vypočítaného posuvu a pracujte směrem nahoru v krocích 10 až 15 procent, naslouchejte chvění a sledujte třísky spíše než samotné zatížení vřetena. Tenké, stříbřité hranolky, které se kroutí a čistě lámou, naznačují, že jste blízko sladkého místa. Modré nebo práškové čipy, zvonivý zvuk nebo leštěná stěna znamenají, že čip je příliš světlý nebo se nastavení ohýbá.

1. Zaznamenejte vypočítaný fz, naprogramovaný posuv a otáčky na pracovní list.
2. Uřízněte krátkou zkušební délku a zkontrolujte barvu a tvar čipu.
3. Změřte povrch stěny a po prvním průchodu zkontrolujte hranu nástroje pod lupou.
4. Upravujte po malých krocích, pamatujte na zatížení čipu, spíše než na jedno číslo.
5. Uschovejte osvědčenou kombinaci pro daný materiál a nástroj a zacházejte s ní jako se svou novou základní linií.

Vzorec zatížení třísky je dlouhý pouze tři proměnné, přesto vysvětluje většinu toho, co se na vřetenu děje správně nebo špatně. Narovnejte jednotky, aplikujte korekci ztenčování třísky, když je radiální záběr lehký, a nechte zkušební řez potvrdit aritmetiku. Pokud se rozhodujete mezi geometriemi pro konkrétní materiál, naše řada stopkových fréz ze slinutého karbidu je organizován podle materiálu obrobku, takže nástroj můžete přiřadit k zakázce ještě před zadáním čísel.