Kaip apskaičiuoti CNC frezavimo staklių greičius?

Norint apskaičiuoti CNC frezavimo staklių greičius, reikia laikytis tam tikrų parametrų, paprastai nustatytų staklių gamintojų, atsižvelgiant į pastūmos greitį, pjovimo greitį, sūkių skaičių per minutę, apdirbamos detalės savybes ir kt.

Metalo pjovimo staklių apdirbimo parametrai

Prieš nustatant, kokie turi būti frezavimo staklių greičiai apdirbant metalo, medienos ir kitų medžiagų detales, svarbu žinoti įvairius parametrus, į kuriuos reikia atsižvelgti, kad skaičiavimai būtų atlikti tinkamai. Tinkamas frezavimo staklių greitis priklauso nuo toliau aprašytų parametrų.

Pastūmos greitis

​ Pastūmos greitis (VF) – metalo pjovimo staklių terminas, nurodantis momentinį santykinį greitį, kuriuo pjovimo įrankis (šiuo atveju freza) artėja prie medžiagos paviršiaus, kad ją pašalintų; tai pjovimo judesio greitis (jo nereikia painioti su pjovimo greičiu). Šis parametras apskaičiuojamas pagal pjovimo įrankio trajektoriją pastūmos kryptimi per vieną minutę. 

Pastūmos greitis išreiškiamas metrais per minutę.

Pjovimo greitis

​ Pjovimo greitis (VC) – tai greitis, kuriuo frezos ašmenys sukasi apdirbamos detalės atžvilgiu. Šis parametras, išreiškiamas metrais per sekundę, nusako pjovimo įrankio danties taško nueinamą kelią. Pjovimo greitį paprastai pateikia įrankio gamintojas; jis nustato rekomenduojamą greitį ir staklių ribą, kurios negalima viršyti. 

Šis greitis priklauso nuo detalės medžiagos ir atliekamo apdirbimo. Skaičiuojant pjovimo greitį atsižvelgiama į tai, kad kuo didesnis frezos skersmuo, tuo didesnis pjovimo greitis. Tas pats galioja ir sūkiams per minutę: kuo jų daugiau, tuo didesnis ir pjovimo greitis. 

Sūkiai per minutę

Dydis, nusakantis galvutės greitį, t. y. kaip greitai sukasi galvutė ir kiek pilnų apsisukimų ji padaro per minutę. CNC frezavimo staklės paprastai pasiekia nuo 6000 iki 24 000 sūkių per minutę (aps./min).

Drožlės apkrova

Dar vadinama pastūma vienam dančiui, tai medžiagos sluoksnio storis, kurį kiekvienas pjovimo įrankio dantis nuima nuo detalės paviršiaus per vieną pilną apsisukimą. Tinkama drožlės apkrova leidžia reguliuoti frezos temperatūrą ir neleidžia jai perkaisti. Pastūma vienam dančiui priklauso nuo sukimosi greičio ir pastūmos greičio. 

Ašinis gylis

​ Ašinis arba praėjimo gylis daro įtaką frezavimo staklių greičiams. Kuo mažesnis gylis, tuo saugesnis frezavimas, tačiau tenka atlikti daugiau praėjimų, todėl ilgėja apdirbimo laikas. Kai norima padidinti gylį, dėl ko padidėja drožlių dydis, reikia sumažinti staklių pastūmos greitį.

Radialinis gylis

​ Radialinis gylis arba pjovimo plotis priklauso nuo CNC staklių tvirtumo. Tinkamam šoniniam frezavimui svarbu sumažinti pastūmos greitį iki 25 %.

Frezavimo staklių greičių svarba

​ frezavimo staklių greičiai yra būtini geriems apdirbimo rezultatams. Jei tarp pastūmos greičio ir špindelio sūkių per minutę yra disbalansas, gaunama prasta apdaila, o kartais staklės gali tapti nestabilios ir sukelti frezos lūžį. Todėl svarbu, kad visi anksčiau aprašyti pjovimo parametrai būtų nustatyti pagal frezavimo staklių standumą, taip pat pagal jų galią ir savybes.

Taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad CNC staklėse naudojamos frezos gali būti pagamintos iš greitapjovio plieno HSS, volframo karbido, polikristalinio deimanto PCD ir kt. Tai reiškia, kad kuo kietesnis pjovimo įrankis, tuo didesnis ir pjovimo greitis; tačiau dėl to pastūmos greitis gali būti sumažintas. 

​ frezavimo staklių greičiai priklausys ne tik nuo staklių ir įvairių parametrų – įtakos turi ir su medžiaga atliekamas darbas bei detalės savybės (medžiaga, projektas, forma ir kt.). Taigi frezavimo staklių greičiai skiriasi priklausomai nuo to, ar atliekamas frezavimas, griovelių frezavimas ir pan. Kaip frezavimo staklių greičiai veikia atliekamus darbus? Pavyzdžiui, kuo didesnis pastūmos greitis, tuo geriau kontroliuojamas drožlių susidarymas, trumpesnis pjovimo laikas ir mažesnis įrankio dilimas. Tačiau kartu didėja rizika, kad freza lūš, ir paviršiaus šiurkštumo tikimybė. Kita vertus, sumažinus pastūmos greitį, drožlės ilgesnės, o apdirbimo kokybė gerėja; trūkumai – didesnis frezos dilimas, ilgesnis apdirbimo laikas ir didesnės sąnaudos.