Hoe berekent u de snelheden van de CNC-freesmachine?

Om de snelheden van de CNC-freesmachine te berekenen, moet een reeks parameters worden gevolgd, meestal vastgelegd door de fabrikant van de werktuigmachine, waarbij rekening wordt gehouden met de voedingssnelheid, de snijsnelheid, het toerental, de kenmerken van het te verspanen werkstuk, enzovoort.

Bewerkingsparameters van werktuigmachines

Voordat u de snelheden van de freesmachine berekent voor het verspanen van werkstukken van metaal, hout en andere materialen, is het belangrijk de verschillende parameters te kennen die nodig zijn om de berekeningen correct uit te voeren. De juiste snelheid van de freesmachine hangt af van de hieronder beschreven parameters.

Voedingssnelheid

De voedingssnelheid (VF) is een term bij werktuigmachines die verwijst naar de relatieve momentane snelheid waarmee het snijgereedschap (in dit geval de frees) het oppervlak van het materiaal nadert om het te verwijderen; het is de snelheid van de snijbeweging (niet te verwarren met de snijsnelheid). Deze parameter wordt berekend op basis van de baan die het snijgereedschap in één minuut in de voedingsrichting aflegt. 

De voedingssnelheid wordt uitgedrukt in meter per minuut.

Snijsnelheid

De snijsnelheid (VC) is de snelheid waarmee de snijkant van de frees over het te verspanen werkstuk draait. Deze parameter, uitgedrukt in meter per seconde, bepaalt de weg die het punt van de tand van het snijgereedschap aflegt. De snijsnelheid wordt meestal door de gereedschapsfabrikant opgegeven; die bepaalt wat de aanbevolen snelheid is en welke grens van de machine niet mag worden overschreden. 

Deze snelheid varieert met het materiaal van het werkstuk en met de uit te voeren bewerking. Bij het berekenen van de snijsnelheid geldt: hoe groter de diameter van de frees, hoe hoger de snijsnelheid. Hetzelfde geldt voor het toerental: hoe hoger het toerental, hoe hoger ook de snijsnelheid. 

Toerental

Waarde die wordt gebruikt om de snelheid van de kop uit te drukken, dat wil zeggen hoe snel de kop draait en hoeveel omwentelingen hij per minuut maakt. De CNC-freesmachine heeft doorgaans een toerental tussen 6.000 en 24.000 omwentelingen per minuut (RPM).

Spaanbelasting

Ook wel voeding per tand genoemd, is dit de dikte van het materiaal dat elke tand van het snijgereedschap bij één volledige omwenteling van het werkstukoppervlak afneemt. De juiste spaanbelasting regelt de temperatuur van de frees en voorkomt oververhitting. De voeding per tand hangt af van het toerental en de voedingssnelheid. 

Axiale diepte

De axiale diepte of snedediepte heeft invloed op de snelheden van de freesmachine. Hoe kleiner de diepte, hoe veiliger het frezen, maar dan zijn meerdere snedes nodig, wat de bewerkingstijd verlengt. Wanneer u de diepte wilt vergroten, waardoor de spanen groter worden, moet de voedingssnelheid van de machine worden verlaagd.

Radiale diepte

De radiale diepte of snijbreedte varieert met de robuustheid van de CNC-werktuigmachine. Voor goed zijdelings frezen is het belangrijk de voedingssnelheid met tot 25 % te verlagen.

Het belang van de snelheden van de freesmachine

De snelheden van de freesmachine zijn onmisbaar voor goede verspaningsresultaten. Is er een onevenwicht tussen de voedingssnelheid en het spiltoerental, dan ontstaat een slechte afwerking en kan de werktuigmachine soms instabiel worden, met als gevolg breuk van de frees. Daarom is het belangrijk dat alle hierboven beschreven snijparameters worden afgestemd op de stijfheid van de freesmachine, maar ook op het vermogen en de kenmerken ervan.

Houd er ook rekening mee dat frezen voor CNC-machines kunnen zijn gemaakt van HSS-snelstaal, wolfraamcarbide, PCD-diamant, enzovoort. Dit betekent dat bij een harder snijgereedschap ook de snijsnelheid toeneemt, terwijl de voedingssnelheid daardoor kan afnemen. 

De snelheden van de freesmachine hangen niet alleen af van de machine en de verschillende parameters, maar ook van de bewerking die op het materiaal wordt uitgevoerd en de kenmerken van het werkstuk (materiaal, ontwerp, vorm, enzovoort). Zo variëren de snelheden van de freesmachine afhankelijk van of het om frezen, groeven enzovoort gaat. Hoe beïnvloeden de snelheden van de freesmachine het werk? Bijvoorbeeld: een hogere voedingssnelheid betekent een betere beheersing van de spaanvorming, een kortere snijtijd en minder gereedschapsslijtage. Tegelijk neemt echter het risico toe dat de frees breekt en dat het oppervlak ruwer wordt. Daarentegen geldt: als de voedingssnelheid wordt verlaagd, worden de spanen langer en verbetert de kwaliteit van de bewerking; de nadelen zijn meer slijtage van de frees en een langere bewerkingstijd en hogere kosten.