Jak obliczyć prędkości frezarki CNC?

Aby obliczyć prędkości frezarki CNC , należy uwzględnić szereg parametrów, zwykle określanych przez producentów obrabiarki, biorąc pod uwagę prędkość posuwu, prędkość skrawania, liczbę obrotów na minutę, cechy obrabianego detalu itd.

Parametry obróbki na obrabiarkach

Zanim obliczy się prędkości frezarki do obróbki detali z metalu, drewna i innych materiałów, warto poznać parametry, które należy uwzględnić, aby poprawnie wykonać obliczenia. Odpowiednia prędkość frezarki zależy od parametrów opisanych poniżej.

Prędkość posuwu

​ Prędkość posuwu (VF) to pojęcie stosowane w odniesieniu do obrabiarek, oznaczające chwilową prędkość względną , z jaką narzędzie skrawające (w tym przypadku frez) zbliża się do powierzchni materiału, aby go usunąć; jest to prędkość ruchu roboczego narzędzia (nie należy jej mylić z prędkością skrawania). Parametr ten oblicza się na podstawie drogi, jaką pokonuje narzędzie skrawające w kierunku posuwu w ciągu minuty. 

Prędkość posuwu wyraża się w metrach na minutę.

Prędkość skrawania

​ Prędkość skrawania (VC) to prędkość, z jaką ostrze freza porusza się względem obrabianego detalu. Parametr ten, wyrażany w metrach na sekundę, określa drogę punktu na ostrzu zęba narzędzia skrawającego. Prędkość skrawania podaje zwykle producent narzędzia; to on określa zalecaną prędkość oraz graniczną wartość dla maszyny, której nie należy przekraczać. 

Prędkość ta zależy od materiału detalu oraz od rodzaju obróbki. Przy obliczaniu prędkości skrawania należy pamiętać, że im większa średnica freza, tym większa prędkość skrawania. To samo dotyczy obrotów na minutę: im są wyższe, tym wyższa jest również prędkość skrawania. 

Obroty na minutę

Wartość wyrażająca prędkość obrotową wrzeciona, czyli jak szybko obraca się wrzeciono i ile pełnych obrotów wykonuje w ciągu minuty. Frezarka CNC pracuje zwykle z prędkością od 6000 do 24 000 obrotów na minutę (obr./min).

Obciążenie wiórem

Nazywane również posuwem na ząb, to grubość materiału, jaką każdy ząb narzędzia skrawającego zbiera z powierzchni detalu podczas jednego pełnego obrotu. Odpowiednie obciążenie wiórem pozwala regulować temperaturę freza i zapobiega jego przegrzaniu. Posuw na ząb zależy od prędkości obrotowej i prędkości posuwu. 

Głębokość osiowa

​ Głębokość osiowa, czyli głębokość przejścia, wpływa na prędkości frezarki. Im mniejsza głębokość, tym bezpieczniejsze frezowanie, ale wymaga ono wielu przejść, co wydłuża czas obróbki. Gdy chce się zwiększyć głębokość, co zwiększa rozmiar wiórów, należy zmniejszyć prędkość posuwu maszyny.

Głębokość promieniowa

​ Głębokość promieniowa, czyli szerokość skrawania, zależy od sztywności obrabiarki CNC. Przy prawidłowym frezowaniu bocznym ważne jest zmniejszenie prędkości posuwu nawet o 25%.

Znaczenie prędkości frezarki

​ prędkości frezarki są niezbędne do uzyskania dobrych wyników obróbki. Jeśli występuje brak równowagi między prędkością posuwu a obrotami wrzeciona, uzyskuje się złe wykończenie, a obrabiarka może czasem utracić stabilność i doprowadzić do złamania freza. Dlatego ważne jest, aby wszystkie opisane wcześniej parametry skrawania dostosować do sztywności frezarki, a także do jej mocy i cech.

Należy też pamiętać, że frezy stosowane w maszynach sterowanych numerycznie CNC mogą być wykonane ze stali szybkotnącej HSS, z węglika wolframu, z diamentu PCD itd. Oznacza to, że im twardsze narzędzie skrawające, tym wyższa prędkość skrawania; w konsekwencji jednak prędkość posuwu może być niższa. 

​ prędkości frezarki zależą nie tylko od maszyny i różnych parametrów, ale także od pracy wykonywanej na materiale i cech detalu (materiał, projekt, kształt itd.). Tak więc prędkości frezarki różnią się w zależności od tego, czy wykonuje się frezowanie, rowkowanie itd. Jak wpływają prędkości frezarki na wykonywane prace? Na przykład im większa prędkość posuwu, tym lepsza kontrola nad powstawaniem wiórów, krótszy czas skrawania i mniejsze zużycie narzędzia. Zwiększa to jednak ryzyko złamania freza i chropowatości powierzchni. Z kolei jeśli prędkość posuwu się zmniejszy, wióry są dłuższe, a jakość obróbki się poprawia; wadami są większe zużycie freza oraz dłuższy czas i wyższy koszt obróbki.