Obliczanie parametrów skrawania – jak poprawnie obliczyć i dobrać parametry?

Nawet niewielkie błędy w ustawieniach mogą prowadzić m.in. do zwiększonego zużycia narzędzi czy wydłużenia czasu produkcji. Jak dobrać parametry skrawania? W tym artykule wyjaśniamy, czym są najważniejsze wartości obróbki i w jaki sposób je dostosować.

Najważniejsze informacje

• Parametry skrawania wpływają na wydajność obróbki, jakość powierzchni i trwałość narzędzi.
• Charakter obróbki ma bezpośredni wpływ na wartości parametrów skrawania.
• Prędkość skrawania należy dobierać zgodnie z zaleceniami producenta i właściwościami materiału.
• Prędkość obrotową wrzeciona oblicza się na podstawie prędkości skrawania i średnicy narzędzia.

Podstawowe parametry obróbki CNC

Aby prawidłowo dobrać parametry obróbki skrawaniem, należy najpierw poznać wielkości, które mają znaczenie dla przebiegu całego procesu.

• Prędkość skrawania (Vc) – określa prędkość, z jaką krawędź narzędzia skrawającego porusza się względem obrabianego materiału. Wartość ta podawana jest w metrach na minutę (m/min).
• Prędkość obrotowa (n) – oznacza liczbę obrotów wrzeciona wykonywanych w ciągu minuty. Jednostką są obroty na minutę (obr./min).
• Posuw (f) – określa przesunięcie narzędzia względem obrabianego przedmiotu. W toczeniu najczęściej podawany jest w mm/obr., natomiast posuw roboczy (vf) może być wyrażany w mm/min).
• Głębokość skrawania (ap) – wskazuje, jak głęboko narzędzie zagłębia się w materiał podczas jednego przejścia. Parametr ten podawany jest w milimetrach (mm).

Interesuje Cię obróbka skrawaniem i szlifowanie długich elementów? Firma MultiMasz dysponuje parkiem maszynowym, który pozwala wykonać zadania na najwyższym poziomie z zachowaniem wszystkich kluczowych parametrów.

Od czego rozpocząć dobór parametrów skrawania?

Przed ustaleniem konkretnych wartości należy przeanalizować warunki obróbki. Kluczowe znaczenie mają:

• materiał obrabianego elementu;
• rodzaj zastosowanego narzędzia;
• możliwości obrabiarki;
• charakter procesu (obróbka zgrubna, półwykańczająca lub wykańczająca).

Jak dobrać prędkość skrawania (Vc)?

Prędkość skrawania wpływa na trwałość narzędzia, jakość powierzchni oraz wydajność obróbki. Zbyt wysoka wartość może powodować przegrzewanie narzędzia, natomiast zbyt niska prowadzi do spadku efektywności pracy.

Podstawowym źródłem informacji powinny być zalecenia producenta narzędzia. W katalogach technicznych lub na opakowaniach płytek skrawających można znaleźć minimalne, maksymalne i rekomendowane wartości prędkości skrawania dla konkretnych zastosowań. Przy obróbce materiałów o wysokiej twardości i wytrzymałości zaleca się stosowanie niższych prędkości skrawania.

Jak obliczyć prędkość obrotową wrzeciona?

Po ustaleniu prędkości skrawania można wyznaczyć prędkość obrotową wrzeciona. Służy do tego wzór: n = (Vc × 1000) / (π × D), gdzie:

• n – prędkość obrotowa (obr./min);
• Vc – prędkość skrawania (m/min);
• D – średnica narzędzia (mm).

Prędkość obrotowa jest zależna od prędkości skrawania i średnicy używanego narzędzia.

Jak dobrać głębokość skrawania (ap)?

W praktyce głębokość skrawania jest jednym z pierwszych parametrów ustalanych podczas planowania procesu, ponieważ zależy od wielkości naddatku i charakteru obróbki. Jej wartość zależy przede wszystkim od charakteru procesu oraz wielkości naddatku przeznaczonego do usunięcia. Podczas toczenia głębokość skrawania określa promieniową grubość usuwanej warstwy materiału, czyli połowę zmiany średnicy po przejściu narzędzia.

W obróbce zgrubnej dąży się zwykle do stosowania możliwie dużej głębokości skrawania, aby ograniczyć liczbę przejść i zwiększyć wydajność procesu. Z kolei podczas obróbki wykańczającej stosuje się mniejsze wartości, co pozwala uzyskać większą dokładność wymiarową. Zbyt mała głębokość skrawania może powodować:

• problemy z kontrolą wiórów;
• drgania;
• nadmierne nagrzewanie strefy skrawania;
• spadek ekonomiczności procesu.

Z kolei zbyt duża wartość może prowadzić do wzrostu poboru mocy i zwiększenia sił skrawania. Pojawia się także większe ryzyko uszkodzenia lub łamania płytek skrawających.

Jak dobrać posuw (f)?

Posuw odpowiada za tempo przemieszczania się narzędzia względem obrabianego materiału. W wielu przypadkach wpływ posuwu na trwałość narzędzia jest większy niż wpływ głębokości skrawania, jednak zwykle mniejszy niż wpływ prędkości skrawania.

Podczas obróbki zgrubnej wymagania dotyczące jakości powierzchni są zwykle mniejsze, dlatego można stosować większe wartości posuwu – o ile pozwalają na to możliwości obrabiarki, sztywność mocowania i wytrzymałość narzędzia. W przypadku obróbki półwykańczającej i wykańczającej głównym ograniczeniem staje się jakość powierzchni.

FAQ

1. Jak rozpoznać, że parametry skrawania zostały dobrane nieprawidłowo?

Na błędne ustawienia mogą wskazywać m.in. nadmierne drgania, gorsza jakość powierzchni, nietypowy dźwięk podczas obróbki czy przyspieszone zużycie narzędzia.

2. Jakie wymagania musi spełniać narzędzie skrawające?

Materiał narzędzia skrawającego musi być przede wszystkim odporny na pękanie i uszkodzenia. Dodatkowo liczy się trwała konstrukcja, która spowalnia zużycie powierzchni i zapobiega odkształceniom.

3. Czy te same parametry można stosować na różnych obrabiarkach?

Nie zawsze. Ostateczne wartości powinny uwzględniać możliwości techniczne konkretnej maszyny, jej moc oraz sztywność konstrukcji.