„Kolme elemendi valiku põhimõtted CNC-tööpinkide lõikamisel“.
Metallitöötlemisel on CNC-tööpingi lõiketöö kolme elemendi – lõikekiiruse, etteandekiiruse ja lõikesügavuse – õige valimine ülioluline. See on metallilõikuse põhimõtete kursuse üks peamisi sisusid. Järgnevalt on üksikasjalikult kirjeldatud nende kolme elemendi valiku põhimõtteid.
I. Lõikekiirus
Lõikekiirus ehk lineaarkiirus või ümbermõõdukiirus (V, meetrit/minutis) on CNC-tööpinkide lõikamisel üks olulisi parameetreid. Sobiva lõikekiiruse valimiseks tuleks kõigepealt arvestada mitme teguriga.
Lõikekiirus ehk lineaarkiirus või ümbermõõdukiirus (V, meetrit/minutis) on CNC-tööpinkide lõikamisel üks olulisi parameetreid. Sobiva lõikekiiruse valimiseks tuleks kõigepealt arvestada mitme teguriga.
Tööriistamaterjalid
Karbiid: Tänu oma suurele kõvadusele ja heale kuumakindlusele on võimalik saavutada suhteliselt suur lõikekiirus. Üldiselt võib see olla üle 100 meetri minutis. Lõiketerade ostmisel esitatakse tavaliselt tehnilised parameetrid, et selgitada lineaarkiiruste vahemikku, mida saab erinevate materjalide töötlemisel valida.
Kiirlõiketeras: Kiirlõiketerase jõudlus on karbiidiga võrreldes veidi halvem ja lõikekiirus on suhteliselt madal. Enamasti ei ületa kiirlõiketerase lõikekiirus 70 meetrit minutis ja jääb üldiselt alla 20–30 meetri minutis.
Karbiid: Tänu oma suurele kõvadusele ja heale kuumakindlusele on võimalik saavutada suhteliselt suur lõikekiirus. Üldiselt võib see olla üle 100 meetri minutis. Lõiketerade ostmisel esitatakse tavaliselt tehnilised parameetrid, et selgitada lineaarkiiruste vahemikku, mida saab erinevate materjalide töötlemisel valida.
Kiirlõiketeras: Kiirlõiketerase jõudlus on karbiidiga võrreldes veidi halvem ja lõikekiirus on suhteliselt madal. Enamasti ei ületa kiirlõiketerase lõikekiirus 70 meetrit minutis ja jääb üldiselt alla 20–30 meetri minutis.
Tooriku materjalid
Kõrge kõvadusega töödeldavate materjalide puhul peaks lõikekiirus olema madal. Näiteks karastatud terase, roostevaba terase jms puhul tuleks tööriista eluea ja töötlemiskvaliteedi tagamiseks V väärtust madalamaks seada.
Malmmaterjalide puhul võib kõvasulamtööriistade kasutamisel olla lõikekiirus 70–80 meetrit minutis.
Madala süsinikusisaldusega terasel on parem töödeldavus ja lõikekiirus võib olla üle 100 meetri minutis.
Värviliste metallide lõikamine on suhteliselt lihtne ja valida saab suurema lõikekiiruse, tavaliselt 100–200 meetrit minutis.
Kõrge kõvadusega töödeldavate materjalide puhul peaks lõikekiirus olema madal. Näiteks karastatud terase, roostevaba terase jms puhul tuleks tööriista eluea ja töötlemiskvaliteedi tagamiseks V väärtust madalamaks seada.
Malmmaterjalide puhul võib kõvasulamtööriistade kasutamisel olla lõikekiirus 70–80 meetrit minutis.
Madala süsinikusisaldusega terasel on parem töödeldavus ja lõikekiirus võib olla üle 100 meetri minutis.
Värviliste metallide lõikamine on suhteliselt lihtne ja valida saab suurema lõikekiiruse, tavaliselt 100–200 meetrit minutis.
Töötlemistingimused
Jämeda töötlemise käigus on peamine eesmärk materjalide kiire eemaldamine ja pinnakvaliteedi nõuded on suhteliselt madalad. Seetõttu seatakse lõikekiirus madalamaks. Viimistlustöötlemisel tuleks hea pinnakvaliteedi saavutamiseks lõikekiirus kõrgemaks seada.
Kui tööpingi, tooriku ja tööriista jäikussüsteem on halb, tuleks vibratsiooni ja deformatsiooni vähendamiseks ka lõikekiirust madalamaks seada.
Kui CNC-programmis kasutatav S on spindli kiirus minutis, siis tuleks S arvutada tooriku läbimõõdu ja lõikekiiruse V järgi: S (spindli kiirus minutis) = V (lõikekiirus) × 1000 / (3,1416 × tooriku läbimõõt). Kui CNC-programm kasutab konstantset lineaarkiirust, saab S-i puhul otse kasutada lõikekiirust V (meetrit minutis).
Jämeda töötlemise käigus on peamine eesmärk materjalide kiire eemaldamine ja pinnakvaliteedi nõuded on suhteliselt madalad. Seetõttu seatakse lõikekiirus madalamaks. Viimistlustöötlemisel tuleks hea pinnakvaliteedi saavutamiseks lõikekiirus kõrgemaks seada.
Kui tööpingi, tooriku ja tööriista jäikussüsteem on halb, tuleks vibratsiooni ja deformatsiooni vähendamiseks ka lõikekiirust madalamaks seada.
Kui CNC-programmis kasutatav S on spindli kiirus minutis, siis tuleks S arvutada tooriku läbimõõdu ja lõikekiiruse V järgi: S (spindli kiirus minutis) = V (lõikekiirus) × 1000 / (3,1416 × tooriku läbimõõt). Kui CNC-programm kasutab konstantset lineaarkiirust, saab S-i puhul otse kasutada lõikekiirust V (meetrit minutis).
II. Söötmiskiirus
Söötmiskiirus, tuntud ka kui tööriista etteandekiirus (F), sõltub peamiselt töödeldava detaili pinnakaredusnõudest.
Söötmiskiirus, tuntud ka kui tööriista etteandekiirus (F), sõltub peamiselt töödeldava detaili pinnakaredusnõudest.
Viimistlustöötlus
Pinna kvaliteedi kõrgete nõuete tõttu peaks viimistlustöötluse ajal etteandekiirus olema väike, üldiselt 0,06–0,12 mm spindli pöörde kohta. See tagab sileda töödeldud pinna ja vähendab pinna karedust.
Pinna kvaliteedi kõrgete nõuete tõttu peaks viimistlustöötluse ajal etteandekiirus olema väike, üldiselt 0,06–0,12 mm spindli pöörde kohta. See tagab sileda töödeldud pinna ja vähendab pinna karedust.
Jäme töötlemine
Jämeda töötlemise ajal on peamine ülesanne suure materjalihulga kiire eemaldamine ja etteandekiirust saab suuremaks seada. Etteandekiiruse suurus sõltub peamiselt tööriista tugevusest ja võib üldiselt olla üle 0,3.
Kui tööriista peamine reljeefnurk on suur, halveneb tööriista tugevus ja sel ajal ei saa etteandekiirus olla liiga suur.
Lisaks tuleks arvestada ka tööpingi võimsuse ning tooriku ja tööriista jäikusega. Kui tööpingi võimsus on ebapiisav või tooriku ja tööriista jäikus on halb, tuleks ka etteandekiirust vastavalt vähendada.
CNC-programm kasutab kahte etteandekiiruse ühikut: mm/minutis ja mm/spindli pööre. Kui kasutatakse ühikut mm/minutis, saab selle teisendada järgmise valemi abil: etteandekiirus minutis = etteandekiirus pöörde kohta × spindli kiirus minutis.
Jämeda töötlemise ajal on peamine ülesanne suure materjalihulga kiire eemaldamine ja etteandekiirust saab suuremaks seada. Etteandekiiruse suurus sõltub peamiselt tööriista tugevusest ja võib üldiselt olla üle 0,3.
Kui tööriista peamine reljeefnurk on suur, halveneb tööriista tugevus ja sel ajal ei saa etteandekiirus olla liiga suur.
Lisaks tuleks arvestada ka tööpingi võimsuse ning tooriku ja tööriista jäikusega. Kui tööpingi võimsus on ebapiisav või tooriku ja tööriista jäikus on halb, tuleks ka etteandekiirust vastavalt vähendada.
CNC-programm kasutab kahte etteandekiiruse ühikut: mm/minutis ja mm/spindli pööre. Kui kasutatakse ühikut mm/minutis, saab selle teisendada järgmise valemi abil: etteandekiirus minutis = etteandekiirus pöörde kohta × spindli kiirus minutis.
III. Lõikesügavus
Lõikesügavusel ehk lõikesügavusel on viimistlustöötluse ja jämetöötluse ajal erinevad valikud.
Lõikesügavusel ehk lõikesügavusel on viimistlustöötluse ja jämetöötluse ajal erinevad valikud.
Viimistlustöötlus
Viimistlustöötlemisel võib see üldiselt olla alla 0,5 (raadiuse väärtus). Väiksem lõikesügavus tagab töödeldud pinna kvaliteedi ning vähendab pinna karedust ja jääkpingeid.
Viimistlustöötlemisel võib see üldiselt olla alla 0,5 (raadiuse väärtus). Väiksem lõikesügavus tagab töödeldud pinna kvaliteedi ning vähendab pinna karedust ja jääkpingeid.
Jäme töötlemine
Töötlemisel tuleks lõikesügavus määrata vastavalt töödeldava detaili, tööriista ja tööpingi tingimustele. Väikese treipingi (maksimaalse töötlemisläbimõõduga alla 400 mm) puhul, mis treib normaliseeritud olekus nr 45 terast, ei ületa lõikesügavus radiaalsuunas üldiselt 5 mm.
Tuleb märkida, et kui treipingi spindli kiiruse muutmiseks kasutatakse tavalist sagedusmuunduri kiiruse reguleerimist, siis väga madala spindli kiiruse (alla 100–200 pööret minutis) korral väheneb mootori väljundvõimsus märkimisväärselt. Sel ajal on võimalik saavutada vaid väga väike lõikesügavus ja etteandekiirus.
Töötlemisel tuleks lõikesügavus määrata vastavalt töödeldava detaili, tööriista ja tööpingi tingimustele. Väikese treipingi (maksimaalse töötlemisläbimõõduga alla 400 mm) puhul, mis treib normaliseeritud olekus nr 45 terast, ei ületa lõikesügavus radiaalsuunas üldiselt 5 mm.
Tuleb märkida, et kui treipingi spindli kiiruse muutmiseks kasutatakse tavalist sagedusmuunduri kiiruse reguleerimist, siis väga madala spindli kiiruse (alla 100–200 pööret minutis) korral väheneb mootori väljundvõimsus märkimisväärselt. Sel ajal on võimalik saavutada vaid väga väike lõikesügavus ja etteandekiirus.
Kokkuvõtteks võib öelda, et CNC-tööpinkide lõikamise kolme elemendi õige valimine nõuab mitmete tegurite, näiteks tööriistamaterjalide, tooriku materjalide ja töötlemistingimuste põhjalikku arvestamist. Tegelikus töötlemises tuleks teha mõistlikke kohandusi vastavalt konkreetsetele olukordadele, et saavutada töötlemise efektiivsuse parandamise, töötlemise kvaliteedi tagamise ja tööriista eluea pikendamise eesmärgid. Samal ajal peaksid operaatorid pidevalt koguma kogemusi ja olema tuttavad erinevate materjalide ja töötlemistehnoloogiate omadustega, et paremini valida lõikeparameetreid ja parandada CNC-tööpinkide töötlemisjõudlust.