“Selectieprincipes van drie elementen bij het snijden met CNC-machines”.
Bij het verspanen van metaal is de juiste keuze van de drie elementen van CNC-bewerkingsmachines – snijsnelheid, voedingssnelheid en snijdiepte – van cruciaal belang. Dit is een van de belangrijkste onderwerpen van de cursus Metaalbewerking. Hieronder volgt een gedetailleerde uitwerking van de selectieprincipes van deze drie elementen.
I. Snijsnelheid
Snijsnelheid, oftewel lineaire snelheid of omtreksnelheid (V, meter/minuut), is een van de belangrijke parameters bij het snijden met CNC-machines. Om de juiste snijsnelheid te kiezen, moeten eerst meerdere factoren in overweging worden genomen.
Snijsnelheid, oftewel lineaire snelheid of omtreksnelheid (V, meter/minuut), is een van de belangrijke parameters bij het snijden met CNC-machines. Om de juiste snijsnelheid te kiezen, moeten eerst meerdere factoren in overweging worden genomen.
Gereedschapsmaterialen
Hardmetaal: Dankzij de hoge hardheid en goede hittebestendigheid kan een relatief hoge snijsnelheid worden bereikt. Deze kan over het algemeen boven de 100 meter/minuut liggen. Bij de aankoop van wisselplaten worden doorgaans technische parameters vermeld om het bereik van de lineaire snelheden te verduidelijken die kunnen worden geselecteerd bij het bewerken van verschillende materialen.
Snelstaal: Vergeleken met hardmetaal zijn de prestaties van snelstaal iets minder en kan de snijsnelheid relatief laag zijn. In de meeste gevallen komt de snijsnelheid van snelstaal niet boven de 70 meter/minuut uit en ligt deze doorgaans onder de 20 tot 30 meter/minuut.
Hardmetaal: Dankzij de hoge hardheid en goede hittebestendigheid kan een relatief hoge snijsnelheid worden bereikt. Deze kan over het algemeen boven de 100 meter/minuut liggen. Bij de aankoop van wisselplaten worden doorgaans technische parameters vermeld om het bereik van de lineaire snelheden te verduidelijken die kunnen worden geselecteerd bij het bewerken van verschillende materialen.
Snelstaal: Vergeleken met hardmetaal zijn de prestaties van snelstaal iets minder en kan de snijsnelheid relatief laag zijn. In de meeste gevallen komt de snijsnelheid van snelstaal niet boven de 70 meter/minuut uit en ligt deze doorgaans onder de 20 tot 30 meter/minuut.
Werkstukmaterialen
Voor werkstukmaterialen met een hoge hardheid moet de snijsnelheid laag zijn. Om de standtijd en bewerkingskwaliteit te garanderen, moet V bijvoorbeeld lager worden ingesteld voor gehard staal, roestvast staal, enz.
Bij gietijzeren materialen kan de snijsnelheid bij gebruik van hardmetalen gereedschappen 70 – 80 meter/minuut bedragen.
Staal met een laag koolstofgehalte is beter bewerkbaar en de snijsnelheid kan boven de 100 meter/minuut liggen.
Het snijden van non-ferrometalen is relatief eenvoudig en er kan een hogere snijsnelheid worden gekozen, over het algemeen tussen 100 en 200 meter/minuut.
Voor werkstukmaterialen met een hoge hardheid moet de snijsnelheid laag zijn. Om de standtijd en bewerkingskwaliteit te garanderen, moet V bijvoorbeeld lager worden ingesteld voor gehard staal, roestvast staal, enz.
Bij gietijzeren materialen kan de snijsnelheid bij gebruik van hardmetalen gereedschappen 70 – 80 meter/minuut bedragen.
Staal met een laag koolstofgehalte is beter bewerkbaar en de snijsnelheid kan boven de 100 meter/minuut liggen.
Het snijden van non-ferrometalen is relatief eenvoudig en er kan een hogere snijsnelheid worden gekozen, over het algemeen tussen 100 en 200 meter/minuut.
Verwerkingsomstandigheden
Bij voorbewerking is het belangrijkste doel om snel materiaal te verwijderen en zijn de eisen aan de oppervlaktekwaliteit relatief laag. Daarom wordt de snijsnelheid lager ingesteld. Bij nabewerking moet de snijsnelheid hoger worden ingesteld om een goede oppervlaktekwaliteit te verkrijgen.
Wanneer het stijfheidssysteem van de machine, het werkstuk en het gereedschap slecht is, moet de snijsnelheid ook lager worden ingesteld om trillingen en vervorming te verminderen.
Als de S die in het CNC-programma wordt gebruikt de spindelsnelheid per minuut is, moet S worden berekend op basis van de werkstukdiameter en de lineaire snijsnelheid V: S (spindelsnelheid per minuut) = V (lineaire snijsnelheid) × 1000 / (3,1416 × werkstukdiameter). Als het CNC-programma een constante lineaire snelheid gebruikt, kan S direct de lineaire snijsnelheid V (meter/minuut) gebruiken.
Bij voorbewerking is het belangrijkste doel om snel materiaal te verwijderen en zijn de eisen aan de oppervlaktekwaliteit relatief laag. Daarom wordt de snijsnelheid lager ingesteld. Bij nabewerking moet de snijsnelheid hoger worden ingesteld om een goede oppervlaktekwaliteit te verkrijgen.
Wanneer het stijfheidssysteem van de machine, het werkstuk en het gereedschap slecht is, moet de snijsnelheid ook lager worden ingesteld om trillingen en vervorming te verminderen.
Als de S die in het CNC-programma wordt gebruikt de spindelsnelheid per minuut is, moet S worden berekend op basis van de werkstukdiameter en de lineaire snijsnelheid V: S (spindelsnelheid per minuut) = V (lineaire snijsnelheid) × 1000 / (3,1416 × werkstukdiameter). Als het CNC-programma een constante lineaire snelheid gebruikt, kan S direct de lineaire snijsnelheid V (meter/minuut) gebruiken.
II. Voedingssnelheid
De voedingssnelheid, ook wel gereedschapsvoeding (F) genoemd, hangt voornamelijk af van de oppervlakteruwheidsvereisten van het werkstuk dat wordt bewerkt.
De voedingssnelheid, ook wel gereedschapsvoeding (F) genoemd, hangt voornamelijk af van de oppervlakteruwheidsvereisten van het werkstuk dat wordt bewerkt.
Nabewerking
Tijdens het nabewerken is het vanwege de hoge eisen aan de oppervlaktekwaliteit raadzaam om de voedingssnelheid laag te houden, doorgaans 0,06 - 0,12 mm/spindelomwenteling. Dit zorgt voor een glad bewerkt oppervlak en vermindert de oppervlakteruwheid.
Tijdens het nabewerken is het vanwege de hoge eisen aan de oppervlaktekwaliteit raadzaam om de voedingssnelheid laag te houden, doorgaans 0,06 - 0,12 mm/spindelomwenteling. Dit zorgt voor een glad bewerkt oppervlak en vermindert de oppervlakteruwheid.
Ruwe bewerking
Bij voorbewerking is de belangrijkste taak het snel verwijderen van een grote hoeveelheid materiaal, en de voedingssnelheid kan hoger worden ingesteld. De voedingssnelheid is voornamelijk afhankelijk van de gereedschapssterkte en kan over het algemeen hoger zijn dan 0,3.
Wanneer de hoofdvrijloophoek van het gereedschap groot is, zal de sterkte van het gereedschap afnemen. Op dit moment kan de voedingssnelheid niet te groot zijn.
Daarnaast moeten ook het vermogen van de machine en de stijfheid van het werkstuk en gereedschap in aanmerking worden genomen. Als het vermogen van de machine onvoldoende is of de stijfheid van het werkstuk en gereedschap slecht is, moet de voedingssnelheid dienovereenkomstig worden verlaagd.
Het CNC-programma gebruikt twee eenheden voor de voedingssnelheid: mm/minuut en mm/omwenteling van de spil. Als de eenheid mm/minuut wordt gebruikt, kan deze worden omgerekend met de formule: voeding per minuut = voeding per omwenteling × spiltoerental per minuut.
Bij voorbewerking is de belangrijkste taak het snel verwijderen van een grote hoeveelheid materiaal, en de voedingssnelheid kan hoger worden ingesteld. De voedingssnelheid is voornamelijk afhankelijk van de gereedschapssterkte en kan over het algemeen hoger zijn dan 0,3.
Wanneer de hoofdvrijloophoek van het gereedschap groot is, zal de sterkte van het gereedschap afnemen. Op dit moment kan de voedingssnelheid niet te groot zijn.
Daarnaast moeten ook het vermogen van de machine en de stijfheid van het werkstuk en gereedschap in aanmerking worden genomen. Als het vermogen van de machine onvoldoende is of de stijfheid van het werkstuk en gereedschap slecht is, moet de voedingssnelheid dienovereenkomstig worden verlaagd.
Het CNC-programma gebruikt twee eenheden voor de voedingssnelheid: mm/minuut en mm/omwenteling van de spil. Als de eenheid mm/minuut wordt gebruikt, kan deze worden omgerekend met de formule: voeding per minuut = voeding per omwenteling × spiltoerental per minuut.
III. Snijdiepte
De snijdiepte, dat wil zeggen de snijdiepte, kent verschillende keuzes tijdens het nabewerken en het voorbewerken.
De snijdiepte, dat wil zeggen de snijdiepte, kent verschillende keuzes tijdens het nabewerken en het voorbewerken.
Nabewerking
Tijdens de nabewerking kan deze over het algemeen lager zijn dan 0,5 (radiuswaarde). Een kleinere snijdiepte kan de kwaliteit van het bewerkte oppervlak waarborgen en de oppervlakteruwheid en restspanning verminderen.
Tijdens de nabewerking kan deze over het algemeen lager zijn dan 0,5 (radiuswaarde). Een kleinere snijdiepte kan de kwaliteit van het bewerkte oppervlak waarborgen en de oppervlakteruwheid en restspanning verminderen.
Ruwe bewerking
Tijdens het voorbewerken moet de snijdiepte worden bepaald op basis van de conditie van het werkstuk, het gereedschap en de machine. Voor een kleine draaibank (met een maximale bewerkingsdiameter van minder dan 400 mm) die staal nr. 45 in de normalisatietoestand draait, bedraagt de snijdiepte in radiale richting doorgaans niet meer dan 5 mm.
Houd er rekening mee dat bij een normale frequentieregeling voor de spiltoerentalverandering van de draaibank, bij een zeer laag spiltoerental per minuut (lager dan 100-200 omwentelingen per minuut), het motorvermogen aanzienlijk zal afnemen. In dat geval kunnen slechts een zeer kleine snijdiepte en voedingssnelheid worden bereikt.
Tijdens het voorbewerken moet de snijdiepte worden bepaald op basis van de conditie van het werkstuk, het gereedschap en de machine. Voor een kleine draaibank (met een maximale bewerkingsdiameter van minder dan 400 mm) die staal nr. 45 in de normalisatietoestand draait, bedraagt de snijdiepte in radiale richting doorgaans niet meer dan 5 mm.
Houd er rekening mee dat bij een normale frequentieregeling voor de spiltoerentalverandering van de draaibank, bij een zeer laag spiltoerental per minuut (lager dan 100-200 omwentelingen per minuut), het motorvermogen aanzienlijk zal afnemen. In dat geval kunnen slechts een zeer kleine snijdiepte en voedingssnelheid worden bereikt.
Concluderend vereist de juiste selectie van de drie elementen van CNC-bewerkingsmachines een uitgebreide afweging van diverse factoren, zoals gereedschapsmaterialen, werkstukmaterialen en bewerkingsomstandigheden. Tijdens de bewerking zelf moeten passende aanpassingen worden gemaakt op basis van specifieke situaties om de efficiëntie te verbeteren, de bewerkingskwaliteit te waarborgen en de standtijd van het gereedschap te verlengen. Tegelijkertijd moeten operators continu ervaring opdoen en vertrouwd raken met de eigenschappen van verschillende materialen en bewerkingstechnologieën om snijparameters beter te kunnen selecteren en de bewerkingsprestaties van CNC-bewerkingsmachines te verbeteren.