Скоростта на рязане и скоростта на шпиндела са два основни параметъра при CNC обработката, но те често се бъркат. Много често срещани проблеми с обработката-като бързо износване на инструмента, лошо покритие на повърхността или прекомерна топлина-се причиняват от неправилен избор на скорост, а не от проблеми с машината или инструментите.
Докато скоростта на шпиндела (RPM) е лесна за виждане и регулиране на aCNC машина, то не описва директно действителното състояние на рязане. Скоростта на рязане определя линейната скорост, с която режещият ръб се движи през детайла и се определя основно от свойствата на материала.
Въпреки че са тясно свързани, скоростта на рязане и скоростта на шпиндела служат за различни цели. Скоростта на рязане определя целта на обработката, докато скоростта на шпиндела е начинът на машината да я постигне. Разбирането на разликата между двете е от съществено значение за стабилна обработка, постоянно качество и ефективни CNC операции.
Какво е скорост на рязане?
Скоростта на рязане се отнася до линейната скорост, с която режещият ръб се движи по повърхността на детайла по време на обработка. Той представлява действителното състояние на рязане на интерфейса инструмент-материал и е един от най-критичните параметри в обработката с ЦПУ, който пряко влияе върху генерирането на топлина, износването на инструмента и качеството на повърхността.
За разлика от скоростта на шпиндела, скоростта на рязане не е настройка на машината. Това е параметър на процеса, който се определя основно от материала на детайла и материала на инструмента.
Видове скорост на рязане
Скоростта на рязане обикновено се изразява с помощта на две единици:
Метрична система: метри в минута (m/min).
Имперска система: повърхностни футове в минута (SFM).
И двете единици описват една и съща физическа концепция{0}}линейната скорост на режещия ръб-но се използват в различни региони и стандарти за инструменти. Производителите на инструменти обикновено определят препоръчителните диапазони на скоростта на рязане въз основа на вида на материала и условията на рязане.
Структура / природа на скоростта на рязане
От инженерна гледна точка скоростта на рязане е параметър на линейно движение, а не на въртене. Описва какво се случва точно там, където инструментът контактува с материала.
Основните характеристики на скоростта на рязане включват:
Не зависи от модела на машината или дизайна на шпиндела.
Не е равно на скоростта на шпиндела (RPM).
Той остава постоянен за даден материал и състояние на рязане, дори ако диаметърът на инструмента се промени.
Поради това скоростта на рязане се класифицира като параметър, задвижван от- процес и-материал, формиращ основата за избор на параметър за обработка.
Защо скоростта на рязане се определя на първо място
Скоростта на рязане се определя първо, защото представлява необходимото състояние на рязане на интерфейса инструмент-материал, което се определя основно от материала на детайла и материала на инструмента.
Различните материали генерират топлина и се износват по различни начини. Изборът на подходяща скорост на рязане помага да се осигури стабилно образуване на стружки, контролирана температура на рязане и предвидим живот на инструмента. Поради тази причина скоростта на рязане се третира като параметър за планиране на процеса, независимо от модела на машината или конфигурацията на шпиндела.
След като се определи скоростта на рязане, скоростта на шпиндела може да бъде изчислена, за да се постигне това състояние на рязане въз основа на избрания диаметър на инструмента.
Предимства и недостатъци на скоростта на рязане
| Аспект | Предимства | Недостатъци |
| Логика на процеса | Базиран-на материал и технически издържан | Не може да се настрои директно на машината |
| Живот на инструмента | Помага за прогнозиране и контрол на износването | Неправилните стойности могат да причинят прегряване |
| Качество на повърхността | Поддържа постоянни резултати от машинната обработка | Изисква изчисляване на RPM |
| Планиране на процеса | Идеален за стандартизирана обработка | По-малко интуитивен за начинаещи |
Какво е скорост на шпиндела?
Скоростта на шпиндела се отнася до скоростта на въртене на шпиндела на машината, измерена в обороти в минута (RPM). Той определя колко бързо се върти режещият инструмент по време на обработка и е ключов параметър за изпълнение при CNC операции.
За разлика от скоростта на рязане, скоростта на шпиндела е параметър-на ниво машина. Той се задава директно на CNC управлението и е ограничен от конструкцията на шпиндела, мощността на двигателя, лагерите и цялостната твърдост на машината.
Видове обороти на шпиндела
Скоростта на шпиндела може да се класифицира по няколко практически начина:
Програмирана скорост на шпиндела (RPM):
Стойността на скоростта се задава в CNC програмата или контролния панел.
Действителна скорост на шпиндела:
Реалната скорост на въртене по време на рязане, която може леко да варира при натоварване.
Максимална скорост на шпиндела:
Горната граница на оборотите се определя от структурата и конфигурацията на шпиндела на машината.
Различни конструкции на шпиндел-като например задвижвани-ремъци, директно-задвижване или моторизирани шпиндели-също оказват влияние върху постижимите и стабилни диапазони на скоростта на шпиндела.
Структура/естество на скоростта на шпиндела
От инженерна гледна точка скоростта на шпиндела представлява въртеливо движение, а не движение на рязане. Той описва колко пъти шпинделът извършва пълно завъртане в минута.
Основните характеристики на скоростта на шпиндела включват:
Директно управляван от CNC машината.
Силно зависим от дизайна на машината и конструкцията на шпиндела.
Ограничен от механични и термични ограничения.
Поради тези фактори скоростта на шпиндела се класифицира като параметър за способност и изпълнение на машината, а не като параметър на процеса,-задвижван от материала.
Защо скоростта на шпиндела трябва да се регулира
Скоростта на шпиндела се регулира, защото това е параметърът-на ниво машина, използван за реализиране на избраната скорост на рязане. За дадена скорост на рязане, различните диаметри на инструмента изискват различни скорости на шпиндела, за да се поддържа едно и също състояние на рязане.
На практика скоростта на шпиндела също трябва да се регулира, за да се отчете:
Ограничения на шпиндела на машината.
Твърдост и баланс на инструмента.
Стабилност при рязане и контрол на вибрациите.
За разлика от скоростта на рязане, скоростта на шпиндела не се определя от самия материал, а от това как машината изпълнява процеса на обработка. Следователно скоростта на шпиндела служи като параметър за изпълнение и фина-настройка, превръщайки изискванията на процеса в действително движение на машината.
Предимства и недостатъци на скоростта на шпиндела
| Аспект | Предимства | Недостатъци |
| Операция | Лесен за настройка и настройка на CNC машината | Често се бърка като основен параметър на процеса |
| Производителност | Пряко въздействие върху времето на цикъла | Прекомерните обороти могат да причинят вибрации |
| Гъвкавост | Адаптира се бързо към промени в диаметъра на инструмента | Неправилната употреба води до нестабилно рязане |
| Ограничения на машината | Определя се от дизайна на шпиндела и мощността | Ограничено от максимални обороти |
Основни разлики между скоростта на рязане и скоростта на шпиндела
Въпреки че скоростта на рязане и скоростта на шпиндела са тясно свързани, те работят на различни нива на процеса на обработка. Разбирането на техните различия е от съществено значение за правилния избор на параметри и стабилна CNC обработка.
Структура и логика на дизайна
Скорост на рязане
Линейна скорост на режещия ръб.
Представлява действителното състояние на рязане между инструмента и материала.
Дефинирани на ниво процес и материал.
Скорост на шпиндела
Скорост на въртене на шпиндела (RPM).
Представлява как машината задвижва инструмента.
Дефинира се на ниво изпълнение на машината.
С прости думи, скоростта на рязане определя какви условия на рязане се изискват, докато скоростта на шпиндела определя как машината го постига.
Съвместимост
Съвместимост на скоростта на рязане
Зависи главно от материала на детайла.
Повлиян от материала на инструмента и покритието.
Остава същият, независимо от диаметъра на инструмента.
Съвместимост на скоростта на шпиндела
Зависи от диаметъра на инструмента.
Ограничено от възможностите на шпиндела на машината.
Засегнати от твърдост, баланс и стабилност.
Ето защо промяната на диаметъра на инструмента изисква регулиране на скоростта на шпиндела, дори когато скоростта на рязане остава непроменена.
Метод на контрол и настройка
Скорост на рязане
Дефинира се по време на планирането на процеса.
Избрани от препоръки за инструменти или насоки за обработка.
Използва се като основа за изчисляване на скоростта на шпиндела.
Скорост на шпиндела
Директно зададен на CNC контрола.
Регулира се по време на обработката, за да се подобри стабилността или ефективността.
Трябва да остане в границите на машината.
Скоростта на рязане е изчислена цел, докато скоростта на шпиндела е контролирана входна информация от машината.
Практическо въздействие при обработка
Живот на инструмента
Скоростта на рязане пряко влияе върху механизмите за топлина и износване.
Скоростта на шпиндела влияе индиректно върху живота на инструмента чрез стабилността.
Повърхностно покритие
Неправилната скорост на рязане води до триене или прекомерна топлина.
Неправилната скорост на шпиндела може да причини вибрации и тракане.
Стабилност при обработка
Скоростта на рязане определя идеалното състояние на рязане.
Скоростта на шпиндела определя дали това условие може да бъде постигнато надеждно.
Обобщена сравнителна таблица
| Аспект | Скорост на рязане | Скорост на шпиндела |
| Тип движение | Линеен | Ротационен |
| Определено от | Материал и процес | Диаметър на машината и инструмента |
| Ниво | Планиране на процеса | Машинно изпълнение |
| Директна настройка на машината | не | да |
| Основно въздействие | Топлина, износване, поведение при рязане | Стабилност, вибрации, време на цикъл |
Как да приложите правилно скоростта на рязане и скоростта на шпиндела
При обработката с ЦПУ скоростта на рязане и скоростта на шпиндела трябва да се прилагат заедно, за да се постигне стабилно и ефективно рязане. Правилният избор на параметър следва логическа последователност, а не независима настройка.
Започнете с приложението
Целта на машинната обработка определя общата стратегия на параметрите.
Груба обработка:
Фокусирайте се върху стабилността и живота на инструмента. Скоростта на рязане обикновено се поддържа консервативна, докато скоростта на шпиндела е ограничена, за да се избегнат вибрации при голямо натоварване.
Финална обработка:
По-висока скорост на рязане може да се използва за подобряване на качеството на повърхността, като скоростта на шпиндела се регулира, за да се поддържа гладко и стабилно рязане.
Изберете скорост на рязане въз основа на материала и инструмента
Скоростта на рязане винаги трябва да се избира първо въз основа на материала на детайла и материала на инструмента. Различните материали реагират различно на топлината и силите на рязане, което прави свойствата на материала основният фактор при избора на скорост на рязане.
Препоръките на производителя на инструмента осигуряват надежден начален диапазон. След това могат да се направят фини настройки според условията на рязане и стабилността на машината.
Регулирайте скоростта на шпиндела според диаметъра на инструмента
След като скоростта на рязане е определена, скоростта на шпиндела се изчислява, за да съответства на избраното състояние на рязане.
По-малките диаметри на инструмента изискват по-високи скорости на шпиндела.
По-големите диаметри на инструмента изискват по-ниски скорости на шпиндела.
Дори когато скоростта на рязане остава непроменена, скоростта на шпиндела трябва да се регулира при всяка промяна на диаметъра на инструмента.
Помислете за възможностите и стабилността на машината
Структурата на машината и конструкцията на шпиндела определят колко точно могат да бъдат изпълнени избраните параметри.
Ключовите фактори включват:
Максимална скорост и въртящ момент на шпиндела.
Твърдост на машината и гасене на вибрации.
Качество на лагера и баланса на шпиндела.
Високата скорост на шпиндела сама по себе си не гарантира по-добра производителност на обработка. Стабилността и твърдостта често имат по-голямо влияние върху реалните резултати от рязане.
Съсредоточете се върху дългосрочната-стабилност и ROI
Правилното прилагане на скоростта на рязане и скоростта на шпиндела подобрява повече от краткосрочната-производителност.
Намаленото износване на инструменти намалява разходите за инструменти.
Стабилното рязане подобрява консистенцията на частите.
По-малко проблеми с машинната обработка намаляват времето за престой.
С течение на времето правилно съгласуваните параметри водят до по-висока ефективност, предвидимо качество и по-добра възвръщаемост на инвестициите.
Често задавани въпроси
1. Каква е основната разлика между скоростта на рязане и скоростта на шпиндела?
Скоростта на рязане описва линейната скорост, с която режещият ръб се движи през детайла, докато скоростта на шпиндела описва скоростта на въртене на шпиндела в RPM. Скоростта на рязане определя необходимото състояние на рязане, докато скоростта на шпиндела е машинният параметър, използван за постигане на това условие.
2. Кое трябва да се определи първо: скорост на рязане или скорост на шпиндела?
Скоростта на рязане винаги трябва да се определя първо. Определя се от материала на детайла и материала на инструмента и представлява целевото състояние на рязане. След това скоростта на шпиндела се изчислява въз основа на избраната скорост на рязане и диаметър на инструмента.
3. Защо скоростта на шпиндела се променя при промяна на диаметъра на инструмента?
За постоянна скорост на рязане, скоростта на шпиндела трябва да се променя, за да компенсира диаметъра на инструмента.
По-малките инструменти изискват по-висока скорост на шпиндела, докато по-големите инструменти изискват по-ниска скорост на шпиндела, за да се поддържа същото състояние на рязане на режещия ръб.
4. Винаги ли по-високата скорост на шпиндела означава по-бърза обработка?
Не. По-високата скорост на шпиндела не води непременно до по-добра или по-бърза обработка. Прекомерно високите обороти могат да причинят вибрации, тракане и ускорено износване на инструмента. Ефективната обработка зависи от правилната комбинация от скорост на рязане, скорост на шпиндела, твърдост на инструмента и стабилност на машината.
5. Трябва ли машината винаги да работи с максимална скорост на шпиндела?
Не. Максималната скорост на шпиндела представлява ограничението на машината, а не оптимално работно състояние. Непрекъснатата работа при максимални обороти може да намали живота на шпиндела и да компрометира стабилността на обработката. Оптималната скорост на шпиндела трябва да балансира производителност, твърдост и дългосрочна-надеждност.
6. Коя е най-честата грешка, която начинаещите правят по отношение на скоростта на рязане и скоростта на шпиндела?
Най-честата грешка е да се фокусирате само върху скоростта на шпиндела, защото тя лесно се регулира на машината, като същевременно игнорирате скоростта на рязане. Това често води до нестабилни условия на рязане, непостоянно качество и съкратен живот на инструмента.
Заключение
Скоростта на рязане и скоростта на шпиндела изпълняват различни роли в обработката с ЦПУ. Скоростта на рязане определя необходимото състояние на рязане въз основа на материала и инструмента, докато скоростта на шпиндела позволява на машината да постигне това условие на практика.
Няма абсолютен „най-добър“ параметър-а само най-подходящата комбинация. Стабилната обработка зависи от определянето първо на скоростта на рязане и след това от правилното прилагане на скоростта на шпиндела според диаметъра на инструмента и възможностите на машината, а изборът на CNC машина с достатъчна производителност и твърдост на шпиндела е от съществено значение за поддържане на тези изисквания.