Prędkość skrawania

obróbka skrawaniem co to
Obróbka skrawaniem co to
31 marca, 2023
Rodzaje obrabiarek CNC
1 września, 2023

Prędkość skrawania jest wyrażana w jednostkach długości na minutę i jest jednym z kluczowych parametrów wpływających na efektywność i jakość obróbki skrawaniem. Odpowiednio dobrane parametry prędkości skrawania mogą mieć wpływ na wydajność procesu, trwałość narzędzia skrawającego oraz jakość obrabianych powierzchni.

skrawanie prędkość

[toc]

Prędkość skrawania - definicja

Prędkość skrawania jest to prędkość, z jaką narzędzie skrawające przemieszcza się względem obrabianego materiału podczas procesu obróbki skrawaniem, która wyrażana jest w metrach na minutę (m/min). Szybkość skrawania jest jednym z kluczowych parametrów wpływających na wydajność, jakość i trwałość procesu obróbki skrawaniem.

Wzór na prędkość skrawania

Podpowiadamy, jak obliczyć prędkość skrawania. Vc, czyli prędkość skrawania może być obliczona przy użyciu następującego wzoru na obliczanie prędkości skrawania:

Vc = (π * D * N) / 1000

Gdzie:

  • Vc – prędkość skrawania w metrach na minutę (m/min).
  • π – wartość liczby pi, około 3.14159.
  • D – średnica narzędzia skrawającego w milimetrach (mm).
  • N – prędkość obrotowa narzędzia skrawającego w obrotach na minutę (RPM).

Wartości średnicy narzędzia skrawającego i prędkości obrotowej można uzyskać z dokumentacji technicznej narzędzia lub wytycznych producenta.

Należy pamiętać, że powyższy wzór na prędkość skrawania jest ogólnym wzorem i istnieją różne modyfikacje i specyficzne wzory dla konkretnych procesów skrawania, takich jak toczenie, frezowanie czy wiercenie. Dlatego zawsze warto zapoznać się z dokumentacją techniczną narzędzi lub skontaktować się ze specjalistami w dziedzinie obróbki skrawaniem, aby uzyskać dokładne wartości szybkości skrawania dla konkretnego przypadku.

prędkość skrawania

Prędkość skrawania a rodzaj obróbki

Prędkość skrawania jest zależna od rodzaju obróbki. Przed rozpoczęciem pracy ważne jest, aby określić podstawowe parametry skrawania. Jednym z najważniejszych parametrów jest:

  1. prędkość skrawania,
  2. posuw na ostrze,
  3. prędkość obrotowa wrzeciona,
  4. dobór parametrów skrawania do obrabianego materiału.

Toczenie

Przy toczeniu, czyli obróbce skrawaniem wzdłużnej, Vc (prędkość skrawania) jest często obliczana przy użyciu wzoru, który uwzględnia średnicę obrabianego przedmiotu, prędkość obrotową wrzeciona i stałą skrawania dla danego materiału.

Frezowanie

W przypadku frezowania prędkość skrawania (Vc) zależy od rodzaju frezu (np. walcowego, kuliście ząbkowanego) oraz materiału obrabianego. Istnieją tabele i kalkulatory dostępne dla różnych kombinacji frezów i materiałów, które pomagają w określeniu optymalnej szybkości skrawania.

Wiercenie

Prędkość skrawania (Vc) podczas wiercenia zależy od średnicy wiertła, rodzaju materiału oraz technologii wiercenia (wiercenie pełne, wiercenie wzdłużne). Wartości szybkości skrawania są dostępne w tabelach i wytycznych producentów wierteł.

Szlifowanie

Szybkość skrawania jest zależna od rodzaju narzędzia szlifierskiego (np. tarcza, kamień szlifierski), rodzaju przedmiotu obrabianego oraz oczekiwanego wykończenia powierzchni. Producent narzędzi szlifierskich dostarcza zalecenia dotyczące prędkości skrawania dla różnych zastosowań.

Dobór prędkości skrawania do materiałów

Dobór odpowiedniej prędkości skrawania do konkretnych materiałów jest istotny dla efektywności obróbki skrawaniem i uzyskania optymalnych wyników. Jak zatem dobrać odpowiednie parametry skrawania? Przy doborze prędkości skrawania należy uwzględnić właściwości przedmiotu obrabianego, takie jak twardość, wytrzymałość, plastyczność itp. Poniżej przedstawiamy ogólne wytyczne dotyczące szybkości skrawania dla niektórych popularnych materiałów:

  • Stal węglowa
    Dla stali węglowej optymalne prędkości skrawania są z reguły wysokie. Typowe szybkości skrawania wynoszą od 60 do 150 metrów na minutę (m/min).
  • Stal stopowa
    Stal stopowa ma zazwyczaj wyższą twardość niż stal węglowa, dlatego wymaga obniżenia prędkości skrawania. Prędkości skrawania dla stali stopowych zwykle wynoszą od 30 do 100 m/min.
  • Aluminium
    Aluminium jest stosunkowo miękkim metalem i dlatego zazwyczaj wymaga wyższych prędkości skrawania. Przy obróbce aluminium typowe prędkości skrawania wynoszą od 200 do 500 m/min.
  • Mosiądz
    Mosiądz ma dobre właściwości skrawalności, a prędkość skrawania zależy od rodzaju i zawartości miedzi w mosiądzu. Przy toczeniu mosiądzu prędkości skrawania wynoszą zwykle od 100 do 250 m/min.
  • Stal nierdzewna
    Stal nierdzewna jest materiałem trudnym do obróbki ze względu na twardość i odporność na ścieranie. Prędkości skrawania dla stali nierdzewnej są zazwyczaj niższe i wynoszą od 30 do 90 m/min.
  • Węglik spiekany
    Ze względu na dużą twardość i odporność na ścieranie powinien być obrabiany przy wyższych prędkościach skrawania w porównaniu do innych materiałów. Typowa szybkość skrawania dla toczenia węglika spiekanego wynosi od 150 do 300 metrów na minutę (m/min).

Prędkość skrawania i wpływ na zużycie ostrza

Prędkość skrawania ma istotny wpływ na zużycie ostrza narzędzia skrawającego. Nieodpowiednio dobrana prędkość skrawania może prowadzić do nadmiernego zużycia ostrza i skrócenia jego trwałości. Niewłaściwa prędkość skrawania może prowadzić do zbyt dużego obciążenia ostrza, jeśli jest zbyt niska. Zwiększone obciążenie może prowadzić do uszkodzenia ostrza i przyspieszonego zużycia. Optymalna szybkość skrawania pozwala na równomierne rozłożenie siły i minimalizuje obciążenie ostrza.

Zbyt niska prędkość posuwu w stosunku do konkretnego materiału może prowadzić do nadmiernego tarcia między ostrzem a materiałem. To zwiększa temperaturę na styku, co powoduje szybsze zużycie ostrza. Odpowiednio dobrana prędkość skrawania minimalizuje tarcie i redukuje zużycie ostrza.

Zbyt wysoka prędkość skrawania może prowadzić do przegrzewania ostrza narzędzia. Przegrzewanie ma negatywny wpływ na trwałość ostrza, może powodować uszkodzenia powierzchni ostrza i prowadzić do szybszego zużycia. Dlatego ważne jest, aby odpowiednio dostosować prędkość skrawania, aby uniknąć nadmiernego przegrzewania narzędzia.

Właściwy dobór prędkości skrawania, uwzględniający rodzaj materiału, rodzaj narzędzia skrawającego i warunki obróbki, jest kluczowy dla minimalizacji zużycia ostrza. Producent narzędzi skrawających często udostępnia wytyczne dotyczące optymalnych prędkości skrawania dla różnych kombinacji materiałów i narzędzi na opakowaniu narzędzia. Dodatkowo monitorowanie zużycia ostrza i jakości obrabianych powierzchni może pomóc w identyfikacji optymalnych parametrów prędkości skrawania dla konkretnego procesu obróbki.

Wyróżnia się trzy podstawowe powody zużycia narzędzi:

Adhezja

Adhezja występuje, gdy materiał obrabiany przylega do ostrza narzędzia i tworzy warstwę na powierzchni ostrza z powodu niskiej prędkości skrawania. Wysoka prędkość skrawania może pomóc w redukcji adhezji, ponieważ szybkie przemieszczanie się ostrza minimalizuje kontakt między materiałem obrabianym a ostrzem, utrudniając tworzenie się mocnych wiązań adhezyjnych.

Dyfuzja i utlenianie

Dyfuzja jest procesem przenikania atomów jednego materiału do drugiego, a utlenianie odnosi się do reakcji między materiałem obrabianym a tlenem z atmosfery. Prędkość skrawania może wpływać na te procesy poprzez regulację temperatury w strefie skrawania. Wyższa prędkość skrawania zwiększa szybkość chłodzenia, zmniejszając czas dostępny dla dyfuzji i reakcji utleniania.

Ścieranie mechaniczne

Ścieranie mechaniczne występuje, gdy drobne cząstki materiału obrabianego mechanicznie oddziałują z ostrzem narzędzia, powodując ścieranie i zużycie ostrza. Prędkość skrawania może wpływać na intensywność tego procesu. Wysoka prędkość skrawania może pomóc w ograniczeniu czasu kontaktu między ostrzem a cząstkami materiału, co zmniejsza ryzyko ścierania mechanicznego i zużycia ostrza.