Υπολογισμός Συνθηκών Κοπής για Εργαλεία Φρεζαρίσματος

0 Flares Twitter 0 Facebook 0 0 Flares ×

Σε αυτό το άρθρο θα αναλύσουμε την διαδικασία υπολογισμού των συνθηκών κοπής για εργαλεία φρεζαρίσματος. Εάν δεν έχετε διαβάσει το προηγούμενο άρθρο μας με την επεξήγηση και την επιλογή των συνθηκών κατεργασίας, μπορείτε να το διαβάσετε τώρα κάνοντας κλικ εδώ γιατί τα όσα θα αναφέρουμε σήμερα θα βασιστούν στις βασικές αρχές που αναφέρθηκαν σε αυτό.

Σε κάθε περίπτωση θα πρέπει να υπενθυμίσουμε την απλοποιημένη προσέγγιση στις κατεργασίες που ακολουθήσαμε την προηγούμενη φορά. Βάσει του βασικού μοντέλου του μηχανισμού αφαίρεσης υλικού τα δύο μεγέθη που μας ενδιαφέρουν ώστε να μπορούμε να υπολογίσουμε τις συνθήκες κοπής που θα προγραμματίσουμε στον κώδικα κοπής, δηλ. τις στροφές της ατράκτου (RPM) και την πρόωση του κοπτικού εργαλείου (mm/min), είναι η ταχύτητα κοπής (VC) και το αρχικό πάχος του αποβλίττου (t0).

Για να γίνει κατανοητός ο υπολογισμός των συνθηκών κοπής που προγραμματίζονται στο φρεζάρισμα θα πρέπει να γίνει μία βασική σύνδεση μεταξύ του βασικού μοντέλου κατεργασίας με την γεωμετρία της κοπής κατά το φρεζάρισμα.

orthogoniki kopi

Το φρεζάρισμα πραγματοποιείται από κοπτικά εργαλεία που διαθέτουν κοπτικές ακμές που περιστρέφονται περί του άξονα της ατράκτου. Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα κοπής που διαθέτει η κοπτική ακμή κατά τη διαδικασία της αφαίρεσης του αποβλίττου, είναι αποτέλεσμα της περιστροφής της γύρω από τον άξονα της ατράκτου. Έτσι εάν παρατηρήσουμε από την σωστή οπτική γωνία την διαδικασία της αφαίρεσης το αποβλίττου κατά το φρεζάρισμα, θα δούμε ότι μπορεί και αυτό να απλοποιηθεί ακολουθώντας το βασικό μοντέλο που έχει ήδη παρουσιαστεί. Οπότε γίνεται αντιληπτό ότι η ταχύτητα κοπής στο απλοποιημένο μοντέλο κοπής ταυτίζεται με την γραμμική ταχύτητα της κοπτική ακμής του εργαλείου λόγω της περιστροφής της γύρω από τον άξονα της ατράκτου.

Βάσει των παραπάνω, μπορούμε να βρούμε την σχέση που συνδέει την περιστροφική κίνηση του κοπτικού εργαλείου με την ταχύτητα κοπής στην ακμή του, δηλ. την σχέση που συνδέει την ταχύτητα κοπής για το εκάστοτε εργαλείο με τις στροφές της ατράκτου (RPM) που θα προγραμματίσουμε. Έτσι, εάν γράψουμε την αντίστοιχη σχέση που προκύπτει από την μελέτη της απλής περιστροφικής κίνησης και στη συνέχεια μετατρέψουμε αντίστοιχα τις μονάδες παίρνουμε το εξής αποτέλεσμα:

Όπου
S: η προγραμματιζόμενη ταχύτητα περιστροφής της ατράκτου σε RPM
VC: η ταχύτητα κοπής σε m⁄min, όπως προκύπτει από τον εκάστοτε συνδυασμό κοπτικού εργαλείου και υλικού τεμαχίου αλλά και όσων άλλων παραμέτρων έχουν αναφερθεί στο αντίστοιχο άρθρο (βλ. εδώ)
d: η ενεργή διάμετρος του κοπτικού εργαλείου σε mm

ή εάν λύσουμε τη σχέση ως προς την ταχύτητα περιστροφής της ατράκτου, παίρνουμε:

Οι δύο τελευταίες σχέσεις είναι οι πιο πολυχρησιμοποιούμενες σχέσεις στην μηχανουργική πρακτική αφού κάθε φορά που αλλάζουμε εργαλείο ή κατεργαζόμενο υλικό θα πρέπει να υπολογίζουμε ξανά την προγραμματιζόμενη ταχύτητα περιστροφής της ατράκτου.

Το δεύτερο μέγεθος που πρέπει να προγραμματιστεί για να υπάρξει κατεργασία είναι η πρόωση του κοπτικού εργαλείου (F). Η πρόωση στο φρεζάρισμα αφορά την ταχύτητα πρόωσης του άξονα του κοπτικού εργαλείου ως προς την επιφάνεια του τεμαχίου και προγραμματίζεται κυρίως σε mm/min. Εάν παρατηρήσουμε την γεωμετρία της κοπής, θα δούμε ότι καθώς το εργαλείο περιστρέφεται οι κοπτικές ακμές, δηλ. τα δόντια του, έρχονται διαδοχικά σε επαφή με την κατεργαζόμενη περιοχή. Κάθε φορά που ένα δόντι εμπλέκεται εκ νέου με το τεμάχιο, ένα απόβλιττο με αρχικό πάχος  αφαιρείται από αυτό και λόγω της διαρκούς κίνησης του κοπτικού η διαδικασία αυτή επαναλαμβάνεται σε όλη τη διάρκεια της κατεργασίας. Το αρχικό πάχος αυτό συμπίπτει με το αρχικό πάχος του αποβλίττου όπως αυτό είχε οριστεί στο απλοποιημένο μοντέλο της κοπής  και είναι ίσο με την απόσταση που προωθείται το κοπτικό εργαλείο από την στιγμή που θα εμπλακεί ένα δόντι του με το κατεργαζόμενο τεμάχιο μέχρι τη στιγμή που θα εμπλακεί το αμέσως επόμενο. Για το λόγο αυτό ονομάζεται και «πρόωση ανά δόντι» του κοπτικού εργαλείου.

Η πρόωση ανά δόντι του κοπτικού εργαλείου εμπίπτει σε όλους τους περιορισμούς που αναφέρθηκαν για το αρχικό πάχος του αποβλίττου σε προηγούμενο άρθρο και θα πρέπει να φροντίζει ο προγραμματιστής να μην υπερβαίνει τα αποδεκτά όρια.

Ο υπολογισμός της προγραμματιζόμενης ταχύτητας πρόωσης του κοπτικού εργαλείου γίνεται με την παρακάτω σχέση η οποία ουσιαστικά δηλώνει ότι η ταχύτητα πρόωσης είναι ίση με την πρόωση ανά δόντι επί τον αριθμό των δοντιών του εργαλείου, επί τον αριθμό των περιστροφών ανά λεπτό.

Όπου
F: η προγραμματιζόμενη ταχύτητα πρόωσης σε mm⁄min
fz: η πρόωση ανά δόντι του κοπτικού εργαλείου σε mm
S: η προγραμματιζόμενη ταχύτητα περιστροφής της ατράκτου σε RPM
nz: ο αριθμός των δοντιών/κοπτικών ακμών του κοπτικού εργαλείου

Ανάλογα την κατεργασία που έχουμε να φέρουμε εις πέρας κάθε φορά, επιλέγουμε το κοπτικό εργαλείο που μπορεί να ανταπεξέλθει με τον καλύτερο και πιο αποδοτικό τρόπο στις απαιτήσεις μας.  Όταν επιλέγουμε ένα κοπτικό εργαλείο, ο εκάστοτε κατασκευαστής μας προτείνει πάντα τις δύο βασικές παραμέτρους της κοπής, δηλ. την ταχύτητα κοπής και την πρόωση ανά δόντι, και εμείς θα πρέπει να υπολογίζουμε τις προγραμματιζόμενες παραμέτρους με χρήση των παραπάνω τύπων.

Ένας κοινός προβληματισμός έγκειται στο γεγονός ότι οι κατασκευαστές δίνουν σχετικά μεγάλα εύρη τιμών τόσο για την ταχύτητα κοπής όσο και για την πρόωση ανά δόντι. Οπότε το ερώτημα που προκύπτει είναι: ποιες τιμές είναι πιο κατάλληλες για την κατεργασία; Αυτό είναι ένα ερώτημα που θα το απαντήσουμε σε επόμενα άρθρα όπου θα έχουμε κατανοήσει καλύτερα τις παραμέτρους που υπεισέρχονται στις κοπές καθώς και το πως αυτές επηρεάζουν την επιλογή των καταλληλότερων συνθηκών.

Τέλος, θα πρέπει να επισημανθεί ότι για την διευκόλυνση του υπολογισμού των προγραμματιζόμενων συνθηκών κοπής υπάρχουν στην αγορά υπολογιστές τσέπης που έχουν ενσωματωμένες τις παραπάνω σχέσεις στην μνήμη τους. Επίσης, υπάρχουν αμέτρητες εφαρμογές για smartphones που μπορούν να υπολογίσουν τις συνθήκες κοπής λύνοντας τους αντίστοιχους τύπους.

Προσωπική επιλογή αποτελεί η εφαρμογή MechTab η οποία είναι δωρεάν και είναι διαθέσιμη τόσο για Android phones όσο και για iPhones.

Εάν δεν θέλετε να χάνετε τα άρθρα μας, εγγραφείτε στο newsletter μας και θα σας ενημερώνουμε για να νέα άρθρα που θα αναρτούμε καθώς και για τις επόμενες διοργανώσεις των σεμιναρίων προγραμματισμού CNC εργαλειομηχανών.

Για οποιαδήποτε απορία ή πρόβλημα έχετε σχετικά με τις κατεργασίες και τον προγραμματισμό CNC εργαλειομηχανών θα χαρούμε να σας βοηθήσουμε να βρείτε την καλύτερη δυνατή λύση!

0 Flares Twitter 0 Facebook 0 0 Flares ×

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *