Chipbelastningsformel: Anvendelser, udvælgelseskriterier og praktisk vejledning

Spørg ti maskinmestre, hvordan de valgte en tilspændingshastighed, og du vil få ti forskellige svar, men de ærlige vender som regel tilbage til det samme lille stykke regnestykke. Spånbelastningsformlen binder spindelhastighed, fremføringshastighed og fløjtæller sammen i en enkelt linje, og det er den hurtigste måde at flytte fra en mavefornemmelse til et tal, du rent faktisk kan forsvare ved maskinen. Det, der følger, er selve formlen, enhedskonverteringerne, der slår folk i stykker, den spånudtyndingskorrektion, der fanger næsten alle, og de kontroller, vi udfører, før vi stoler på en ny fræser på et produktionsjob.

Hvad Chip Load faktisk måler

Spånbelastning, skrevet som fz og ofte kaldet fremføring pr. tand, er tykkelsen af materiale, som en skærkant fjerner under en enkelt omdrejning af værktøjet. Det er et tal pr. tand, ikke et tal pr. omdrejning, og det er her, en masse forvirring starter. En fræser med fire riller, der drejer med 8.000 o/min, fjerner fire spåner pr. omdrejning, så fremføringshastigheden skal deles på fire måder.

Den skelnen er vigtig, fordi spånen er det, der transporterer varme væk fra skærezonen. Skub for let en spån og kanten gnider i stedet for at skære, hvilket genererer varme i emnet og hærder rustfrit eller titanium i processen. Skub for tung en spån og kanten løber simpelthen tør for styrke, især på små diametre. Chipbelastning er skiven, der sidder mellem de to fejl, og formlen er, hvordan du finder den.

Chip Load-formlen i kejserlige og metriske enheder

Kerneforholdet er kort nok til at huske:

fz = F ÷ (n × z)

hvor fz er spånbelastning pr. tand, F er tilspændingshastigheden, n er spindelhastighed i rpm, og z er antallet af riller. Omarrangeret giver den dig den tilspændingshastighed, der skal programmeres: F = fz × n × z . Selve spindelhastigheden kommer fra skærehastigheden, med n = (1000 × Vc) ÷ (π × D) i metrisk eller n = 3,82 × SFM ÷ D i imperial, hvor D er værktøjets diameter.

En praktisk bemærkning fra butiksgulvet: Skriv enhederne ned ud for hvert tal, før du rækker ud efter lommeregneren. Næsten hver forkert tilførselshastighed bliver vi spurgt om spor tilbage til en metrisk værdi indtastet i et imperialistisk felt, eller omvendt.

Et udført eksempel, du kan følge

Tag en 10 mm tre-rillet hårdmetal endefræser i 6061 aluminium med en skærehastighed på 300 m/min og en målspånbelastning på 0,06 mm pr. Spindelhastighed først: (1000 × 300) ÷ (3.1416 × 10) kommer til omkring 9.550 o/min. Så tilspændingen: 9.550 × 3 × 0,06 ≈ 1.719 mm/min, som de fleste runder af til 1.700 mm/min.

Den kejserlige version opfører sig identisk. En 1/2 tomme firefløjtskærer ved 3.000 rpm med et mål på 0,002 tomme pr. tand giver 3.000 × 4 × 0,002 = 24 IPM. Hvis maskinen eller opsætningen ikke kan overleve den tilførsel, skal du ikke stille og roligt slippe fremføringen og holde omdrejningstallet - sænk spindelhastigheden med det, så spånbelastningen forbliver, hvor du havde til hensigt at være.

NNC Universal 4-fløjte fladhovedendefræsere NNC universal hårdmetal firskårede flade pindfræsere dækker 1–20 mm, stål, rustfrit og støbejern; nyttig til at justere fremføring og spindelhastighed med spånbelastning. Se produkt →

Chip-udtynding ændrer svaret

Alt ovenstående forudsætter, at fræseren er i indgreb over mindst halvdelen af dens diameter. Falder ned under det, som du gør i afsluttende gennemløb, trochoidale værktøjsbaner og dybe lommer, og chippen kan fysisk ikke nå sin nominelle tykkelse, fordi indgrebsbuen er for kort. Formlen er stadig korrekt, men det tal, du programmerer, skal rettes opad.

Korrektionsfaktoren er CTF = 1 ÷ √(1 − (1 − 2 × ae ÷ D)²) , hvor ae er den radiale skæredybde, og D er værktøjets diameter. Ved et radialt indgreb på 0,1 × D er faktoren cirka 1,67, så en nominel 0,06 mm pr. tand bliver omkring 0,10 mm pr. tand i programmet. Spring dette trin over på et let efterbehandlingsforløb, og du gnider effektivt kanten langs væggen, hvilket er en almindelig årsag til dårlig overfladefinish og kort værktøjslevetid.

Referencechipbelastningsværdier efter materiale

Diagrammer er et udgangspunkt, ikke en dom, men de sparer tid, når du ikke har nogen historie med et materiale. Områderne nedenfor er for en 6 mm hårdmetalskærer i en rimelig stiv opsætning og skal skaleres med diameter - et 1 mm værktøj kører en lille brøkdel af disse tal.

Aluminium er der, hvor formlen virkelig tjener sit hold, fordi vinduet mellem gnidning og overbelastning er bredt, og gevinsten ved at køre en ordentlig chip er stor. En tre-fløjt bølgekantskærer designet til materialet vil med glæde tage en tung spån ved høj tilførsel, og vores aluminium feeds og hastighedsdiagrammer vis hvordan tallene skifter med legering og diameter.

Custom 3-Flute Wave Edge End Mills til aluminium Tre-rillet bølgekant hårdmetal endefræsere til aluminium og silicium-aluminium legeringer med modeller fra 6 til 20 mm, designet til høj metalfjernelse og spånevakuering. Se produkt →

Vanskelige materialer har brug for et ekstra kig

Titanium og andre varmebestandige legeringer straffer en overoptimistisk spånbelastning hurtigere end noget andet materiale, vi arbejder med, fordi varmen ikke har nogen steder at tage hen. Formlen gælder stadig, men rillerne, rivegeometrien og belægningen på værktøjet bestemmer, hvor meget af den beregnede figur du rent faktisk kan bruge. En fræser bygget til titanium med den korrekte helix og kantforberedelse vil holde en mindre spånbelastning mere konsekvent end et universalværktøj skubbet til det samme antal, og det vil gøre det uden at kanten går i stykker efter fyrre minutter.

Brugerdefinerede 4-fløjte flade endefræsere til titaniumlegering Fire-spånet hårdmetal endefræsere til titanium med variabel helix og ulige rilledeling, i 6–20 mm diametre, designet til anti-vibration skrub og højhastighedsbearbejdning. Se produkt →

Fejl vi ser oftest

• Brug af et spånbelastningstal for hver diameter, når et 1 mm værktøj har brug for en brøkdel af, hvad et 12 mm værktøj kan tage.
• Glemmer antallet af fløjte - kuglenæse og skrubfræsere bærer ikke altid det antal kanter, du antager.
• Programmering af en spånbelastning så let, at kanten gnider, og bebrejde derefter værktøjet for brændemærkerne.
• Ignorerer udløb. Et par mikrometers excentricitet forvandler en ladet fløjte til en overbelastet fløjte.
• Springer spånudtyndingskorrektionen over på lette radiale indgreb, hvilket stille og roligt fordobler den reelle spåntykkelse.
• Ændring af tilspænding uden at berøre spindelhastigheden, så spånbelastningen driver væk fra den tilsigtede værdi.

Bevis det med et testsnit

Beregnede tal er en hypotese; et testsnit er beviset. Start med cirka 80 procent af den beregnede tilførsel og arbejd opad i trin på 10 til 15 procent, lyt efter snak og se chipsene i stedet for spindelbelastningen alene. Tynde, sølvfarvede chips, der krøller og knækker rent, tyder på, at du er i nærheden af ​​det søde sted. Blå eller pulveragtige chips, en ringelyd eller en poleret væg betyder, at chippen er for let, eller at opsætningen bøjer sig.

1. Registrer den beregnede fz, den programmerede fremføring og omdrejningstal på jobarket.
2. Klip en kort testlængde og inspicer spånfarve og form.
3. Mål vægfinishen og tjek værktøjskanten under en lupe efter den første passage.
4. Juster i små trin, og husk chipbelastningen i stedet for at jagte et enkelt tal.
5. Gem den gennemprøvede kombination for det pågældende materiale og værktøj, og behandl det som din nye baseline.

Spånbelastningsformlen er kun tre variable lang, men den forklarer det meste af, hvad der går rigtigt eller forkert ved spindlen. Få enhederne lige, anvend spånudtyndingskorrektionen, når det radiale indgreb er let, og lad et prøvesnit bekræfte aritmetikken. Hvis du vælger mellem geometrier til et bestemt materiale, er vores serie af hårdmetal endefræsere er organiseret efter emnemateriale, så du kan matche værktøjet til jobbet, før tallene overhovedet er indtastet.