Reiknivél fyrir mötun og hraða

Eðlisfræði svarfálags og mikilvægi þess

Svarfálag, eða mat á tönn, er grundvallarbreytan þegar kemur að endingu skurðarverkfæra og gæðum vinnslunnar. Við fræsun verður hver tönn endafræsara að skera ákveðna þykkt af efni. Þessi þykkt ákvarðar hvernig hitinn sem myndast við núninginn flyst burt úr skurðarsvæðinu. Spænirnir sjálfir draga til sín mestan hluta hitans og flytja hann burt frá vinnustykkinu og skurðbrúninni. Ef mat á tönn er of lítið næst ekki raunverulegur skurður heldur nuddast verkfærið við efnið. Þetta veldur miklum núningi, ofhitnun og hraðri slævingu á skurðbrúninni. Ef mat á tönn er hins vegar of mikið yfirhleðst skurðbrúnin, sem leiðir til þess að verkfærið bognar eða brotnar undan álaginu. Reiknivélin ákvarðar fyrst viðeigandi svarfálag út frá völdu efni og þvermáli fræsara, og reiknar síðan út snúningshraða snældu og mötunarhraða til að tryggja rétta virkni.

Svarfþynning við hliðarskurð

Þegar skurðarbreiddin (WOC) er minni en 50% af þvermáli fræsarans fer tönnin í gegnum grynnri boga við skurðinn. Þetta veldur því að raunveruleg þykkt spánsins verður minni en sú mötun á tönn sem forrituð er. Þetta fyrirbæri kallast svarfþynning. Til að vinna gegn þessu og viðhalda réttri spánþykkt verður að auka mötunarhraðann. Reiknivélin vinnur eftir eftirfarandi reglum varðandi svarfþynningu:

• Svarfþynning virkjuð: Ef skurðarbreiddin er undir 50% af þvermáli fræsarans reiknar tól sjálfkrafa út leiðréttingarstuðul og hækkar mat á tönn.
• Engin leiðrétting: Ef skurðarbreiddin er 50% eða meira af þvermálinu á sér engin svarfþynning stað og upprunalega svarfálagið stendur óbreytt. Þegar skurðarbreiddin er lítil sýnir tólið stöðuskilaboðin „inniheldur ×‹factor› svarfþynningu“ og gefur skýringuna: „Skurðarbreiddin er ‹ratio›% af þvermálinu, þannig að hver tönn sker þynnri spán — matshraði á tönn hækkar um ×‹factor› til að halda spáninum þykkum.“

Aðlögun að takmörkunum vélarinnar

Margar tómstunda-CNC-vélar og handfræsarar geta ekki náð þeim háa snúningshraða sem fræðilegar formúlur krefjast, sérstaklega þegar unnið er með lítil verkfæri í mjúkum efnum. Ef snúningshraði snældu er lækkaður handvirkt án þess að breyta mötunarhraðanum eykst svarfálagið á hverja tönn verulega, sem getur brotið verkfærið. Til að leysa þetta beitir reiknivélin sjálfvirkri snúningshraðatakmörkun:

1. Ef reiknaður snúningshraði (RPM) fer yfir innslátt gildið í reitnum „Snældutakmörkun (valfrjálst)“ er snúningshraðinn takmarkaður við það hámark.
2. Mötunarhraðinn er lækkaður í nákvæmlega sömu hlutföllum og snúningshraðinn.
3. Þetta tryggir að svarfálagið (mat á tönn) helst óbreytt og öruggt fyrir verkfærið. Í slíkum tilfellum birtir tólið textann „takmarkað af snælduhraðatakmörkun vélarinnar“ og gefur skýringuna: „Snældutakmörkunin heldur hraðanum í ‹used› RPM (formúlan gefur ‹rpm› RPM). Matshraðinn minnkaði í sömu hlutföllum, þannig að spánálagið er óbreytt — hækkaðu snælduhraðann í átt að ‹rpm› RPM ef vélin leyfir það.“

Efni verkfæra og samhæfni

Val á milli HSS-stáls (hraðstáls) og karbíðs hefur mikil áhrif á leyfilegan skurðarhraða. Karbíðverkfæri þola mun hærra hitastig og má keyra á mun meiri hraða en HSS-stál. Hins vegar gilda strangar reglur um samhæfni efna:

• Koltrefjar (CFRP): Ekki er leyfilegt að nota HSS-stál við vinnslu á koltrefjum. Ef reynt er að velja HSS-stál fyrir koltrefjar birtir reiknivélin villuboðin: „Ekki er mælt með hraðstáli fyrir koltrefjar — trefjarnar slíta HSS-skurðbrún nánast samstundis. Veldu karbíð.“

Formúlur og útreikningar

Reiknivélin notar eftirfarandi formúlur við útreikninga, allt eftir því hvaða einingar eru valdar:

Metrakerfi (millimetrar)

• Aðalformúla: RPM = Vc × 1000 ÷ (π × D) · mötun = fz × Z × RPM · lóðrétt mötun = mötun × 50%
• Snúningshraði: Snúningshraði = Vc × 1000 ÷ (π × D) = ‹vc›× 1000 ÷ (π ×‹d›) = ‹rpm› RPM

Enskar einingar (tommur)

• Aðalformúla: RPM = SFM × 12 ÷ (π × D) · mötun = fz × Z × RPM · lóðrétt mötun = mötun × 50%
• Snúningshraði: Snúningshraði = SFM × 12 ÷ (π × D) = ‹vc›× 12 ÷ (π ×‹d›) = ‹rpm› RPM Lóðrétt mötun (plunge rate) er alltaf reiknuð sem nákvæmlega 50% af reiknuðum mötunarhraða.

Takmarkanir og raunverulegar aðstæður

Sérhvert gildi sem reiknivélin gefur er upphafspunktur fyrir stífa uppsetningu með beinum endafræsara — ráðleggingar verkfæraframleiðandans fyrir þinn tiltekna fræsara gilda alltaf. Radíusfræsarar skera á minna virku þvermáli og krefjast annars konar útreikninga. Viður og plast eru breytileg eftir tegundum, framleiðslulotu og hitastigi: dæmdu út frá spánunum — hreinir spánar, ekki ryk eða kögglar — og aðlagaðu eftir því. Gagnasafnið tekur ekki mið af afli vélarinnar, snúningsvægi eða sveigju verkfæris, svo athuga þarf þung skurðarskref gagnvart vélinni þinni. Húðaðir karbítfræsarar geta venjulega keyrt hraðar en óhúðuðu gildin sem sýnd eru í gagnasafninu. Ryk af MDF og samsettum efnum er hættulegt: notaðu ryksugubúnað og grímu. Allir útreikningar fara fram staðbundið í vafra notandans. Gildi fyrir fræsara, efni og vél fara aldrei af tækinu þínu.

Algengar spurningar

Hvað ætti ég að stilla á undan — mötunina eða snúningshraðann?

Mötun á tönn (svarfálag). Svarfálagið ákveður hversu þykkt hvert svarf er, en svarfið flytur hitann í burtu: ef það er of lítið nuddast verkfærið, ofhitnar og slævist; ef það er of mikið yfirhleðst skurðbrúnin og brotnar. Þess vegna ákvarðar þessi reiknivél fyrst svarfálagið út frá efni og þvermáli, og velur síðan snúningshraða til að ná hentugum skurðarhraða. Ef hægt er á snúningi en mötun haldið óbreyttri þynnist svarfið aðeins enn frekar og nuddið versnar — þegar draga þarf úr hraðanum verður mötunin að minnka í samræmi við það.

Snældan mín nær ekki ráðlögðum RPM — hvað geri ég?

Keyrðu á mesta hraða sem vélin þín ræður við og minnkaðu mötunina í sömu hlutföllum, sem heldur svarfálaginu óbreyttu. Reiturinn fyrir snúningshraðatakmörkun gerir þetta fyrir þig: sláðu inn hámarkshraða vélarinnar þinnar og mötunin er endurreiknuð sjálfkrafa. Það sem þú tapar er tími, ekki líftími skurðbrúnarinnar — skurðurinn tekur lengri tíma en hver tönn bítur samt sömu þykkt. Algeng mistök eru að skilja vinnslumötunina eftir hraða og vona það besta; það yfirhleður verkfærið.

Hvað er svarfþynning og hvenær get ég matað hraðar?

Þegar skurðarbreiddin fer niður fyrir helming af þvermáli fræsarans fer tönnin í gegnum grynnri boga og svarfið verður þynnra en sú mötun á tönn sem þú forritaðir. Fínskurður við 10% hliðarskurð gefur af sér svarf sem er aðeins um 60% af þykkt fullrar rásar við sömu mötun. Þú getur — og ættir að — auka vinnslumötunina um svarfþynningarstuðulinn til að endurheimta svarfþykktina; sláðu inn skurðarbreiddina og leiðréttingunni er beitt sjálfkrafa. Við helming þvermáls eða meira á sér engin þynning stað og engin leiðrétting á við.

Hvaðan koma tölurnar og hversu mikið get ég treyst þeim?

Málm- og plastraðirnar fylgja karbíðtöflunum í almennum leiðbeiningum Harvey Tool um vinnslu, HSS-dálkurinn fylgir klassískri hraðastöflunni fyrir hraðstál, og tré- og samsettu raðirnar eru stilltar út frá birtum prófunartöflum fyrir tómstunda-CNC-vélar. Líta ber á hverja tölu sem upphafspunkt fyrir stöðuga uppsetningu með beittu verkfæri: ráðleggingar framleiðandans fyrir þinn tiltekna fræsara gilda alltaf, og sveigjanleg vél, mikið verkfæraútskot eða seigt efni mæla með varkárri stillingu. Hlustaðu svo á skurðinn — hreinir spænir og stöðugt hljóð þýða að tölurnar eru réttar.