CNC-ohjelmointia suoritettaessa ohjelmoijan tulee määrittää kullekin toimenpiteelle leikkausparametrit ja koodata ne ohjelmaan. Leikkausparametreja ovat leikkausnopeus, leikkaussyvyys ja syöttönopeus. Erilaiset työstömenetelmät edellyttävät erilaisten leikkausparametrien valintaa.
1. Leikkausparametrien valintaperiaatteet
Karkeatyöstössä ensisijaisena tavoitteena on yleensä tuottavuuden lisääminen, mutta myös taloudellinen tehokkuus ja koneistuskustannukset on otettava huomioon. Puoliviimeistelyssä ja viimeistelykoneistuksessa leikkaustehokkuus, taloudellinen tehokkuus ja koneistuskustannukset on tasapainotettava ja samalla varmistettava koneistuksen laatu. Tarkat arvot tulee määrittää työstökoneiden käsikirjojen ja leikkausparametrikäsikirjojen perusteella sekä käytännön kokemuksen perusteella.
Työkalun käyttöiän optimoimiseksi leikkausparametrien valintajärjestys on seuraava: määritä ensin leikkaussyvyys, sitten syöttönopeus ja lopuksi leikkausnopeus.
2. Leikkaussyvyyden määrittäminen
Leikkaussyvyys määräytyy työstökoneen, työkappaleen ja leikkuutyökalun jäykkyyden mukaan. Aina kun jäykkyys sallii, lastuamissyvyyden tulisi mieluiten olla yhtä suuri kuin työkappaleen työstövara; tämä minimoi ajokertojen määrän ja parantaa tuottavuutta.
Leikkaussyvyyden määrittämisen periaatteet:
(1) Kun vaadittu pinnan karheus on Ra 12,5 μm–25 μm ja koneistusvara on alle 5–6 mm, yksi rouhintakerta riittää vaatimusten täyttämiseen. Kuitenkin, jos lisäys on suuri, koneistusjärjestelmän jäykkyys on heikko tai koneen tehosta puuttuu riittävästi, prosessi voidaan jakaa useisiin ajoihin.
(2) Kun vaadittu pinnan karheus on Ra 3,2 μm–12,5 μm, prosessi voidaan jakaa karkeatyöstö- ja puoli{3}}viimeistelyvaiheisiin. Karkean koneistuksen leikkaussyvyys valitaan edellä kuvatulla tavalla. Rouhintatyöstön jälkeen jätetään 0,5–1,0 mm:n varo, joka poistetaan puoliviimeistelyn aikana.
(3) Kun vaadittu pinnan karheus on Ra 0,8 μm–3,2 μm, prosessi voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen: karkeustyöstö, puoliviimeistelykoneistus ja viimeistelytyöstö. Puoliviimeistelyn leikkaussyvyys on 1,5–2 mm. Viimeistelytöitä varten leikkaussyvyys asetetaan välille 0,3 mm - 0,5 mm.
3. Syöttönopeuden määrittäminen
Syöttönopeus valitaan ensisijaisesti vaaditun koneistustarkkuuden ja pinnan karheuden sekä leikkaustyökalun ja työkappaleen materiaalien perusteella. Maksimisyöttönopeutta rajoittaa koneen jäykkyys ja syöttöjärjestelmän suorituskyky.
Syöttönopeuden määrittämisen periaatteet:
1) Kun työkappaleen laatuvaatimukset voidaan taata, voidaan valita suurempi syöttönopeus tuotannon tehokkuuden parantamiseksi; tämä valitaan yleensä välillä 100–200 m/min.
2) Kun suoritat-leikkaustoimintoja, koneistat syviä reikiä tai käytät-nopeita terästyökaluja (HSS), alhaisempi syöttönopeus on suositeltavaa; tämä valitaan yleensä välillä 20–50 m/min.
3) Kun vaaditaan suurta koneistustarkkuutta ja pinnan viimeistelyä, tulee valita pienempi syöttönopeus, yleensä välillä 20–50 m/min.
4) Ei--leikkaustyökalun liikkeissä (pikaliike), erityisesti palattaessa vertailupisteeseen ("homing") pitkän matkan yli, voidaan valita koneen CNC-järjestelmän asettama suurin syöttönopeus.
4. Karan nopeuden määritys
Karan nopeus tulee valita sallitun leikkausnopeuden ja työkappaleen (tai työkalun) halkaisijan perusteella. Laskentakaava on:
n = 1000v / πD
v - Leikkausnopeus (m/min), määräytyy työkalun kestävyyden mukaan;
n - Karan nopeus (r/min);
D - Työkappaleen tai työkalun halkaisija (mm).
Laskettu karan nopeus (n) tulee lopulta säätää vastaamaan työstökoneen käytettävissä olevaa nopeusasetusta (tai lähintä käytettävissä olevaa arvoa) koneen käsikirjan mukaisesti. Yhteenvetona voidaan todeta, että tietyt leikkausparametrien arvot tulisi määrittää käyttämällä analogista lähestymistapaa, joka perustuu työstökoneen suorituskykyyn, asiaankuuluviin käsikirjoihin ja käytännön kokemukseen. Samanaikaisesti karan nopeus, leikkaussyvyys ja syöttönopeus tulee tasapainottaa keskenään, jotta saavutetaan optimaaliset leikkausparametrit.
Viitekaava:
[Kuva]
(I) Leikkaussyvyys (ap)
Työstettävän pinnan ja vielä työstettävän pinnan välinen kohtisuora etäisyys määritellään leikkaussyvyydeksi. Leikkaussyvyys ($a_p$) on syvyys mitattuna kohtisuorassa koneistustasoon nähden, joka kulkee leikkuureunan peruspisteen kautta; se edustaa syvyyttä, johon sorvaustyökalu tunkeutuu työkappaleeseen jokaisen syöttöliikkeen aikana, ja siksi sitä kutsutaan myös "leikkaussyvyydeksi". Tämän määritelmän perusteella, kun ulkoista lieriömäistä pintaa käännetään pituussuunnassa, leikkaussyvyys voidaan laskea seuraavalla kaavalla:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
Missä $a_p$=leikkaussyvyys (mm);
$d_w$=työstettävän työkappaleen pinnan halkaisija (mm);
$d_m$=työstetyn työkappaleen pinnan halkaisija (mm).
Esimerkki 1: Koneistettavan työkappaleen pinnan halkaisija on $\\Phi$95 mm; jos se käännetään halkaisijaltaan $\\Phi$90 mm yhdellä kertaa, laske leikkaussyvyys.
Ratkaisu: $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
(II) Syöte ($f$)
Suhteellinen siirtymä työkalun ja työkappaleen välillä syöttöliikkeen suunnassa jokaista työkappaleen tai työkalun kierrosta kohden.
Syöttösuunnasta riippuen se luokitellaan pitkittäissyöttöön ja poikittaissyöttöön; pituussyötöllä tarkoitetaan syöttöä sorvin alustan ohjauskäytävien suunnassa, kun taas poikittaissyöttö tarkoittaa syöttöä, joka on kohtisuorassa sorvin alustan ohjauskäytävien suuntaan.
(Huom.) Syöttönopeus ($v_f$) tarkoittaa leikkaussärmän valitun pisteen hetkellistä nopeutta suhteessa työkappaleeseen syöttöliikkeen aikana.
$v_f=fn$
Missä $v_f$=syöttönopeus (mm/s);
$n$=karan nopeus (r/s);
$f$=syöte (mm/s).
(III) Leikkausnopeus ($v_c$)
Leikkaavan reunan valitun pisteen hetkellinen nopeus suhteessa työkappaleeseen ensisijaisen leikkausliikkeen aikana. Laskentakaava on seuraava:
$v_c=(\\pi d_w n) / 1000 $
Missä $v_c$=leikkausnopeus (m/min);
$d_w$=työstettävän työkappaleen pinnan halkaisija (mm);
$n$=työkappaleen pyörimisnopeus (r/min). Laskelmien tulee perustua enimmäisleikkausnopeuteen; esimerkiksi sorvattaessa laskennassa käytetään koneistettavan pinnan halkaisijaa, sillä nopeus on suurin ja työkalun kuluminen on nopeinta siinä kohdassa.
Esimerkki 2: Halkaisijaltaan Φ60 mm olevan työkappaleen ulkohalkaisijan kääntäminen; valittu sorvin karan nopeus on 600 r/min. Laske vc.
Ratkaisu: vc=(π × dw × n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min
Varsinaisessa tuotannossa työkappaleen halkaisija tunnetaan yleensä. Leikkausnopeus valitaan tekijöiden, kuten työkappaleen materiaalin, työkalun materiaalin ja koneistusvaatimusten perusteella; tämä nopeus muunnetaan sitten sorvin karan nopeudeksi koneen säätämiseksi, jolloin saadaan seuraava kaava:
n=(1000 × vc) / (π × dw)
Esimerkki 3: Hihnapyörän ulkohalkaisijan (Φ260 mm) kääntäminen vaakasorvassa CA6140; valitse vc=90 m/min ja laske n.
Ratkaisu: n=(1000 × vc) / (π × dw)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 r/min
Kun olet laskenut karan nopeuden, valitse arvo, joka on lähellä koneen tyyppikilvessä olevia arvoja; valitse tässä tapauksessa sorvin todelliseksi nopeudeksi n=100 r/min.
III. Yhteenveto:
Leikkausparametrit
1. Leikkaussyvyys ap (mm): ap=(dw - dm) / 2 (mm)
2. Syöttönopeus f (mm/r)
3. Leikkausnopeus vc (m/min): vc=π × d × n / 1000 (m/min)
n=1000 × vc / (π × d) (r/min)
