CNC-ohjelmoinnin aikana ohjelmoijan tulee määrittää kullekin toimenpiteelle leikkausparametrit ja sisällyttää ne ohjeiden muodossa ohjelmaan. Näitä leikkausparametreja ovat muun muassa leikkausnopeus, leikkaussyvyys ja syöttönopeus. Erilaiset työstömenetelmät edellyttävät kullekin prosessille räätälöityjen leikkausparametrien valintaa.
1. Leikkausparametrien valintaperiaatteet
Karkean koneistuksen aikana ensisijaisena tavoitteena on yleensä maksimoida tuottavuus; kuitenkin myös taloudellinen tehokkuus ja koneistuskustannukset on otettava huomioon. Puoliviimeistely- ja viimeistelytyöstössä painopiste siirtyy leikkaustehokkuuden, taloudellisen kannattavuuden ja koneistuskustannusten tasapainottamiseen ja samalla varmistaen vaaditun koneistuksen laadun. Näiden parametrien erityiset numeeriset arvot tulee määrittää työstökoneen teknisten eritelmien ja leikkausparametrikäsikirjojen perusteella, joita on täydennetty käytännön kokemuksella.
Työkalun käyttöiän ja kestävyyden kannalta suositeltu leikkausparametrien valintajärjestys on seuraava: määritä ensin leikkaussyvyys, sen jälkeen syöttönopeus ja lopuksi leikkausnopeus.
2. Leikkaussyvyyden määrittäminen
Leikkaussyvyys määräytyy työstökoneen, työkappaleen ja leikkuutyökalun jäykkyyden mukaan. Edellyttäen, että järjestelmän jäykkyys sen sallii, leikkaussyvyys tulisi ihanteellisesti asettaa yhtä suureksi kuin työkappaleen kokonaistyöstövara (varaston poisto); tämä lähestymistapa minimoi tarvittavien ajokertojen määrän, mikä parantaa tuotannon tehokkuutta.
Leikkaussyvyyden määrittämisen periaatteet:
(1) Kun työkappaleen vaadittu pinnan karheus on alueella Ra 12,5 μm - 25 μm ja työstövara on alle 5 mm - 6 mm, karkea työstö voidaan tyypillisesti suorittaa yhdellä ajolla vaatimusten täyttämiseksi. Kuitenkin, jos työstövara on huomattava, prosessijärjestelmän jäykkyys on riittämätön tai työstökoneesta puuttuu riittävä teho, voidaan työ jakaa useisiin ajoihin.
(2) Kun vaadittu pinnan karheus on alueella Ra 3,2 μm - 12,5 μm, prosessi tulee jakaa kahteen vaiheeseen: karkea työstö ja puoli{3}}viimeistelytyöstö. Karkean työstövaiheen lastuamissyvyyden valinta noudattaa edellä esitettyjä periaatteita. Karkean työstön jälkeen työkappaleen pintaan tulee jättää 0,5–1,0 mm:n jäännösvaraa, joka poistetaan myöhemmin puoliviimeistelyn työstövaiheen aikana.
(3) Kun vaadittu pinnan karheus on alueella Ra 0,8 μm - 3,2 μm, prosessi tulee jakaa kolmeen vaiheeseen: karkea koneistus, puoliviimeistely ja viimeistelykoneistus. Puoliviimeistelyn työstövaiheessa leikkaussyvyys tulee asettaa välille 1,5–2 mm. Viimeistelytöiden aikana leikkaussyvyys on asetettava välille 0,3 mm - 0,5 mm.
3. Syöttönopeuden määrittäminen
Syöttönopeus valitaan ensisijaisesti vaaditun koneistustarkkuuden ja kappaleen pinnan karheuden sekä leikkaustyökalun ja työkappaleen materiaalien perusteella. Maksimisyöttönopeutta rajoittavat koneen jäykkyys ja sen syöttöjärjestelmän suorituskyky.
Syöttönopeuden määrittämisen periaatteet:
1) Kun työkappaleen laatuvaatimukset voidaan taata, voidaan valita suurempi syöttönopeus tuotannon tehokkuuden parantamiseksi. Yleensä valitaan arvo välillä 100 - 200 m/min.
2) Kun suoritat katkaisutoimenpiteitä, koneistat syviä reikiä tai käytät-nopeita terästyökaluja, on suositeltavaa valita pienempi syöttönopeus; tyypillisesti valitaan arvo välillä 20 - 50 m/min.
3) Kun koneistuksen tarkkuudelle ja pinnan karheudelle asetetaan korkeat vaatimukset, on valittava pienempi syöttönopeus; yleensä valitaan arvo välillä 20 - 50 m/min.
4) Ei--leikkaustyökalun liikkeiden aikana-erityisesti palattaessa "nollapisteeseen" pitkän matkan aikana- voidaan valita koneen CNC-järjestelmässä määritetty maksimisyöttönopeus.
4. Karan nopeuden määrittäminen
Karan nopeus tulee valita sallitun leikkausnopeuden ja työkappaleen (tai leikkaustyökalun) halkaisijan perusteella. Laskentakaava on seuraava:
n = 1000v / πD
v - Leikkausnopeus (m/min), määräytyy leikkuutyökalun kestävyyden mukaan;
n - Karan nopeus (r/min);
D - Työkappaleen tai leikkaustyökalun halkaisija (mm).
Laskettu karan nopeus *n* on lopulta säädettävä vastaamaan jotakin koneen teknisissä tiedoissa luetelluista nopeuksista tai lähintä käytettävissä olevaa nopeutta. Yhteenvetona voidaan todeta, että leikkausparametrien erityiset arvot tulee määrittää työstökoneen suorituskyvyn ja asiaankuuluvien teknisten ohjeiden perusteella, yhdistettynä käytännön kokemukseen, usein käyttämällä analogista lähestymistapaa. Lisäksi karan nopeus, leikkaussyvyys ja syöttönopeus tulisi yhdenmukaistaa molemminpuolisen yhteensopivuuden varmistamiseksi, jolloin saadaan aikaan optimaalinen leikkausparametrisarja.
Viitekaava:
(I) Leikkaussyvyys (ap): Työkappaleen koneistetun pinnan ja vielä työstettävän pinnan välinen kohtisuora etäisyys määritellään leikkaussyvyydeksi. *Leikkaussyvyys* ($a_p$) on poistetun materiaalin määrä mitattuna leikkaussärmän referenssipisteestä koneistustasoon nähden kohtisuorassa suunnassa. Se edustaa syvyyttä, johon sorvaustyökalu tunkeutuu työkappaleeseen jokaisen syöttökierroksen aikana; siksi sitä kutsutaan myös *leikkaussyvyydeksi*. Tämän määritelmän perusteella, suoritettaessa pitkittäistä sorvausta ulkoiselle lieriömäiselle pinnalle, leikkaussyvyys voidaan laskea seuraavalla kaavalla:
$a_p = (d_w - d_m) / 2$
Missä: $a_p$ - leikkaussyvyys (mm); $d_w$ - työkappaleen pinnan halkaisija *ennen* työstöä (mm);
$d_m$ - työkappaleen pinnan halkaisija *työstön* jälkeen (mm).
**Esimerkki 1:** Jos työkappaleen alkupinnan halkaisija on $\\Phi 95$ mm, laske leikkaussyvyys, jos se käännetään yhdellä kertaa halkaisijaan $\\Phi 90$ mm.
**Ratkaisu:** $a_p=(d_w - d_m) / 2=(95 - 90) / 2=2.5$ mm.
**(II) Syöttönopeus ($f$)**
Tämä viittaa leikkaustyökalun ja työkappaleen väliseen suhteelliseen siirtymään -mitattuna syöttöliikkeen suunnassa- jokaista työkappaleen tai työkalun täyttä kierrosta kohden. Syötön suunnasta riippuen se luokitellaan *pitkittäissyöttöön* ja *poikittaiseen syöttöön*. Pituussyötöllä tarkoitetaan syöttöliikettä, joka on suunnattu sorvipedin ohjauskiskoja pitkin, kun taas poikittaisella syöttöllä tarkoitetaan syöttöliikettä, joka on suunnattu kohtisuoraan sorvipedin ohjauskiskoihin nähden. (Huomaa: *Syöttönopeus* ($v_f$) viittaa leikkaussärmän valitun pisteen hetkelliseen nopeuteen suhteessa työkappaleeseen syöttöliikkeen aikana.)
$v_f=f \\cdot n$
Missä: $v_f$ - syöttönopeus (mm/s);
$n$ - karan nopeus (r/s);
$f$ - syöttönopeus (mm/kierros).
**(III) Leikkausnopeus ($v_c$)**
Tämä viittaa leikkaussärmän valitun pisteen hetkelliseen nopeuteen suhteessa työkappaleeseen *ensisijaisen liikkeen* (kierto) aikana. Laskentakaava on seuraava:
$v_c=(\\pi \\cdot d_w \\cdot n) / 1000 $
Missä: $v_c$ - leikkausnopeus (m/min);
$d_w$ - työkappaleen pinnan halkaisija *ennen* työstöä (mm);
$n$ - työkappaleen pyörimisnopeus (r/min). Laskelmia suoritettaessa on käytettävä viitepisteenä suurinta leikkausnopeutta; esimerkiksi sorvauksen aikana laskelmat tulee perustua koneistettavan pinnan halkaisijaan, koska siellä nopeus on suurin ja työkalun kuluminen tapahtuu nopeimmin. Esimerkki 2: Työkappaleen ulkohalkaisijan sorvaus, jonka halkaisija on Φ60 mm. Valittu sorvin karan nopeus on 600 r/min. Laske *v*c. Ratkaisu: *v*c=(π * d*w * n) / 1000=3.14 × 60 × 600 / 1000=113 m/min. Varsinaisessa tuotannossa työkappaleen halkaisija on tyypillisesti tunnettu määrä. Tietty leikkausnopeus valitaan tekijöiden, kuten työkappaleen materiaalin, työkalun materiaalin ja koneistusvaatimusten perusteella; tämä leikkausnopeus muunnetaan sitten vastaavaksi sorvin karan nopeudeksi koneen oikean säädön helpottamiseksi. Tämä muunnos tuottaa seuraavan kaavan: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w). Esimerkki 3: Φ260 mm:n hihnapyörän ulkohalkaisijan kääntäminen vaakasorvassa CA6140. Leikkausnopeudeksi (*v*c) on valittu 90 m/min. Laske *n*. Ratkaisu: n=(1000 * *v*c) / (π * d*w)=(1000 × 90) / (3,14 × 260)=110 r/min. Kun sorvin karan nopeus on laskettu, tulee valita koneen tyyppikilvestä arvo, joka on lähinnä laskettua tulosta; tässä tapauksessa n=100 r/min valitaan sorvin todelliseksi käyttönopeudeksi. III. Yhteenveto: Leikkausparametrit 1. Leikkaussyvyys (*a*p) (mm): *a*p=(*s*w - *d*m) / 2 (mm) 2. Syöttönopeus (*f*) (mm/kierros) 3. Leikkausnopeus (*v*c) *π4 *π } n } /1000 (m/min); n=1000 * *v*c / (π * d) (r/min)
