Подачи и скорости для ЧПУ станка

Как правильно рассчитать подачи и скорости, чтобы добиться максимальных результатов?

Подачи и скорости важны, потому что они являются ключом к увеличению срока службы инструмента, более высокой скорости обработки (за счет более высоких скоростей съема материала) и лучшего качества поверхности. Но они включают в себя множество разных концепций, из-за которых их сложно усвоить.

Согласно опросам специалистов по ЧПУ, о том, какие разделы и методы ЧПУ сложнее всего изучить, и вот что они сказали:

С большим отрывом, наиболее сложным оказался раздел, где затронута подача и скорость. Это руководство предназначено для того, чтобы облегчить вам процесс обучения!

Для начала стоит спросить: «Как машинисты определяют подачу и скорость?» Мы опросили наших читателей, и вот что они сказали:

Есть несколько подходов:

— Вы можете создать или позаимствовать электронную таблицу. Это наименее популярный вариант по причинам, о которых я расскажу. По сути, это большая работа с множеством ограничений.

— Примерно столько же используют справочники по машинам. Он довольно устаревший, особенно для станков с ЧПУ.

— Удивительно немногие используют свое программное обеспечение CAM, хотя в большинстве CAM оно предусмотрено. Причина проста, и мы обнаружили ее в опросах по программному обеспечению CAM. Большинство программ CAM действительно плохо справляются с определением подачи и скорости.

— Вы можете полагаться на звук или на ощупь. Это требует довольно большого опыта, и, хотя у этого есть свои приверженцы, это в основном не работает. Если бы это было так, вы могли бы купить компакт-диски с «тренировкой слуха» для машинистов=) Это не работает, потому что вы можете отличить только очень плохую подачу и скорость. Вы не можете слышать многие моменты, и вы точно не можете отличить нормальную и действительно отличную подачу и скорость.

— Вы можете положиться на стандартные режимы, которые работали в прошлом, или на практические правила. Этот метод довольно популярен, но он явно ограничен. В конце концов, все ли карманы вы прорезаете одинаковой глубины? В каждой работе есть различия, и если вы ограничены всего несколькими стандартными режимами, вы упускаете возможности. Кстати, одна из причин, по которой CAM делает такую ​​не очень качественную работу, заключается в том, что он использует подход стандартных режимов из базы данных. Каждая работа индивидуальна.

— Вы можете полагаться на данные из таблицы подачи и скорости в Каталоге инструментов. Эти данные важны, но используются сами по себе, они также имеют ограничения. Например, диаграмма подачи и скорости представляет собой двухмерную таблицу. Он может охватывать только 2 переменные. Калькулятор подачи и скорости охватывает около 60 переменных! Когда вы в последний раз просматривали 30 графиков, чтобы рассчитать подачу и скорость? Вы в принципе не можете этого сделать.

— Безусловно, наиболее популярным вариантом является использование калькулятора каналов и скорости.

Почему я не могу просто спросить других опытных специалистов по ЧПУ об их подаче и скорости?

Вы все время видите это в Интернете на форумах. Кто-то хочет узнать лучшие каналы и скорости для нового материала или с каким-то новым инструментом. Вы даже можете потратить деньги, чтобы присоединиться к услуге, где эксперты предоставят вам свои проверенные режимы резанья, чтобы вы знали, что это работает.

Все эти вещи настолько ограничены, отнимают много времени и потенциально дороги.

Первая проблема заключается в том, что вы не представляете, какое качество вы получаете из этих внешних источников. Каковы были их критерии тестирования? Насколько тщательно они протестировали?

Даже когда у вас есть видео, вы не может знать что случилось с инструментом, возможно его ресурса хватило толко на то, чтобы снять видео. Вы понятия не имеете, сколько было прогиба (я называю прогиб инструмента «бесшумным убийцей инструмента») или какой была форма фрезы после обработки.

А те ребята, которых вы спрашиваете в Интернете? Вы действительно понятия не имеете, что там происходит.

Чтобы быть успешным специалистом по ЧПУ, вам необходимо контролировать подачу и скорость. Вы должны иметь возможность получить хорошие подачи и скорости для вашего станка, инструментов, материалов и передовых методов в любое время, когда вам это нужно.

Могу ли я выполнить эти вычисления по «базовой формуле», возможно, в электронной таблице?

Конечно! Вся информация доступна, но формул не всегда достаточно чтобы правильно настроить инсрумент. Все дело в том, что ни кто не захочет решать сложные уравнения для того чтобы установить правильные подачи и скорости резанья, поэтому фсе формулы упрощают, что дает не точный результат.

Эти формулы принимают в качестве входных данных скорость резания и диаметр инструмента для расчета скорости вращения шпинделя, а также количество канавок, скорость вращения шпинделя и нагрузку на стружку для расчета скорости подачи с ЧПУ. 

Есть много непонятной физики, связанной с резкой.

Например, есть так называемое «радиальное утонение стружки». Я объясню это ниже, просты формулы не учитывают истончение стружки, поэтому каждый раз, когда вы режете менее половины диаметра фрезы в качестве шага или ширины реза, они ошибаются.

Чем тоньше разрез, тем больше они ошибаются, и в конечном итоге они будут очень неправильными. Под неправильным я подразумеваю, что если вы используете эти подачи и скорости, они преждевременно изнашивают вашу фрезу. Итак, вам нужно изучить формулы для утонения стружки, чтобы вы тоже могли их добавить.

Вы также захотите найти большую таблицу материалов с указанием нагрузки на стружку и скорости резания. В идеале ваша таблица должна быть достаточно большой, чтобы учитывать не только широкие классы материалов, но и отдельные сплавы, а также состояние сплава.

Так же необходимо отрегулировать подачи и скорости, исходя из того, насколько широкий паз и глубина разреза. Существуют таблицы производителей, которые помогут вам в этом, это всего лишь еще один шаг, который нужно добавить в ваш процесс.

Говоря об этом, все это складывается, и, в конце концов, у вас есть очень много переменных которые необходимо учесть, чтобы вводить их в калькулятор. Для этого подхода вы можете использовать электронную обычную таблицу Excel. Конечно в итоге вы перерастете Excel, если будете продолжать добавлять навороты, но на первых парах этого достаточно. Затем, если вы гонитесь за увеличение производительности, вам все равно понадобится калькулятор. Хотя в последнее время хорошие калькуляторы появились и в CAM системах, таких как PowerMill, NX и Fusion360.

Какова роль рекомендаций производителя?

В этот момент появятся несколько фрезеровщиков которые спросят о рекомендациях производителя. В конце концов, разве производитель не знает, как лучше всего использовать его инструменты?

Короткий ответ: «Да, но это не точно=)».

Во-первых, если вы просто просматриваете графики подачи и скорости в каталогах инструментов, вы упускаете множество переменных. Но есть более серьезная проблема: о чем вам не говорят производители?

Некоторые специалисты считают, что производитель завышает параметры по маркетинговым причинам. Они заявляют невероятно высокую подачу и скорость резания, которые инструмент на самом деле не может поддерживать. В некоторых случаях это верно, но большинство производителей не могут себе этого позволить, в основном так делают малоизвестные и китайские фирмы. В конце концов, если фрезы не работают, вы собираетесь ли вы их заказывать? Хотя в той или иной степени завышение параметров инструмента грешат все поставщики инструмента.

Возможность делать свой собственный выбор относительно того, следует ли быть консервативным или агрессивным, полезна, но вот реальный способ думать о калькуляторах и другом программном обеспечении для машинистов: все дело в том, сколько переменных вы можете освоить.

Базовая диаграмма подачи и скорости, подобная тому, что есть в вашем каталоге инструментов, представляет собой двумерный объект. Следовательно, он охватывает только 2 переменные. Они используют несколько диаграмм, добавляют столбцы и практические правила, чтобы охватить еще несколько переменных — может быть, от 4 до 6.

Сложное программное обеспечение подачи и скорости позволяет управлять гораздо большим количеством переменных, чем вы могли бы управлять вручную. Чем больше переменных вы сможете освоить, тем точнее будут ваши подачи и скорости. Каждый раз, когда вы учитесь управлять некоторыми дополнительными переменными, вы можете добиваться лучших результатов. Чтобы дать представление о том, насколько это безумно, тот же PowerMill учитывает почти 60 различных переменных при вычислении скорости и подачи.

Сравните это с полдюжиной формул, рассмотренных в Википедии, и вы начнете понимать сложность современных калькуляторов подачи и скорости.  Калькулятор больше из-за огромного объема баз данных.  И он может рассматривать все эти данные вместе со всеми этими переменными и в мгновение ока производить вычисления, которые дают результаты. Вернемся еще раз к данным производителя. Мы не говорим, что вы должны игнорировать их, но все же я больше доверяю своему калькулятору. По сути есть два варианта:

• Вы новичок или тот, кого не волнует производительность фрез. В этом случае вам следует игнорировать данные производителя и использовать максимально щадящие режимы резанья, это, возможно, увеличит время обработки, но при этом сохранит ваш инструмент. 
• Вам нужно увеличение производительности, которое вы можете получить. Вы должны использовать режимы производителя, но при этом учитывать значения калькулятора. 

Если вы относитесь к последнему лагерю и используете определенную линейку инструментов, как и большинство профессиональных цехов, вам нужно, чтобы ваш калькулятор мог импортировать и использовать данные производителя. В идеале он будет импортировать и использовать его вместе со всеми другими встроенными правилами и формулами.

Последний момент важен: вам нужно применить всю эту математику, даже если у вас есть данные производителя. Почему? Потому что данные производителя должны быть упрощены в интересах презентации.

Помните, что в двумерной таблице учитываются только 2 переменные, например, материал и диаметр инструмента, для определения скорости резания и нагрузки на стружку. Если вам повезет, они предоставят вам пару дополнительных таблиц и, возможно, некоторые практические правила:

— «Эти числа подходят для глубины резания 1/2 диаметра».

— «Уменьшите SFM на 50% для полного прорезания канавок или при резке более чем на 2 диаметра в глубину».

Вы наверняка видели такие правила. И снова калькулятор может рассматривать гораздо более сложные модели. Он может плавно интерполировать от 0 до 2-х кратной глубины диаметра, постоянно регулируясь. При расчете радиального утонения стружки он может учитывать любую ширину реза, а не только те, которые указаны в таблицах производителя.

Это ценно и приводит к повышению производительности независимо от того, для чего вы пытаетесь оптимизировать. Данные производителя дополняют 60 переменных и 14 баз данных, но не заменяют их. Кроме того, производители любят давать большие диапазоны для поверхностной скорости и нагрузки на стружку, а затем очень мало рассказывают о том, как выбрать лучшую точку в пределах диапазона.

Калькулятор подачи и скорости даст точный ответ вместо диапазона.

Итак, введите данные вашего производителя в свой калькулятор, чтобы он мог повысить ценность этих данных. как правило эти данные можно импортировать в виде файлов электронных таблиц, чтобы упростить задачу. Калькулятор также включает в себя большой каталог загружаемых данных производителя, поэтому вам, возможно, вообще не придется вводить какие-либо данные. Наконец, если в вашем калькуляторе есть поддержка таблицы инструментов (набор инструментов) и возможность импорта данных производителя, они станут идеальными инструментами для сравнения производительности различных инструментов.