Parametry obrotów toczenia bezpośrednio przekładają się na ostateczny efekt – wykonaną pracę urządzenia. Jak w tym kontekście dobrać prędkość obrotów toczenia? Bardzo dużą rolę ma właściwe dostosowanie ich do materiału, ale i innych czynników – urządzenia czy umiejętności operatora.
Parametry toczenia, które należy wziąć pod uwagę
Podczas procesu toczenia przedmiot poddany obróbce realizuje ruch obrotowy. Jednocześnie narzędzie, które jest dosunięte do przedmiotu zapewnia zaplanowany ruch posuwowy. W tym kontekście należy zwrócić uwagę na to, jaki jest prawidłowy dobór parametrów toczenia. Dotyczy to:
- prędkości obrotowej n – wartości, z jaką obraca się przedmiot poddany obrabianiu, którą określa się w jednostkach obr/ min.
- prędkości skrawania Vc – drogi, którą pokonuje krawędź skrawająca względem obrabianego przedmiotu w danej jednostce czasu
- głębokość skrawania ap – odległość, która znajduje się między obrabianą powierzchnią a już po obrobieniu.
Innymi parametrami, które należy wziąć pod uwagę są:
- posuw f – przesunięcie noża zgodne z wyznaczenie kierunku posuwowego
- prędkość posuwu Vf – tymczasowa prędkość ruchu posuwowego, którą wyraża droga narzędzia względem czasu
- maszynowy czas toczenia – okres, jaki potrzebny jest na ujęcie naddatku z obrabianej powierzchni.
Dobór parametrów toczenia musi więc uwzględniać takie właściwości jak:
- wykonywany kształt
- kształt narzędzia
- kinematyka procesu skrawania.
Inną kwestią jest dobranie parametrów toczenia pod kątem miejsca obróbki (zewnętrzne lub wewnętrzne), powierzchni (toczenie przekrojów okrągłych, poprzeczne, zarysu, kształtowe) czy też kierunku posuwu (wzdłużne i poprzeczne).
Czytaj także: Jak działa tokarka CNC
Jak dobrać prędkość obrotów toczenia
Kluczową kwestią staje się więc, jak dobrać obroty tokarki wobec zadania jakim jest toczenie. Prędkość skrawania Vc wynika z obracania się obrabianego przedmiotu z prędkością obrotową n. Należy zwrócić uwagę na fakt, że prędkość nie będzie równa na całym przekroju przedmiotu poddanego obróbce. Zmniejsza się wraz ze zbliżaniem w kierunku osi przedmiotu, który jest obrabiany.
Co oznacza to w praktyce pracy podczas toczenia? Jeśli prędkość skrawania ma być na cały czas tym samym poziomie, należy właściwie uregulować wartość prędkości obrotowej.
Parametry skrawania przy toczeniu
Parametry skrawania w praktyce są więc kluczowymi danymi, które musi dobrać frezer lub operator tokarki do metalu. Najczęściej używanymi danymi są:
- f – posuw narzędzia
- n – obroty narzędzia.
Aby poznać parametry pracy niezbędna jest wiedza, jaka powinna być:
- prędkość skrawania Vc
- posuw na ostrze fz
Wzór na prędkość skrawania podczas toczenia
Obroty narzędzia obrazuje z kolei prosty wzór:
n=Vc*1000/π*Dc,
w którym Dc to średnica narzędzia lub danego detalu wyrażona w mm.
Czytaj także: Sposoby cięcia metali
Praca tokarki a dopasowanie obrotów
W przypadku większości tradycyjnych tokarek dobór parametrów działania rozpoczyna się od wskazania prędkości skrawania (Vc), tak, by w następnym etapie wyznaczyć prędkość obrotową n dla konkretnego zlecenia. Należy jednak pamiętać, że tego typu urządzenia nie gwarantują zmiany prędkości obrotowej o charakterze bezstopniowym. Tak więc dobór prędkości obrotowej n głównego napędu to pochodna porównania wartości obliczeniowej z R20 lub R40 w zależności od typu tokarki oraz wskazania prędkości n niższej.
Dziś dobór parametrów toczenia w większym stopniu bazuje na parametrach sugerowanych. Wskazują je bezpośrednio dostawcy konkretnych narzędzi skrawających. Oczywiście założenia te oparte są na teorii, że pracy podlega materiał stosunkowo łatwo obrabialny. Wobec produktów o trudniejszej strukturze, wszelkie ogólne dane należy raczej przeanalizować pod kątem indywidualnych wymagań.
Nie trzeba do tego doskonałej wiedzy matematycznej. Doskonałym rozwiązaniem są kalkulatory do obliczania liczby obrotów na tokarce. Prędkość skrawania podawana jest w obrotach na minutę. Wymagana liczba obrotów wskazywana jest z prędkości skrawania oraz średnicy narzędzia. W ten sposób to automat przez Internet zapewnia przeliczenie optymalnego dobrania liczby obrotów dla konkretnej realizacji.
Warto w tym kontekście ufać nie tylko matematyce czy kalkulatorom toczenia. Ważny jest też zdrowy rozsądek – intuicja operatora. Szybkość można oczywiście zwiększać, ale w teorii. W praktyce – podobnie jak w przypadku jazdy samochodem – nadmiernie szybkie toczenie sprawi, że dojdzie do przedwczesnego wyrobienia się poszczególnych elementów. Stąd tak istotna jest równowaga. Warto zwrócić uwagę, że większość materiałów ma – np. na opakowaniu – precyzyjną informację z jaką prędkością maksymalną mogą pracować. Przydatna w takich przypadkach jest funkcja G96 stosowania na tokarkach. Zapewnia ona odpowiednie dobranie obrotów wobec średnicy.
Nie ma więc jednoznacznej odpowiedzi wskazującej na uniwersalne parametry prędkości. Musi być ona dostosowana do indywidualnych cech materiału, ale też uwzględniać chociażby stan urządzenia czy umiejętności samego operatora. Choć wiele elementów można stosować uniwersalnie, weryfikacja – samodzielna lub w oparciu o kalkulator – bywa bardzo przydatna dla efektywnej i dokładnej pracy z tokarką.
Autor: Sławomir Hałat
