Nella lavorazione CNC, la velocità di avanzamento e la velocità di taglio sono due parametri critici che influiscono direttamente sull'efficienza della lavorazione, sulla qualità del pezzo e sulla durata dell'utensile. La scelta della giusta velocità di avanzamento e della giusta velocità di taglio può non solo accelerare i processi di lavorazione e ridurre i tempi di produzione ma migliorano anche la qualità superficiale e prolungano la durata dell'utensile. Una profonda comprensione di questi parametri e della loro applicazione nella lavorazione reale è essenziale per ottimizzare i processi CNC.
Nel testo seguente, Yonglihao Machinery approfondirà come selezionare la velocità di avanzamento e di taglio ottimali in base alle specifiche esigenze di lavorazione.
Sommario
Qual è la velocità di avanzamento?
Nella lavorazione CNC, la velocità di avanzamento (nota anche come velocità di avanzamento) è la misura della distanza percorsa da un utensile lungo la superficie del pezzo per unità di tempo, solitamente espressa in millimetri al minuto (mm/min) o pollici al minuto (rpm). La velocità di avanzamento è un parametro critico nel processo di lavorazione, in quanto influenza direttamente l'efficienza di lavorazione, l'usura dell'utensile, la qualità della lavorazione e il tempo di lavorazione complessivo. La selezione della velocità di avanzamento deve essere regolata con precisione in base alla specifica attività di lavorazione, alle proprietà del materiale, al tipo di utensile e ai requisiti di qualità superficiale.
Scelta della velocità di avanzamento ottimale
Nella scelta della velocità di avanzamento ottimale, è necessario considerare diversi fattori:
Qualità del pezzo e requisiti di superficie: La tolleranza dimensionale, la complessità della forma e i requisiti di finitura superficiale del pezzo influiranno sulla scelta della velocità di avanzamento. Di solito, una velocità di avanzamento inferiore è necessaria per ridurre la rugosità superficiale e garantire la precisione di lavorazione, soprattutto per risultati di lavorazione di alta qualità.
Materiale del pezzo in lavorazione e proprietà del materiale: La durezza, la tenacità, la conduttività termica e altre caratteristiche dei diversi materiali (come leghe di alluminio, acciaio inossidabile, ecc.) influiscono direttamente sulla scelta della velocità di avanzamento. I materiali più duri in genere richiedono velocità di avanzamento inferiori per evitare danni all'utensile, mentre i materiali con scarsa conduttività termica richiedono velocità di avanzamento ancora inferiori per prevenire il surriscaldamento e la ricottura dell'utensile. Regolare la velocità di avanzamento in base alle proprietà del materiale è essenziale per garantire un taglio efficiente e prevenire l'usura prematura dell'utensile.
Materiale e tipo di utensile: Ogni materiale (come metallo duro, acciaio rapido, ecc.) e tipologia (come frese, utensili da tornitura, ecc.) dell'utensile ha requisiti di avanzamento specifici. La durezza e la resistenza all'usura dell'utensile ne determinano le prestazioni a diverse velocità di avanzamento.
Geometria dell'utensile da taglio: La geometria dell'utensile (come raggio di punta, angolo di spoglia, angolo di spoglia, ecc.) influenza la velocità di avanzamento ottimale. Geometrie speciali potrebbero richiedere regolazioni della velocità di avanzamento per ottenere le migliori prestazioni di taglio.
Altri fattori che influenzano la velocità di alimentazione ottimale
Tipo di operazione di lavorazione: Diverso operazioni di lavorazione (come la fresatura CNC, la tornitura CNC e la foratura) richiedono velocità di avanzamento diverse. La fresatura richiede in genere una velocità di avanzamento maggiore, mentre la foratura di precisione potrebbe richiedere una velocità di avanzamento inferiore per garantire la precisione.
Larghezza di taglio:Una larghezza di taglio maggiore aumenta la forza di taglio, rendendo necessaria una velocità di avanzamento inferiore per evitare il sovraccarico dell'utensile.
Durata e durata degli utensili: Una velocità di avanzamento eccessivamente elevata aumenta il carico sull'utensile, accelerandone l'usura. Una corretta regolazione della velocità di avanzamento può prolungare la durata dell'utensile migliorando al contempo l'efficienza di lavorazione. Bilanciare produttività e durata dell'utensile è fondamentale per ottimizzare le velocità di avanzamento.
Produttività: Un avanzamento più elevato solitamente aumenta la velocità di lavorazione, riducendo il tempo ciclo e quindi aumentando la produttività. Tuttavia, un avanzamento eccessivamente elevato può portare a una qualità superficiale inferiore e a una maggiore usura degli utensili, quindi è importante bilanciare i requisiti di qualità e il controllo dei costi, migliorando al contempo la produttività.
Capacità della macchina utensile: La velocità massima di avanzamento di una macchina utensile dipende dal suo design e dalle capacità del sistema di azionamento. Superare la capacità della macchina può causare vibrazioni, vibrazioni dell'utensile o persino guasti durante la lavorazione.
Cos'è la velocità di taglio?
La velocità di taglio è un parametro fondamentale che misura la velocità con cui il tagliente di un utensile si muove rispetto alla superficie del pezzo. Nella lavorazione CNC, la velocità di taglio è tipicamente espressa in metri al minuto (m/min) o piedi al minuto (ft/min). Non solo influisce sull'efficienza della lavorazione, ma ha anche un impatto significativo sulla qualità della lavorazione, sull'usura dell'utensile e sui costi di lavorazione. Una velocità di taglio adeguata può ottimizzare il processo di lavorazione, aumentare l'efficienza produttiva e prolungare la durata dell'utensile.
Scelta della velocità di taglio ottimale
La scelta della velocità di taglio ottimale richiede la considerazione di molteplici fattori per bilanciare qualità ed efficienza della lavorazione. I principali fattori che influenzano la scelta includono:
| Materiale | Girando | Perforazione | Alesatura | Fresatura di estremità (sgrossatura) | |
| Alluminio | 400-1000 | 250-600 | 100-300 | 600 | |
| Ottone | 225-300 | 150-300 | 130-200 | ||
| Bronzo | 150-225 | 100-250 | 75-180 | Medio: 250 Difficile: 125 | |
| Ghisa | Morbido | 100-150 | 75-150 | 60-100 | 60 |
| Medio | 75-120 | 70-110 | 35-65 | ||
| Difficile | 50-90 | 60-100 | 20-55 | 50 | |
| Rame | 100-200 | 60-100 | 40-60 | ||
| Magnesio | 600-1200 | 300-650 | 150-350 | ||
| Acciaio inossidabile | Lavorazione libera | 100-150 | 65-100 | 35-85 | 304: 55 17-4PH: 35 |
| Altri gradi | 40-85 | 15-50 | 15-30 | ||
| Acciaio al carbonio e legato | Lavorazione libera | 125-200 | 100-145 | 60-100 | Do basso: 75 4140: 50 4340: 50 |
| Meno di 0,3% C | 75-175 | 70-120 | 50-90 | ||
| Da 0,3% a 0,6% C | 65-120 | 55-90 | 45-70 | ||
| Più di 0,6% C | 60-80 | 40-60 | 40-50 | ||
| Titanio | 25-55 | 30-60 | 10-20 | Ti-6AL-4V: 25 | |
Durezza del pezzo: La durezza del materiale del pezzo in lavorazione influenza direttamente la scelta della velocità di taglio. I materiali più duri richiedono velocità di taglio inferiori per ridurre l'usura dell'utensile e prolungarne la durata. Al contrario, velocità di taglio eccessivamente elevate possono accelerare l'usura dell'utensile e degradare la qualità superficiale del pezzo.
Resistenza dell'utensile da taglio: Il materiale, la resistenza e la resistenza all'usura dell'utensile determinano la velocità di taglio che può sopportare. Gli utensili in metallo duro possono operare a velocità di taglio più elevate, mentre gli utensili in acciaio rapido richiedono in genere velocità inferiori. Una resistenza insufficiente dell'utensile può causarne la rottura o una rapida usura, compromettendo il risultato della lavorazione.
Durata dello strumento: Sebbene velocità di taglio più elevate possano aumentare l'efficienza di lavorazione, aumentano anche il carico termico sull'utensile, accelerandone l'usura e riducendone la durata. La scelta di una velocità di taglio appropriata può ridurre il tasso di usura dell'utensile, prolungarne la durata e mantenere elevati livelli di qualità ed efficienza della lavorazione. Nell'ottimizzazione del processo di lavorazione, è fondamentale trovare l'equilibrio ottimale tra durata dell'utensile e velocità di taglio.
Perché velocità e avanzamento sono importanti nella lavorazione?
La velocità (velocità di taglio) e la velocità di avanzamento sono due parametri cruciali nella lavorazione meccanica, poiché influiscono direttamente su vari aspetti del processo di lavorazione, tra cui efficienza, qualità della superficie, durata dell'utensile e costi complessivi di lavorazione.
Efficienza di lavorazione: Velocità di taglio più elevate possono ridurre i tempi di lavorazione, mentre un'adeguata velocità di avanzamento garantisce una rapida rimozione del materiale, riducendo così i cicli di produzione e aumentando la produttività.
Qualità della superficie: Velocità di taglio eccessivamente elevate possono causare una maggiore rugosità superficiale, mentre un avanzamento troppo rapido può causare segni sull'utensile o difetti superficiali. Regolando la velocità e l'avanzamento è possibile ottenere la finitura superficiale desiderata e la precisione del pezzo.
Durata dell'utensile: Velocità di taglio e avanzamenti più elevati aumentano il carico termico sull'utensile, con conseguente usura accelerata e riduzione della durata. Ottimizzando questi due parametri, è possibile prolungare efficacemente la durata dell'utensile, riducendo la frequenza dei cambi utensile e i costi di produzione.
Costi di lavorazione: Impostazioni dei parametri non corrette, troppo alte o troppo basse, possono portare a inutili aumenti dei costi. L'ottimizzazione di questi due parametri può ridurre gli sprechi di materiale, diminuire il consumo di utensili e abbassare i costi energetici, migliorando in definitiva l'economia di lavorazione.
Stabilità della lavorazione: Impostazioni ragionevoli di velocità e velocità di avanzamento aiutano a mantenere la stabilità del processo di lavorazione, riducendo vibrazioni e rumore, assicurando un funzionamento regolare e migliorando così la coerenza e l'affidabilità del prodotto.
Differenze tra velocità di avanzamento e velocità di taglio
La velocità di avanzamento e la velocità di taglio hanno significati e impatti fisici diversi nella lavorazione CNC. La velocità di avanzamento controlla la velocità di avanzamento dell'utensile rispetto al pezzo, mentre la velocità di taglio controlla la velocità di movimento del tagliente dell'utensile sulla superficie del pezzo. La velocità di avanzamento influisce principalmente sull'efficienza di lavorazione e sulla qualità della superficie, mentre la velocità di taglio ha un'influenza maggiore sulla durata dell'utensile e sulla temperatura di lavorazione. Il seguente grafico della velocità di taglio e della velocità di avanzamento facilita l'individuazione di questa discrepanza:
| Parametro | Velocità di taglio | Velocità di avanzamento |
| Generatrice e Direttrice | La direttrice è generata dalla velocità di taglio | La generatrice è generata dalla velocità di avanzamento |
| Unità di movimento e forma abbreviata | Misurato in metri al minuto (m/min) o piedi al minuto (ft/min) e indicato con Vc | Misurato in metri per rivoluzione (mpr) o pollici per rivoluzione e indicato con s o f |
| Direzione del chip | Nessun effetto sulla deviazione dalla direzione ortogonale del truciolo | Influenzare la direzione effettiva del flusso del truciolo |
| Forza di taglio e consumo energetico | Influenza la forza di taglio e il consumo energetico | Non influenza la forza di taglio e il consumo energetico |
| Rugosità superficiale e segni di smerlatura | Non direttamente correlato alle ondulazioni o ai segni prodotti sulla superficie lavorata | Direttamente correlato ai segni smerlati sulla superficie finita |
| Temperatura di taglio, durata e usura dell'utensile
| Grandemente colpito | Meno colpiti |
Temperatura di taglio e durata dell'utensile
La temperatura di taglio influisce direttamente sulla durata dell'utensile. Temperature di taglio elevate accelerano l'usura dell'utensile, riducendone la durata. Regolando opportunamente la velocità di taglio e l'avanzamento, è possibile ridurre la temperatura di taglio, prolungando così la durata dell'utensile.
Rugosità superficiale e segni di smerlatura
La velocità di avanzamento e la velocità di taglio hanno un impatto significativo sulla qualità superficiale del pezzo. Un avanzamento elevato può aumentare la rugosità superficiale e persino causare smerlature. Per ottenere una superficie più liscia, è necessario ridurre la velocità di avanzamento e ottimizzare la velocità di taglio.
Piombo e Generatrice
Passo e generatrice sono fattori critici nel descrivere la geometria del pezzo. La velocità di avanzamento e la velocità di taglio influiscono sulla precisione di queste forme geometriche, che a sua volta influenza le tolleranze dimensionali e di forma complessive del pezzo.
Differenze fisiche e funzionamento
Le caratteristiche fisiche della velocità di avanzamento e della velocità di taglio ne determinano le diverse applicazioni operative. La velocità di avanzamento influenza la velocità di avanzamento dell'utensile, mentre la velocità di taglio influenza la velocità di contatto tra l'utensile e il pezzo in lavorazione.
Movimento dell'utensile
Il movimento dell'utensile è determinato congiuntamente dalla velocità di avanzamento e dalla velocità di taglio, influenzando la traiettoria dell'utensile e il risultato finale della lavorazione durante il processo.
Direzione del chip
La velocità di avanzamento e la velocità di taglio influenzano la formazione e la direzione di espulsione dei trucioli. Impostazioni errate possono causare l'accumulo di trucioli, ostacolando il regolare avanzamento della lavorazione.
Forza di taglio e consumo energetico
La velocità di avanzamento e la velocità di taglio influenzano direttamente l'entità della forza di taglio, che a sua volta incide sul consumo energetico della macchina utensile. Impostazioni appropriate possono ridurre la forza di taglio, diminuire il consumo energetico e prolungare la durata dell'utensile.
Determinazione della velocità di avanzamento e della velocità di taglio
Fattori che influenzano la velocità di avanzamento e la velocità di taglio
Quando si determina la velocità di avanzamento e la velocità di taglio, è essenziale considerare diversi fattori, tra cui le proprietà del materiale, il tipo di utensile, il metodo di lavorazione e la capacità della macchina, per garantire efficienza e qualità della lavorazione.
Proprietà del materiale e tipo di utensile: La durezza, la tenacità e la conduttività termica del materiale del pezzo in lavorazione influenzano direttamente la scelta della velocità di avanzamento e della velocità di taglio. Generalmente, i materiali più duri richiedono velocità di taglio e avanzamenti inferiori per ridurre l'usura dell'utensile. Anche il materiale e la geometria dell'utensile determinano la velocità di avanzamento e la velocità di taglio appropriate. Ad esempio, gli utensili in metallo duro possono sopportare velocità di taglio più elevate, mentre gli utensili in acciaio rapido sono adatti a velocità inferiori.
Tipo di lavorazione e requisiti di superficie: Diverse lavorazioni meccaniche presentano requisiti diversi in termini di velocità di avanzamento e velocità di taglio. Inoltre, i requisiti di finitura superficiale del pezzo influiranno sulla selezione di questi parametri. Superfici di alta qualità richiedono in genere velocità di avanzamento e velocità di taglio inferiori per ridurre al minimo la rugosità superficiale e i difetti.
Velocità del mandrino e capacità della macchina: Il limite di velocità del mandrino influisce direttamente sulla velocità di taglio ed è fondamentale che la velocità di taglio corrisponda a quella del mandrino, operando entro i limiti consentiti dalla macchina. Analogamente, la capacità di avanzamento della macchina deve essere in linea con i parametri impostati per evitare sovraccarichi e garantire la stabilità della lavorazione.
Interazione tra velocità di taglio e velocità di avanzamento: La velocità di taglio e la velocità di avanzamento si influenzano a vicenda ed è necessario trovare l'equilibrio ottimale tra loro durante la lavorazione per garantire qualità, efficienza e durata dell'utensile.
Percorsi non lineari e aggiustamenti operativi: Per percorsi di lavorazione non lineari complessi, potrebbe essere necessario regolare dinamicamente la velocità di avanzamento e la velocità di taglio in base alle variazioni del percorso per garantire un taglio uniforme e una lavorazione stabile. In pratica, i parametri dovrebbero essere regolati costantemente in base al feedback di lavorazione. Se si osserva una rapida usura dell'utensile o una scarsa qualità della superficie, è necessario apportare tempestivamente delle modifiche per ottimizzare i risultati di lavorazione.
Calcolo della velocità di avanzamento e della velocità di taglio
Il calcolo dell'avanzamento e della velocità di taglio è un passaggio fondamentale per determinare i parametri di lavorazione. Questi calcoli si basano in genere sul tipo di materiale, sulle specifiche dell'utensile, sulle condizioni di lavorazione e sul risultato desiderato. Le formule empiriche e i dati forniti dai produttori di utensili sono comunemente utilizzati come strumenti di riferimento. Calcoli corretti garantiscono che i parametri selezionati soddisfino i requisiti di lavorazione, bilanciando al contempo efficienza, qualità e durata dell'utensile. Per lavorazioni complesse, è necessario prestare particolare attenzione ai percorsi non lineari o ai materiali speciali durante i calcoli, per garantire che i risultati finali siano all'altezza delle aspettative.
Conclusione: massimizzare l'efficienza della lavorazione CNC
La chiave per massimizzare l'efficienza nella lavorazione CNC è comprendere e applicare correttamente la velocità di avanzamento e la velocità di taglio. Scegliere la velocità di avanzamento e la velocità di taglio ottimali aumenta la produttività. Prolunga inoltre la durata dell'utensile e garantisce pezzi di alta qualità. È necessario regolare questi parametri con precisione. Considerare i materiali del pezzo e dell'utensile, il tipo di lavorazione e le capacità della macchina. Questa è la base per una lavorazione efficiente ed economica. Pertanto, comprendere l'impatto di questi parametri di lavorazione è fondamentale. Trovare le impostazioni migliori per un'attività attraverso test continui è un modo efficace per migliorare l'efficienza della lavorazione CNC. Cosa dovresti sapere prima di eseguire lavorazioni di produzione CNC spiega come impostare e regolare questi parametri chiave e come selezionare le giuste condizioni di lavorazione per il tuo compito e materiale specifico.
Domande frequenti
Le velocità di avanzamento e di taglio influiscono sulla durata dell'utensile?
Sì, l'avanzamento e la velocità di taglio influiscono significativamente sulla durata dell'utensile. Un taglio troppo veloce può causare surriscaldamento e una rapida usura dell'utensile. Un avanzamento troppo veloce può causare la rottura dell'utensile o un'usura prematura. Selezionare e ottimizzare correttamente questi parametri è fondamentale per prolungare la durata dell'utensile. Garantisce la qualità della lavorazione e migliora la produttività.
La velocità di taglio e la velocità di avanzamento sono uguali?
No, non sono la stessa cosa. La velocità di taglio si riferisce alla velocità superficiale del tagliente dell'utensile, mentre l'avanzamento si riferisce alla velocità con cui l'utensile si muove rispetto al pezzo in lavorazione.
Qual è la velocità di avanzamento nella lavorazione CNC?
La velocità di avanzamento indica la velocità con cui l'utensile si muove rispetto al pezzo in lavorazione ed è solitamente misurata in millimetri al minuto o pollici al minuto.
Cosa succede se la velocità di taglio è troppo elevata?
Una velocità di taglio eccessivamente elevata può causare una rapida usura dell'utensile, generare temperature elevate, compromettere la qualità della lavorazione e persino danneggiare l'utensile o il pezzo in lavorazione.
Cosa influenza maggiormente la velocità di avanzamento e la velocità di taglio?
La durezza del pezzo in lavorazione e la resistenza all'usura dell'utensile sono i fattori principali. Hanno il maggiore impatto sulla velocità di avanzamento e sulla velocità di taglio. I materiali duri richiedono velocità di taglio inferiori e avanzamenti adeguati per ridurre al minimo l'usura dell'utensile. Allo stesso tempo, il metallo duro e altri materiali per utensili ad alte prestazioni consentono velocità di taglio più elevate. Ciò senza influire significativamente sulla durata dell'utensile.
Posso usare la stessa velocità di avanzamento e di taglio per materiali diversi?
In genere no. Materiali diversi hanno durezze e caratteristiche diverse, che richiedono velocità di avanzamento e di taglio diverse per evitare l'usura dell'utensile e problemi di qualità della lavorazione.
Perché ingegneri e macchinisti devono prendere in considerazione la velocità di taglio e la velocità di avanzamento nella lavorazione CNC?
Perché questi due parametri influiscono direttamente sull'efficienza della lavorazione, sulla qualità della superficie, sulla durata dell'utensile e sui costi complessivi di lavorazione.