Sự khác biệt giữa tốc độ tiến dao và tốc độ cắt trong gia công CNC
Khi gia công CNC, các thành phần được định hình bằng cách cắt vật liệu bề mặt của chúng. Phương pháp này tạo ra một số tải trọng lên các công cụ cắt, do đó việc thiết lập các thông số gia công phù hợp cho chúng là rất quan trọng. Nó ảnh hưởng đến chất lượng tổng thể, tuổi thọ của công cụ, năng suất và nhiều yếu tố khác.
Tốc độ tiến dao và tốc độ cắt là những thông số bạn nên cân nhắc điều chỉnh ngay từ đầu. Trong bài đăng này, chúng ta hãy tìm hiểu thêm về tốc độ cắt và trục chính, tốc độ tiến dao, xem xét các yếu tố bổ sung và tìm hiểu cách tính toán cài đặt.
1. Tốc độ tiến dao trong gia công CNC là gì?
Đây là đơn vị khoảng cách mà dụng cụ di chuyển trong một vòng quay của trục chính. Hoặc, đó là khoảng cách mà dao cắt di chuyển trong một vòng quay của phôi nếu bạn lấy máy tiện làm ví dụ.
Tốc độ mà dao cắt di chuyển trên phôi được đo bằng inch trên một vòng quay (inch/rev) hoặc milimét trên một vòng quay (mm/rev). Một số người có thể thích tính bằng inch trên một phút (ipm) và thậm chí là milimét (mpm).
Khi tính toán tốc độ ăn dao, thợ máy có thể xem xét số lượng rãnh mà máy cắt có và tính toán độ mài dựa trên tốc độ ăn dao trên mỗi răng. Rãnh là các cạnh sắc giúp loại bỏ vật liệu của phôi.
Người vận hành hoặc lập trình viên điều chỉnh tốc độ cùng với các thông số tốc độ tiến dao vì chúng có liên quan chặt chẽ với nhau. Thông số sau là yếu tố thiết yếu cho vẻ ngoài thẩm mỹ cuối cùng ngay từ đầu.
2. Các yếu tố cần xem xét khi thiết lập tốc độ tiến dao cho máy CNC
Sau đây là những khía cạnh quan trọng cần chú ý khi điều chỉnh tốc độ tiến dao cho các hoạt động gia công mới:
- Chiều rộng cắt: Bất kỳ chiều rộng cắt nào nhỏ hơn một nửa đường kính của dụng cụ đều dẫn đến phoi mỏng. Đây là lỗi sản xuất khi tải phoi hoặc lượng vật liệu cắt trong một vòng quay bị giảm. Điều này ngay lập tức dẫn đến thời gian gia công lâu hơn. Tăng tốc độ nạp liệu giúp giảm bớt tác động của phoi mỏng.
- Loại dụng cụ: Máy cắt có thể có tốc độ nạp liệu tối ưu mà chúng có thể hoạt động hoặc giới hạn tốc độ nạp liệu. Tùy thuộc vào loại dụng cụ, vật liệu, lớp phủ và nhiều thứ khác.
- Hoàn thiện bề mặt: Độ nhám bề mặt tăng lên khi tốc độ tiến dao tăng. Khi một kỹ sư cần bề mặt mịn nhất, họ chọn tốc độ thấp nhưng tốc độ cao.
- Công suất trục chính của máy: Công suất có sẵn cũng rất quan trọng vì một số máy móc và dụng cụ có thể không tạo đủ áp lực để đẩy lưỡi cắt xuyên qua vật liệu.
- Độ bền của phôi: Rất đơn giản — vật liệu càng bền thì tốc độ nạp liệu càng cao mà không làm bề mặt phôi bị sứt mẻ, nứt, v.v.
- Số ren trên một inch (TPI): Đó là số lượng ren trên một inch dọc theo chiều dài của ốc vít/dụng cụ ren. Thông số này rất quan trọng khi bạn tạo một lỗ để lắp vít.
Hãy xem TPI trông như thế nào trong hình ảnh bên dưới.
3. Tốc độ cắt trong gia công CNC là gì?
Tốc độ cắt là vận tốc giữa bề mặt và dụng cụ cắt. Tốc độ bề mặt cũng có thể được định nghĩa là tốc độ phôi di chuyển qua lưỡi cắt của dụng cụ. Nó phụ thuộc vào đường kính của dụng cụ và số vòng quay mỗi phút (RPM).
Người thợ máy đo tốc độ cắt bằng mét trên phút (m/phút), milimét trên phút (mm/phút) hoặc feet trên phút (ft/phút).
Tốc độ cắt là thiết lập quan trọng vì nó ảnh hưởng đến nhiệt độ cắt, mức tiêu thụ điện, độ chính xác khi hoàn thiện, tuổi thọ của dụng cụ và nhiều yếu tố khác.
4. Các yếu tố cần xem xét để tăng tốc độ cắt trong gia công CNC
Thật dễ dàng để dự đoán tốc độ cắt tối ưu cho các quy trình gia công. Tuy nhiên, trước khi tiến hành tính toán thêm, bạn nên cân nhắc các yếu tố sau, đặc biệt là khi kết hợp các kỹ thuật như cắt laser :
- Loại dụng cụ cắt: Có nhiều loại dao cắt khác nhau, mỗi loại có thể chịu được mức ứng suất khác nhau. Ngay cả khi hai dao cắt được làm từ cùng một vật liệu, chúng có thể ngắn hơn, dài hơn hoặc có hình dạng và kiểu dáng khác nhau, góp phần vào khả năng chịu được tốc độ cao trong thời gian dài.
- Vật liệu dụng cụ cắt: Dao cắt có thể được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau. Về ưu và nhược điểm của vật liệu, chúng có thể chịu được các tốc độ khác nhau. Nếu vật liệu cắt có độ bền thấp hơn, tốc độ cao sẽ làm mòn nhanh.
- Tuổi thọ của dụng cụ: Biến này cũng cần được chú ý. Nếu bạn sử dụng dụng cụ hơi mòn, đừng cố đẩy chúng đến giới hạn, nếu không chúng có thể nhanh chóng hỏng. Ngược lại, nếu bạn muốn dụng cụ sử dụng được lâu dài, tốc độ cao có thể là lựa chọn tốt.
- Độ bền của phôi: Một lần nữa, vật liệu phôi bền chịu được ứng suất vật lý và nhiệt độ cao tốt hơn. Điều này có nghĩa là tốc độ cao hơn có thể thực hiện được đối với các phôi như vậy.
- Độ cứng của phôi: Bên cạnh độ bền hoặc sức mạnh, còn có khía cạnh như vậy và độ cứng của phôi. Thông số này càng cao thì càng khó cắt xuyên qua vật liệu. Điều này khiến cần phải sử dụng tốc độ cắt thấp hơn để giảm sự mài mòn nhanh của dụng cụ.
Bạn có thể thấy một số tốc độ cắt tối ưu dựa trên vật liệu dụng cụ.
5. Sự khác biệt giữa tốc độ tiến dao và tốc độ cắt là gì?
Chúng ta hãy tóm tắt thông tin về tốc độ cắt và tốc độ tiến dao và so sánh chúng dựa trên một số tiêu chí:
- Nhiệt độ cắt và tuổi thọ dụng cụ: Nhiệt độ cắt cao hơn làm ảnh hưởng đến các thông số như tuổi thọ dụng cụ và chất lượng hoàn thiện bề mặt. Đồng thời, tốc độ chạy dao có mức độ ảnh hưởng đến nhiệt độ cắt thấp hơn một chút.
- Độ nhám bề mặt: Tốc độ nạp cao hơn gây ra vết xước trên bề mặt của phôi. Nguyên nhân là do độ nhám bề mặt có thể không khớp với tốc độ nạp đã chọn. Tốc độ trục chính không ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng của vết sò điệp.
- Generatrix và diretrix: Đầu tiên là điểm tạo ra hình dạng mới khi di chuyển dọc theo một bộ phận. Đường đi mà generatrix di chuyển được gọi là directrix. Hai tham số này là cơ sở hình học của gia công. Tốc độ cung cấp generatrix, trong khi feed cung cấp directrix.
- Đơn vị đo lường: Tốc độ được đo bằng mét hoặc feet mỗi phút. Lượng thức ăn được đo bằng mét, inch hoặc milimét mỗi vòng quay.
- Tiêu thụ điện năng: Tốc độ cắt là yếu tố ảnh hưởng đến lực và mức tiêu thụ điện năng ngay từ đầu. Tốc độ tiến dao đóng góp ở mức độ thấp hơn.
Bạn có thể thấy cách một số cài đặt máy được áp dụng trong gia công ở hình ảnh bên dưới.
6. Làm thế nào để xác định tốc độ cắt và tốc độ tiến dao?
Tốc độ cắt và tốc độ chạy dao tối ưu được xác định thông qua tính toán cho mọi quy trình cắt mới. Hãy xem hình ảnh bên dưới để biết một số công thức cơ bản.
Như bạn có thể thấy, một số thông số, chẳng hạn như số lượng rãnh hoặc đường kính dụng cụ, phụ thuộc nhiều vào dụng cụ đang sử dụng. Các thông số khác, chẳng hạn như tốc độ ăn dao trên một răng hoặc tốc độ cắt, bạn nên tự xác định. Nêu bật các yếu tố được đề cập ở trên cho mục đích này.
Bắt đầu bằng cách tìm ra tốc độ cắt và tốc độ ăn dao tối ưu cho mỗi răng, sau đó tiến hành với các công thức khác. Hãy nhớ rằng, đối với hầu hết các điều kiện gia công, không có giải pháp chung nào. Có thể phải thử nhiều lần để tìm ra các thông số gia công tối ưu.
7. Tóm tắt
Giá trị trong việc tìm ra sự khác biệt giữa tốc độ tiến dao và tốc độ cắt khá là lý thuyết. Cả hai thiết lập hoặc thông số đều phải được điều chỉnh cho mọi quy trình gia công. Tốc độ ảnh hưởng đến tốc độ quay của dao cắt, trong khi tốc độ nạp liệu ảnh hưởng đến lượng vật liệu bị cắt trong mỗi vòng quay.
Điều quan trọng cần biết là cách tính toán các thông số này. Bắt đầu bằng cách kiểm tra các thông số của dụng cụ, sau đó chú ý đến các khía cạnh gia công như độ cứng của vật liệu, độ bền của phôi,.... Sau nhiều lần thử, bạn sẽ tìm được tốc độ cắt và tốc độ chạy dao phù hợp có thể làm mòn dao cắt của bạn.