L'usinage NC façonne les matériaux en formes souhaitées. Il supprime certains composants du matériau pour produire le produit final. Les facteurs clés de ce processus comprennent la vitesse de coupe, le taux d'alimentation et la profondeur de coupe. Tous les facteurs ont une efficacité significative pour déterminer les performances du processus d'usinage. Dans cet article, nous examinerons ces éléments en détail. Nous expliquerons leur signification, montrerons comment les calculer et discuterons de leur importance dans l'usinage CNC. À la fin de cet article, vous saurez comment affiner ces paramètres pour améliorer les résultats de vos opérations d'usinage.
Qu'est-ce que la vitesse de coupe?
La vitesse de coupe fait référence à la vitesse à laquelle l'outil de coupe se déplace dans le matériau. Il est signalé en mètres par minute ou des pieds par minute. Cette vitesse détermine la vitesse à laquelle la machine peut non coupée des matériaux de la pièce.
Lors de la sélection d'une vitesse de coupe, pensez aux aspects suivants:
Le type de matériau.
La dureté du matériau.
Le type d'outil de coupe que vous avez l'intention d'utiliser.
Une vitesse de coupe plus élevée peut accélérer la production, mais elle peut entraîner une usure des outils plus rapidement. D'un autre côté, une vitesse élevée peut réduire l'usure des outils, mais cela augmentera le temps de production.
Comment calculer la vitesse de coupe
Pour trouver la vitesse de coupe, utilisez cette formule:
t= π X D X s/1000
Où:
V=vitesse de coupe (m / min)
D=diamètre de l'outil ou de la pièce (mm)
S=Speed Speed (RPM)
Cette formule permet de déterminer à quelle vitesse l'outil doit se déplacer pour obtenir des résultats optimaux.
Quelle est la vitesse d'alimentation?
Le débit d'alimentation décrit jusqu'où l'outil de coupe se déplace à chaque rotation complète. Cette mesure est importante car elle détermine à la fois l'intégrité de la surface du matériau ainsi que la durée de vie de l'outil du coupeur utilisé. En règle générale, nous exprimons le taux d'alimentation en pouces par minute (IPM) ou des millimètres par minute (mm / min).
Facteurs affectant le taux d'alimentation
Plusieurs facteurs influencent le taux d'alimentation:
Type et taille de l'outil de coupe.
Finition de surface souhaitée.
Puissance à la broche.
Rigidité de la disposition du centre de travail.
Matériau en cours de coupe.
Calcul de la vitesse d'alimentation
La fréquence d'alimentation peut être calculée à l'aide de cette formule:
F= f × n
Où:
F=Débit de flux (IPM ou MM / Min)
F=Charge de puce par dent (pouces ou mm)
n=Nombre de dents sur le coupeur
Ce calcul permet de vous assurer que vous définissez une fréquence alimentaire appropriée pour votre tâche d'usinage spécifique.
Quelle est la profondeur de la coupe?
La profondeur de coupe se réfère à la profondeur du matériau que l'outil de coupe pénètre à chaque passe. Il est indiqué en millimètres (mm) ou en pouces. La profondeur de la coupe affecte la quantité de matériau enlevée et influence à la fois le temps d'usinage et la qualité de surface.
Facteurs influençant la profondeur de coupe
Lors de la détermination de la profondeur de la coupe, considérez:
Type d'opération d'usinage.
La ténacité et la fragilité du matériau utilisé.
Capacités d'outil.
Finition de surface requise.
Selon ces facteurs, la profondeur peut différer considérablement. Si la profondeur est augmentée, le taux de production peut également être augmenté, mais les outils utilisés se dissiperont plus rapidement.
Profondeur de calcul de coupe
La profondeur de la coupe peut être calculée avec cette formule simple:
t= D-d/2
Où:
t=profondeur de coupe (mm)
D=Diamètre initial avant la coupe (mm)
D=Diamètre final après la coupe (mm)
Cette formule aide à déterminer la quantité de matériau enlevée à chaque passe.
Tableau de résumé: vitesse, alimentation et profondeur
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Paramètre |
Définition |
Unités de mesure |
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Vitesse de coupe |
La vitesse à laquelle l'outil coupe le matériau |
m / min ou ft / min |
|
Taux d'alimentation |
L'outil de distance se déplace pendant une rotation |
IPM ou mm / min |
|
Profondeur de coupe |
Épaisseur retirée par l'outil en une seule passe |
mm ou pouces |
Types de machines CNC en fonction de la vitesse de coupe, du taux d'alimentation et de la profondeur de coupe
Les machines CNC sont classées en fonction de la vitesse de coupe, du taux d'alimentation et de la profondeur de coupe. Chaque machine est conçue pour effectuer certaines tâches.
Usinage à grande vitesse (HSM)
Les machines à parcourir rapidement ont réduit les matériaux à un taux élevé. Ils prennent moins de temps et sont les plus bénéfiques pour une utilisation avec des tissus plus doux. Les centres d'usinage vertical et les centres d'usinage d'axe 5- sont fréquemment utilisés. Quelle que soit la vitesse, les informations fournies par eux restent exactes.
Usinage à basse vitesse
Des machines à basse vitesse sont utilisées là où la ténacité des matériaux est nécessaire et où un degré élevé de précision est souhaité. C'est parce qu'ils vous fournissent plus de contrôle et aident également les outils pour avoir une durée de vie plus longue. Les machines d'agitation horizontales et les centres d'usinage de portique sont très bons pour l'usinage des matériaux durs.
Usinage à moyenne vitesse
Les machines à vitesse moyenne sont une combinaison de vitesse et de précision. Ils peuvent fonctionner avec différents types de matériaux. Les machines de gravure et de fraisage ainsi que les centres d'usinage horizontal conviennent au travail qui nécessite une vitesse de coupe modérée.
Machines à taux d'alimentation élevé
Les machines à taux élevé sont les meilleures pour les travaux difficiles. Ils s'intéressent à l'élimination rapide des documents. Les centres d'usinage de portique et les machines de forage CNC sont idéaux dans le sens où ils peuvent éliminer un grand volume de matériaux en peu de temps.
Machines à faible taux d'alimentation
Les machines à faible taux d'alimentation sont utilisées pour des travaux détaillés et des finitions lisses. C'est pour la garniture finale où la coupe précise est nécessaire. Un autre type d'usinage se fait par les centres d'usinage vertical et les centres d'usinage d'axe 5- qui font des formes compliquées avec des surfaces lisses.
Machines à fréquence d'alimentation variables
Ces machines peuvent modifier la vitesse à laquelle elles alimentent les matériaux en fonction du travail. Cela les rend utiles pour de nombreuses tâches. Les centres d'usinage horizontal et les machines de gravure et de fraisage réglaient les vitesses pour obtenir les meilleurs résultats.
Profondeur peu profonde des machines coupées
Les machines à coupe peu profonde sont idéales pour terminer les travaux. Ils améliorent la qualité de la surface et réduisent le stress sur les outils. Les centres d'usinage vertical et les centres d'usinage d'axe 5- sont bons pour les coupes peu profondes qui rendent les produits plus beaux.
Profondeur modérée des machines coupées
Les machines à découper modérées équilibrent la coupe et l'usure des outils. Les machines d'alésage horizontales et les centres d'usinage de portique sont efficaces et les outils d'aide durent plus longtemps.
Profondeur profonde des machines coupées
Des machines à coupe profonde sont utilisées pour des travaux lourds. Ils retirent beaucoup de matériel à la fois. Les machines de forage CNC et les centres d'usinage horizontal gèrent bien les coupes profondes, même dans des conditions difficiles.
Tableau de résumé: Types basés sur les paramètres
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Taper |
Vitesse de coupe |
Taux d'alimentation |
Profondeur de coupe |
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Usinage à grande vitesse |
Haut |
Variable |
Peu profond |
|
Usinage à basse vitesse |
Faible |
Faible |
Modéré |
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Usinage à moyenne vitesse |
Moyen |
Moyen |
Modéré |
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Taux d'alimentation élevé |
Variable |
Haut |
Modéré |
|
Faible taux d'alimentation |
Variable |
Faible |
Peu profond |
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Profondeur profonde de coupe |
Variable |
Variable |
Profond |
Applications clés
Industrie automobile
La fabrication de voitures nécessite des vitesses de coupe élevées pour les matériaux mous comme l'aluminium. Cela aide à accélérer les pièces plus rapidement. Les taux d'alimentation doivent être ajustés pour les finitions plus lisses. Les coupes profondes sont plus rapides et enlèvent plus de matériaux que les coupes peu profondes qui fournissent des finitions.
Fabrication aérospatiale
En grande partie, les pièces d'avion sont faites de matériaux durs, y compris le titane. Les faibles vitesses de coupe protègent les outils. Les taux d'alimentation aident à garder les pièces précises et lisses. Les coupes peu profondes sont essentielles lorsque la taille est une contrainte qui ne peut pas être dépassée.
Dispositifs médicaux
Les outils médicaux ont besoin de vitesses de coupe qui réduisent la chaleur pour protéger les matériaux sensibles. Les taux d'alimentation doivent être affinés pour des conceptions détaillées. Il faut contrôler la profondeur pour produire des pièces précises.
Secteur de l'énergie
L'industrie de l'énergie utilise une grande vitesse pour réduire le temps. Les taux d'alimentation doivent correspondre à la dureté du matériau pour bien fonctionner. Les paramètres peuvent passer d'une tâche à une autre dans une offre pour assurer les meilleurs résultats sans nécessairement avoir à casser les outils.
Outil et création
Cette industrie utilise des vitesses de coupe pour faire durer des outils plus longtemps. Les taux d'alimentation changent pour l'élimination rapide des matériaux ou les travaux détaillés. Les profondeurs déterminent la quantité de matériau qui doit être supprimée en un seul coup.
Fabrication d'électronique
L'électronique nécessite une grande vitesse pour couper et former des matières plastiques qui sont à l'état doux. Les taux d'alimentation soigneux protègent les pièces fragiles. De telles incisions n'endommagent pas les petits éléments.
Équipement de construction
La fabrication de l'équipement de construction nécessite des vitesses qui correspondent à la résistance du matériau. Les taux d'alimentation élevés éliminent rapidement le matériau supplémentaire. Il faut du temps pour définir la profondeur pour répondre à la qualité nécessaire.
Questions courantes sur la vitesse, l'alimentation et la profondeur de coupe
Quelle est la relation entre la vitesse de coupe et la vitesse d'alimentation?
La vitesse de coupe et le taux d'alimentation fonctionnent ensemble dans l'usinage CNC. La vitesse de coupe est la vitesse à laquelle l'outil traverse le matériau. La fréquence d'alimentation est à quelle distance l'outil se déplace à chaque tour.
Travailler ensemble:Les vitesses de coupe plus rapides rendent les choses plus rapides, mais peuvent avoir besoin d'un taux d'alimentation plus lent pour assurer la sécurité de l'outil. Des vitesses plus lentes vous permettent d'utiliser un taux d'alimentation plus élevé, ce qui élimine plus de matériau.
Trouver le bon mélange:Vous devez équilibrer ces deux-là. Si la fréquence d'alimentation est trop élevée et que la vitesse de coupe est trop faible, la surface peut sembler mauvaise et l'outil peut s'user plus rapidement.
Comment choisir la bonne profondeur de coupe?
La profondeur de la coupe dépend de:
Matériel:Les matériaux plus doux peuvent gérer des coupes plus profondes. Les matériaux plus durs ont besoin de coupes moins profondes pour protéger l'outil.
Directives d'outils:Vérifiez les instructions de l'outil. Chaque outil a une limite à la profondeur de sa coupe.
Type de travail:Le bravo élimine beaucoup de matériaux avec des coupes profondes. La finition fait des surfaces lisses avec des coupes peu profondes.
Que se passe-t-il si je définis la vitesse de coupe trop élevée?
Régler la vitesse de coupe trop élevée peut causer des problèmes:
Dégâts de l'outil:La grande vitesse crée de la chaleur et de la friction, ce qui fait que l'outil s'use rapidement.
Surfaces rugueuses:Les vitesses trop élevées peuvent laisser la surface inégale.
Problèmes matériels:Trop de chaleur peut affaiblir ou changer la forme du matériau.
Comment le type de matériau affecte-t-il la vitesse, l'alimentation et la profondeur de coupe?
Le type de matériau modifie la façon dont vous définissez la vitesse, l'alimentation et la profondeur de coupe:
Matériaux mous:Les matériaux comme l'aluminium sont faciles à couper. Vous pouvez utiliser des vitesses plus rapides et effectuer des coupes plus profondes.
Matériaux durs:Les matériaux comme l'acier inoxydable sont plus difficiles à couper. Vous devez aller plus lentement et faire des coupes peu profondes pour protéger les outils.
Matériaux fragiles:Des matériaux comme le verre ou la céramique peuvent se casser ou coliser. Vous devez être très prudent avec les paramètres.
Qu'est-ce que la charge des puces et pourquoi est-ce important?
La charge des puces est l'épaisseur du matériau qui est coupée à chaque rotation de l'outil. Pour le trouver, divisez la vitesse d'alimentation par le nombre de bords de coupe sur l'outil.
Pourquoi c'est important:La bonne charge de puce aide à bien fonctionner l'outil sans se casser. Si la charge de puce est trop élevée, l'outil peut se casser. S'il est trop bas, la surface peut sembler mauvaise.
Puis-je utiliser les mêmes paramètres pour différentes machines?
Non, chaque machine est différente, vous devez donc ajuster les paramètres. Les machines ont une puissance, une résistance et une vitesse différentes, ce qui affecte la façon dont ils coupent.
Capacité de machine:Regardez le manuel de votre machine pour voir les paramètres recommandés.
Tests nécessaires:Lorsque vous utilisez une nouvelle machine ou un nouvel outil, faites d'abord un test. Cela vous aide à trouver les meilleurs paramètres.
Comment le liquide de refroidissement affecte-t-il les paramètres d'usinage?
Le liquide de refroidissement joue un rôle crucial dans l'usinage:
Réduction de la chaleur:Le liquide de refroidissement aide à dissiper la chaleur générée lors de la coupe, permettant des vitesses plus élevées sans outils ni pièces de travail endommageant.
Amélioration de la finition de surface:Il aide à obtenir de meilleures finitions de surface en réduisant les frottements entre l'outil et la pièce.
Extension de vie de l'outil:L'utilisation régulière du liquide de refroidissement peut prolonger considérablement la durée de vie de l'outil en minimisant l'usure.
Quel est l'impact de la vitesse de la broche sur l'usinage?
La vitesse de la broche affecte directement la vitesse de coupe et la vitesse d'alimentation:
Vitesses plus élevées:Augmentez l'efficacité de coupe mais peut entraîner une surchauffe et une usure d'outils si elle n'est pas gérée correctement.
Vitesses inférieures:Peut prolonger la durée de vie de l'outil mais peut ralentir les taux de production et augmenter le temps d'usinage.
L'ajustement de la vitesse de la broche en fonction du type de matériau et des résultats souhaités est essentiel pour des performances optimales.
Quelles sont les erreurs courantes lors du réglage de la vitesse et de l'alimentation?
Les erreurs courantes comprennent:
Ignorer les propriétés des matériaux:Ne pas considérer la dureté ou le type de matériau peut entraîner des paramètres inappropriés.
Surplombant les spécifications de l'outil:L'utilisation de paramètres autres que ceux d'un outil est évalué peut provoquer une usure ou une défaillance prématurée.
Ne pas tester les paramètres:Le fait de ne pas effectuer de coupures de test peut entraîner des pièces de mauvaise qualité ou des matériaux gaspillés.