Hĺbka rezu je kritickým parametrom pri CNC obrábaní, výrazne ovplyvňuje kvalitu, efektivitu a cenu obrábaných dielov. Ako popredný dodávateľ CNC obrábaných dielov som bol svedkom toho, ako táto premenná dokáže vytvoriť alebo zlomiť projekt. V tomto blogu sa ponorím do účinkov hĺbky rezu na CNC obrábané diely a podelím sa o poznatky založené na dlhoročných skúsenostiach v tomto odvetví.
Povrchová úprava
Jeden z najvýraznejších vplyvov hĺbky rezu je na povrchovej úprave obrábaných dielov. Malá hĺbka rezu vo všeobecnosti vedie k hladšiemu povrchu. Keď rezný nástroj odoberá pri každom prechode malé množstvo materiálu, spôsobuje menšie narušenie povrchu obrobku. Je to preto, že nástroj má menší odpor a triesky sa odstraňujú čistejšie, čím sa znižuje pravdepodobnosť otrepov a drsných hrán.
Napríklad vPresné CNC obrábanie mosadze, je možné použiť malú hĺbku rezu na dosiahnutie vysokokvalitnej povrchovej úpravy, ktorá sa často vyžaduje pri dielcoch, ktoré budú viditeľné alebo budú musieť presne ladiť s inými komponentmi. Na druhej strane veľká hĺbka rezu môže viesť k hrubšej povrchovej úprave. Zvýšená sila na rezný nástroj môže spôsobiť vibrácie, ktoré sa prenášajú na obrobok a vytvárajú na povrchu nerovnosti. Tieto vibrácie môžu tiež spôsobiť rýchlejšie opotrebovanie nástroja, čím sa ešte viac zhorší kvalita povrchu.
Životnosť nástroja
Hĺbka rezu má priamy vplyv na životnosť nástroja. Malá hĺbka rezu menej zaťažuje rezný nástroj. S menším množstvom materiálu, ktorý sa odoberie na jeden prechod, nástroj zažíva nižšie rezné sily a teploty. To znižuje mieru opotrebovania nástroja, čo umožňuje jeho dlhšiu životnosť. Napríklad pri obrábaníVysoko presné CNC mosadzné dielyPoužitie vhodnej malej hĺbky rezu môže predĺžiť životnosť drahých rezných nástrojov, čo následne znižuje výrobné náklady.
Naopak, veľká hĺbka rezu zvyšuje rezné sily a teploty pôsobiace na nástroj. Nástroj musí vynaložiť väčšie úsilie, aby odstránil väčší objem materiálu, čo vedie k rýchlejšiemu opotrebovaniu. Vysoké teploty môžu spôsobiť zmäknutie reznej hrany nástroja a stratu jeho ostrosti a zvýšené sily môžu spôsobiť vylamovanie alebo zlomenie. V niektorých prípadoch, ak je hĺbka rezu príliš veľká, môže nástroj predčasne zlyhať, čo má za následok prestoje vo výrobe a dodatočné náklady na výmenu nástroja.
Miera úbytku materiálu
Hĺbka rezu úzko súvisí s rýchlosťou úberu materiálu (MRR). MRR je miera toho, koľko materiálu sa odoberie z obrobku za jednotku času. Väčšia hĺbka rezu vo všeobecnosti vedie k vyššej MRR. Odoberaním väčšieho množstva materiálu pri každom prechode možno skrátiť celkový čas obrábania. To je výhodné pre výrobu vo veľkom meradle, kde je rozhodujúca efektívnosť.
Zvýšenie hĺbky rezu však nie je vždy najlepším spôsobom, ako zlepšiť MRR. Ako už bolo spomenuté, veľká hĺbka rezu môže spôsobiť opotrebovanie nástroja a zlú povrchovú úpravu. Je potrebné dosiahnuť rovnováhu medzi hĺbkou rezu, rýchlosťou posuvu a rýchlosťou rezu, aby sa optimalizovala MRR pri zachovaní prijateľnej životnosti nástroja a kvality povrchu. Napríklad vCNC obrábanie plastových dielovmožno použiť kombináciu strednej hĺbky rezu a vhodnej rýchlosti posuvu na dosiahnutie vysokej MRR bez obetovania kvality dielov.
Rozmerová presnosť
Rozmerová presnosť je ďalším dôležitým aspektom ovplyvneným hĺbkou rezu. Malá hĺbka rezu umožňuje presnejšiu kontrolu nad procesom obrábania. Keďže nástroj súčasne odoberá malé množstvo materiálu, je jednoduchšie vykonať jemné úpravy a zabezpečiť, aby dielec spĺňal požadované rozmery. Toto je obzvlášť dôležité pre diely s úzkymi toleranciami.
Pri použití veľkej hĺbky rezu je ťažšie kontrolovať rozmerovú presnosť. Zvýšené rezné sily môžu spôsobiť vychýlenie obrobku alebo rezného nástroja, čo vedie k rozmerovým chybám. Okrem toho vibrácie spojené s veľkou hĺbkou rezu môžu tiež ovplyvniť presnosť procesu obrábania. Napríklad pri výrobe presných súčiastok môže aj malá odchýlka rozmerov spôsobiť, že diel bude nepoužiteľný.
Zvyškový stres
Hĺbka rezu môže tiež ovplyvniť zvyškové napätie v obrábaných dieloch. Zvyškové napätie je napätie, ktoré zostáva v materiáli po dokončení procesu obrábania. Veľká hĺbka rezu môže spôsobiť vysokú úroveň zvyškového napätia v obrobku. Rýchly odber veľkého množstva materiálu môže spôsobiť nerovnomernú plastickú deformáciu v materiáli, čo vedie k vzniku zvyškového napätia.
Zvyškové napätie môže mať negatívny vplyv na výkon dielov. V priebehu času môže spôsobiť skreslenie, najmä ak je diel vystavený tepelnému spracovaniu alebo mechanickému zaťaženiu. V niektorých prípadoch to môže viesť aj k prasknutiu alebo predčasnému zlyhaniu dielu. Na druhej strane malá hĺbka rezu môže pomôcť minimalizovať vznik zvyškového napätia, čo vedie k stabilnejším a spoľahlivejším dielom.
Náklady – efektívnosť
Z hľadiska nákladov a efektívnosti je rozhodujúca voľba hĺbky rezu. Použitie malej hĺbky rezu môže predĺžiť čas obrábania, ale môže ušetriť náklady z hľadiska životnosti nástroja a povrchovej úpravy. Dlhšia životnosť nástroja znamená menej častú výmenu nástroja a lepšia povrchová úprava môže znížiť potrebu dodatočných operácií po obrábaní.
Na druhej strane veľká hĺbka rezu môže skrátiť čas obrábania, ale môže zvýšiť náklady na nástroje a operácie po obrábaní. Náklady na výmenu opotrebovaných nástrojov a opravu zlej povrchovej úpravy môžu kompenzovať úspory vyplývajúce zo skráteného času obrábania. Preto by sa mala vykonať komplexná analýza nákladov a prínosov, aby sa určila optimálna hĺbka rezu pre každý konkrétny projekt obrábania.
Záver
Na záver, hĺbka rezu má ďalekosiahle účinky na CNC obrábané diely. Ovplyvňuje kvalitu povrchu, životnosť nástroja, rýchlosť úberu materiálu, rozmerovú presnosť, zvyškové napätie a nákladovú efektívnosť procesu obrábania. Ako dodávateľ CNC obrábaných dielov chápeme dôležitosť starostlivého výberu hĺbky rezu pre každý projekt. Zohľadnením vlastností materiálu, požiadaviek na diely a výrobných cieľov môžeme optimalizovať proces obrábania, aby sme efektívne vyrábali vysokokvalitné diely.
Ak máte záujem o CNC obrábané diely a chcete diskutovať o tom, ako možno optimalizovať hĺbku rezu a ďalšie parametre obrábania pre vaše špecifické potreby, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali. Náš tím odborníkov je pripravený pomôcť vám dosiahnuť tie najlepšie výsledky pre vaše projekty.
Referencie
- Boothroyd, G. a Knight, WA (2006). Základy obrábania a obrábacích strojov. CRC lis.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). Výrobné inžinierstvo a technológia. Pearson Prentice Hall.
- Trent, EM a Wright, PK (2000). Rezanie kovov. Butterworth - Heinemann.