Lastuamisnopeus

Lastuamisnopeus määrittelee, kuinka nopeasti työkalun leikkuusärmä etenee materiaalin pinnalla työstön aikana. Lastuamisnopeuden yksikkö on metriä minuutissa (m/min), ja se kertoo, kuinka monta metriä työkalun leikkuusärmä kulkee työstettävän materiaalin pinnalla yhden minuutin aikana. Tämä nopeus vaikuttaa suoraan työstöprosessin tehokkuuteen, lopputuotteen laatuun sekä työkalun kestoikään.

Lastuamisnopeuden merkitys koneistuksessa

Lastuamisnopeus on yksi keskeisimmistä työstöarvoista koneistuksessa. Sen optimointi on tärkeää, koska se määrittää, miten nopeasti materiaalia poistetaan työkappaleesta. Liian suuri lastuamisnopeus voi johtaa työkalun ylikuumenemiseen ja nopeampaan kulumiseen, mikä taas voi heikentää saavutettavaa pinnanlaatua. Toisaalta liian pieni lastuamisnopeus voi alentaa prosessin tehokkuutta ja pidentää valmistusaikaa.

Tekijät, jotka vaikuttavat lastuamisnopeuteen

Työstettävä materiaali: Eri materiaalit vaativat erilaisia lastuamisnopeuksia. Esimerkiksi pehmeämmät materiaalit, kuten alumiini, voivat kestää suurempia nopeuksia, kun taas kovemmat materiaalit, kuten teräs tai titaani, vaativat pienempiä nopeuksia ylikuumenemisen välttämiseksi.

• Työkalun materiaali ja geometria: Työkalun materiaali on yksi merkittävimmistä tekijöistä, joka vaikuttaa lastuamisnopeuteen. Työkalut voidaan valmistaa esimerkiksi kovametallista, pikateräksestä (HSS), HSCo:sta, CBN:stä, PCD:stä tai Cermetistä. Kovametallityökalut kestävät suurempia nopeuksia verrattuna pikateräksestä valmistettuihin työkaluihin. HSCo-työkalut ovat myös erittäin suosittuja niiden kovuuden ja kulutuskestävyyden takia, ja ne kestävät huomattavasti korkeampia lämpötiloja kuin tavallinen HSS. CBN- ja PCD-työkalut soveltuvat erittäin kovien ja kuluttavien materiaalien koneistukseen ja mahdollistavat myös korkeammat lastuamisnopeudet. Cermet-työkalut, jotka yhdistävät keraamin ja metallin ominaisuuksia, ovat erittäin kestäviä ja tarkkoja.
• Pinnoitteet: Työkalun pinnoite vaikuttaa merkittävästi lastuamisnopeuteen. Yleisimmät pinnoitteet ovat CVD (Chemical Vapor Deposition) ja PVD (Physical Vapor Deposition). CVD-pinnoitteet, kuten titaaninitridi (TiN), titaani-alumiini-nitridi (TiAlN) ja titaani-karbidi-nitridi (TiCN), tarjoavat hyvän tarttuvuuden ja kulutuskestävyyden, mikä mahdollistaa suuremmat lastuamisnopeudet. PVD-pinnoitteet parantavat työkalun kovuutta ja lämpötilankestävyyttä, mikä taas mahdollistaa nopeamman työstön kovemmilla materiaaleilla.
• Työstökoneen ominaisuudet: Koneen jäykkyys, teho ja nopeuskapasiteetti vaikuttavat myös lastuamisnopeuden valintaan. Jäykemmät ja tehokkaammat koneet mahdollistavat suuremmat lastuamisnopeudet ilman, että koneen suorituskyky kärsii.
• Työstöprosessin jäähdytys ja voitelu: Lastuamisnesteet (jäähdytys- ja voiteluaineet) vaikuttavat merkittävästi lastuamisnopeuteen. Hyvä jäähdytys auttaa pitämään työkalun lämpötilan alhaisena ja pidentää sen käyttöikää, mikä mahdollistaa suurempien lastuamisnopeuksien käytön.

Lastuamisnopeuden optimointi

Lastuamisnopeuden optimointi perustuu usein kokeiluihin ja työkalujen valmistajien suosituksiin. Työkaluvalmistajat tarjoavat yleensä suosituksia ja laskureita, jotka auttavat löytämään oikeat työstöarvot eri materiaaleille ja olosuhteille. On myös suositeltavaa ottaa huomioon työstökoneen ominaisuudet ja tarkastella prosessin kokonaisuutta varmistamiseksi, että valitut arvot ovat optimaalisia.

Lastuamisnopeuden optimointi ei ainoastaan paranna pinnanlaatua ja prosessin tehokkuutta, vaan se myös säästää kustannuksia vähentämällä työkalun kulumista ja pidentämällä sen käyttöikää. Tämä merkitsee vähäisempiä työkalu- ja seisokkikustannuksia, mikä on erityisen tärkeää sarjatuotannossa ja pitkäkestoisissa projekteissa.

Yhteenveto

Lastuamisnopeus on olennainen tekijä koneistuksen laadun ja tehokkuuden kannalta. Se vaikuttaa suoraan pinnanlaatuun, työkalun kestävyyteen ja prosessin nopeuteen. Optimaalinen lastuamisnopeus voidaan saavuttaa huomioimalla työstettävän materiaalin ominaisuudet, työkalun materiaalin ja geometriset tekijät sekä työkalun pinnoitteet, kuten CVD ja PVD. Työstökoneen ominaisuudet sekä hyvä jäähdytys ja voitelu ovat myös oleellisia tekijöitä suurempien lastuamisnopeuksien mahdollistamisessa. Hyödyntämällä työkaluvalmistajien tarjoamia suosituksia ja laskureita voidaan varmistaa, että valitut työstöarvot ovat mahdollisimman tehokkaita ja kustannustehokkaita.