Työstöarvot

Mitä ovat työstöarvot?

Oikeiden työstöarvojen valinta koneistuksessa on keskeisessä asemassa tehokkuuden ja laadun varmistamiseksi. Työstöarvoihin kuuluvat lastuamisnopeus, syöttö ja lastun paksuus, jotka vaikuttavat suoraan työstettävän kappaleen pinnanlaatuun, työkalun kestoikään ja työstöaikaan. Työstettävän materiaalin lujuus ja sitkeys ovat merkittäviä tekijöitä, jotka vaikuttavat oikeisiin työstöarvoihin - kovemmat materiaalit vaativat hitaampaa leikkuunopeutta. Työstökoneen ominaisuudet rajoittavat usein oikeiden työstöarvojen valintaa; suuret syötöt ja lastunpaksuudet vaativat tukevan koneen ja tehokkaan karan, kun taas suuret leikkuunopeudet vaativat korkeita pyörimisnopeuksia. Työkalun tyyppi, geometria ja materiaali sekä lastuamisnesteen käyttö vaikuttavat myös optimaalisten työstöarvojen määritykseen. Näiden tekijöiden huomioon ottaminen varmistaa tuottavuuden ja parhaan mahdollisen tuloksen.

Keskeiset termit työstöarvoissa

• Karanopeus (n): Karanopeus ilmaisee kuinka monta kierrosta pyörivä työkalu tai sorvattava kappale tekee minuutin aikana. Oikea karanopeus riippuu työstettävästä materiaalista, työkalun koosta ja lastuamisnopeudesta. Liian korkea karanopeus voi johtaa työkalun nopeampaan kulumiseen ja huonoon työstöjälkeen, kun taas liian matala nopeus voi alentaa tehokkuutta ja aiheuttaa työkaluun irtosärmää.
• Lastuamisnopeus (vc): Määrittelee, kuinka nopeasti työkalun leikkuusärmä etenee materiaalin pinnalla työstön aikana. Lastuamisnopeuden yksikkö on metriä minuutissa (m/min) ja se vaikuttaa työstöprosessin tehokkuuteen, lopputuotteen laatuun ja työkalun kestoikään.
• Syöttö (fn): Matka, jonka työkalu liikkuu suhteessa työstökoneen pöytään yhden kierroksen aikana.
• Pöytäsyöttö (vf): Matka, jonka työkalu liikkuu suhteessa työstökoneen pöytään yhden minuutin aikana. Pöytäsyöttö vaikuttaa suoraan työstön tehokkuuteen ja laatuun. Suurempi pöytäsyöttö nopeuttaa työstöaikaa, mutta liian suuri syöttönopeus voi huonontaa työkalun käyttöikää ja työstöpinnan laatua.
• Hammaskohtainen syöttö (fz): Erittäin tärkeä jyrsinnässä; se kuvaa työkalun leikkuusärmän liikkuvan etäisyyden yhden kierroksen aikana. Optimaalinen hammaskohtainen syöttö riippuu työstettävästä materiaalista, työkalun tyypistä ja materiaalista sekä lastuamisleveyden suuruudesta.
• Lastuvirta (Q): Kuvaa kuinka paljon materiaalia poistetaan työkappaleesta tietyssä ajassa. Suurempi lastuvirta merkitsee tehokkaampaa aineenpoistoa. Lastuvirran optimointi voi parantaa merkittävästi työstöprosessin taloudellisuutta ja laatua.
• Keskilastunpaksuus (hm): Tämän avulla voidaan määrittää todellinen lastun paksuus sivujyrsinnässä. Keskilastunpaksuuden optimointi auttaa saavuttamaan tehokkaan ja taloudellisen koneistuksen, parantaen pinnanlaatua ja työkalun kestoikää.

Työstöarvoissa yleisimmin käytetyt suureet

• D_c = Pyörimishalkaisija, mm
• a_p = Lastunpaksuus, mm
• a_e = Lastun sivusiirto, mm
• v_c = Lastuamisnopeus, m/min
• n = Karanopeus, 1/min
• z_c = Hampaiden lukumäärä, kpl
• f_n = Syöttö, mm/r
• f_z = Hammaskohtainen syöttö, mm
• v_f = Pöytäsyöttö, mm/min
• R_ɛ = Nirkonsäde, mm
• h_m = Keskilastunpaksuus, mm
• Q = Lastuvirta, cm³/min
• R_a = Pinnankarheuden keskipoikkeama, µm

Työstöarvoihin vaikuttavat tekijät

Oikeisiin työstöarvoihin vaikuttavat hyvin erilaiset työstettävät materiaalit kuten teräkset, valuraudat, alumiini ja komposiitit. Työstökoneiden ominaisuudet, lastuamisnesteiden käyttö, erilaiset työkalukartiot (SK, BT, HSK, Capto), työkalun geometria, työkalun materiaali (kuten kovametalli, pikateräs, HSCo, CBN, PCD, Cermet) sekä työkalun kovametallilaatu ja pinnoite (CVD, PVD, TiN, TiAlN, TiCN) ovat myös tärkeitä tekijöitä työstöarvoja määritettäessä.

Yhteenveto

Oikeiden työstöarvojen valinta on keskeisessä asemassa tehokkaan ja laadukkaan koneistuksen saavuttamiseksi. Erilaiset työstettävät materiaalit, työstökoneiden ominaisuudet, työkalun tyyppi, geometria ja materiaali sekä lastuamisnesteen käyttö vaikuttavat kaikki optimaalisien työstöarvojen määrittämiseen. Keskeisiä työstöarvoja ovat karanopeus, lastuamisnopeus, syöttö, pöytäsyöttö, hammaskohtainen syöttö, lastuvirta ja keskilastunpaksuus. Näiden arvojen optimointi voi parantaa merkittävästi työstöprosessin tehokkuutta ja laatua, vähentää työkalujen kulumista ja alentaa tuotantokustannuksia.

Oikeiden työstöarvojen löytämiseksi on tärkeää tutustua työkaluvalmistajan suosituksiin ja käyttää työstöarvolaskureita. Tämä lähestymistapa varmistaa parhaan mahdollisen tuloksen, kun taas nyrkkisäännöt voivat johtaa epätarkkuuksiin ja tehottomuuteen. Kääntyminen asiantuntijan puoleen voi myös auttaa optimoimaan työstöarvot ja saavuttamaan paremmat tuotokset. Näin voidaan varmistaa, että työstöprosessi on mahdollisimman tuottava ja ylläpidetään korkeaa valmistuslaatua.