Feeds and speeds

Optimering av matningshastighet vid CNC-fräsning – En vägledning till Matningskollen.

Att fastställa optimal matningshastighet (feed rate) inom CNC-fräsning är centralt för att uppnå hög bearbetningskvalitet, effektiv produktion samt lång livslängd på verktyg och spindel. Denna vägledning förklarar hur du kan använda vår kalkylatorn Matningskollen för att uppskatta lämpliga parametrar baserat på chipload-tabeller, verktygsdimension, antal skär på verktyget och material som du fräser i.

Grundläggande begrepp: Feed Rate, RPM och Chipload

Feed Rate (matningshastighet) – Den linjära hastighet med vilken verktyget rör sig genom arbetsmaterialet, vanligtvis uttryckt i mm/min.
RPM (varvtal) – Rotationshastigheten på frässpindeln, uttryckt i varv per minut.
Chipload (spåntjocklek per tand) – Mängden material varje skäregg avverkar vid ett varv. Chipload är en nyckelparameter som kopplar samman feed rate, RPM och antal skär.

Formeln för chipload:

Omformulerad för att räkna ut matningshastigheten:

Exempel: En matningshastighet på 2400 mm/min med 2 skär och ett varvtal på 12 000 RPM ger:

Man kan alltså öka sin chipload på tre olika sätt:

Öka matningshastingheten på sin CNC-maskin om den inte redan är maxad.
Byta frässtål till ett med färre antal skär
Minska varvtalet på sin fräs/spindle

Parametrar inkluderade i Matningskollen

Material

Olika material kräver olika chipload-intervall beroende på hårdhet, spåntransport och värmeledning. Tabellen nedan visar rekommenderade chipload-intervall som ligger till underlag för resultatet i matningskollen (i mm/tand):

Material	3 mm	6 mm	8 mm	10 mm	12 mm
Aluminium	0.066–0.109	0.102–0.155	0.139–0.187	0.160–0.210	0.193–0.245
Akryl	0.066–0.111	0.194–0.245	0.229–0.279	0.288–0.314	0.295–0.370
Hårt trä	0.070–0.109	0.220–0.270	0.310–0.370	0.400–0.477	0.460–0.513
Plywood	0.085–0.129	0.270–0.320	0.300–0.420	0.445–0.520	0.500–0.600
MDF/Spånskiva	0.094–0.146	0.320–0.390	0.430–0.500	0.520–0.590	0.540–0.600
Melamin	0.094–0.146	0.320–0.390	0.430–0.500	0.520–0.590	0.540–0.600
Hårdplast	0.048–0.087	0.148–0.221	0.181–0.240	0.224–0.285	0.240–0.290
Mjukplast	0.068–0.115	0.108–0.242	0.221–0.278	0.204–0.315	0.280–0.375

Verktygsdiameter

Större verktygsdiameter innebär större stabilitet och möjliggör högre matningshastigheter, men de kräver också en högre chip load för att inte hettas upp för mycket. Mindre verktyg behöver en lägre chipload för att jobba optimalt på grund av sin lägre styvhet och för att de kräver mindre kylning.

Antal skär (flutes)

Ju fler skär desto tunnare blir varje spån, det vill säga chiploaden minskar, se ekvationen ovan.

Varvtal (RPM)

Faktorer utanför kalkylatorns modell

Följande faktorer beaktas inte i kalkylatorn men bör justeras manuellt:

Verktygsmaterial – T.ex. hårdmetall tillåter högre varvtal än HSS.
Skärgeometri – Nedåtgående, uppåtgående och kompressionsskär påverkar ytfinish och spåntransport.
Skärdjup och sidointräde (stepover) – Större ingrepp kräver reducerad matningshastighet.
Kylning/smörjning – Rätt kylmedel minskar friktion och förbättrar livslängd.
Maskinstyvhet och uppspänning – Flex i systemet kräver försiktiga parametrar för att undvika vibrationer. vibrationer.

Tolkning av kalkylatorns resultat

Chipload (min–max) – Rekommenderad spåntjocklek per tand i mm.
Matningshastighet (mm/min) – Kalkylatorn räknar fram ett intervall baserat på indata (material, diameter, skärantal, RPM).

Rekommendation: Börja i nedre delen av intervallet om: