Spindli pöörlemiskiiruse kalkulaator

Spindli pöörlemiskiiruse kalkulaator leiab pöörlemiskiiruse pööretes minutis (RPM), millega tööpingi spindel peab antud lõikekiiruse ja tööriista läbimõõdu juures töötama. Masinaoperaatorid kasutavad seda freesimasinate, treipinkide, puurpinkide ja CNC-masinate seadistamiseks enne lõikamise alustamist.

Mis on spindli pöörlemiskiirus?

Spindli pöörlemiskiirus näitab, kui kiiresti spindel pöörleb, mõõdetuna RPM-is. Spindel on pöörlev võll, mis hoiab lõikeriista (freesimisel ja puurimisel) või töödeldavat detaili (treimisel). Kui spindel pöörleb liiga kiiresti või liiga aeglaselt, kulub tööriist kiiresti läbi, materjal võib kõrbeda või jääb pind ebatasaseks.

Õige spindli pöörlemiskiirus sõltub kahest tegurist: sellest, kui kiiresti peaks lõikeserv materjalis liikuma (lõikekiirus), ja tööriista või töödeldava detaili läbimõõdust.

Spindli pöörlemiskiiruse valem

$\text{Spindlikiirus (RPM)} = \frac{\text{Lõikekiirus} \times 1000}{\pi \times \text{Tööriista läbimõõt}}$

• Lõikekiirus on lõikeserva kiirus materjali suhtes, mõõdetuna meetrites minutis (m/min). See sõltub lõigatavast materjalist ja tööriista materjalist.
• Tööriista läbimõõt on lõikeriista läbimõõt millimeetrites (mm). Treimisel kasutatakse selle asemel töödeldava detaili läbimõõtu.
• Tegur 1000 teisendab meetrid millimeetriteks, et ühikud sobiksid kokku.
• π (pii) on ligikaudu 3,14159. See tuleb valemisse sellepärast, et tööriista lõikeserv joonistab iga pöördega ringi, ja selle ringi ümbermõõt on π korda läbimõõt.

Laiem tööriist katab ühe pöördega suurema vahemaa, seega vajab ta vähem pöördeid minutis, et saavutada sama lõikekiirus. Kitsam tööriist vajab rohkem pöördeid minutis.

Kuidas arvutada spindli pöörlemiskiirust

1. Leia kasutatava materjali ja tööriista jaoks soovitatav lõikekiirus, mõõdetuna m/min. Tööriistade ja materjalide tootjad avaldavad selliseid näitajaid.
2. Mõõda tööriista läbimõõt (treimisel töödeldava detaili läbimõõt) millimeetrites.
3. Korruta lõikekiirus 1000-ga.
4. Korruta tööriista läbimõõt π-ga (ligikaudu 3,14159).
5. Jaga esimene tulemus teisega. Vastus on spindli pöörlemiskiirus RPM-is.

Näide

Masinaoperaator freesib madala süsinikusisaldusega terast 10 mm karbiidfreesiga. Madala süsinikusisaldusega terase soovitatav lõikekiirus on umbes 25 m/min.

$\text{RPM} = \frac{25 \times 1000}{\pi \times 10} = \frac{25{,}000}{31.42} \approx 795.8 \text{ RPM}$

Masinaoperaator seadistab spindli kiiruse umbes 796 RPM-ile.

Tüüpilised spindli pöörlemiskiirused materjalide järgi

Need näitajad põhinevad 10 mm tööriista läbimõõdul ja kiirlõiketerase või karbiidtööriistade tavapärastel lõikekiirustel. Need on lähtepunktid, mitte kindlad reeglid, kuna täpsed väärtused sõltuvad tööriistast ja masinast.

Pehmemad ja soojust paremini juhtivad metallid, nagu alumiinium, taluvad palju suuremaid lõikekiirusi kui kõvemad või kuumatundlikud metallid, nagu titaan.

Miks tööriista läbimõõt on oluline

Läbimõõt ja spindli pöörlemiskiirus on pöördvõrdelises seoses. Kui tööriista läbimõõt kahekordistub, väheneb vajalik RPM poole võrra, kuna suurema tööriista lõikeserv katab ühe pöördega juba kaks korda suurema vahemaa. Sellepärast pöörleb väike puuritera samas materjalis samal lõikekiirusel palju kiiremini kui suur puuritera.

Treimine versus freesimine ja puurimine

Freesimisel ja puurimisel kasutatakse valemis pöörleva lõikeriista läbimõõtu. Treimisel pöörleb tööriista asemel töödeldav detail, seega kasutatakse töödeldava detaili läbimõõtu. Kuna materjali eemaldamisel muutub detail sageli kitsamaks, kasutavad mõned treipingid konstantse pinnakiiruse juhtimist, mis tõstab läbimõõdu vähenedes automaatselt pöörlemiskiirust ja hoiab lõikekiiruse muutumatuna.

Arvutatud kiiruse kohandamine

Valem annab lähtepunkti. Masinaoperaatorid kohandavad seda tihti järgmiste asjaolude tõttu:

• Tööriista seisukord. Kulunud või nüri tööriist võib vajada väiksemat kiirust.
• Masina jäikus. Vähem jäik masin või paigaldus võib arvutatud kiirusel vibreerida ja vajada seetõttu väiksemat kiirust.
• Jahutus. Kuivlõikamine eeldab tihti väiksemat kiirust kui jahutusvedelikuga lõikamine.
• Saadaolevad kiirused. Vanemad rihmülekandega masinad võimaldavad vaid mõnda kindlat kiirust, mistõttu masinaoperaator valib arvutatud väärtusele kõige lähedasema kiiruse, mis on sellest võrdne või madalam.

Liiga kiire spindli pöörlemine kulutab tööriista kiiresti läbi või lõhub selle ja võib kõrvetada töödeldavat detaili. Liiga aeglane pöörlemine tekitab pikki niitjaid laaste ja halva pinnakvaliteedi, kuna tööriist hõõrub materjali vastu, selle asemel et puhtalt lõigata.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on spindli pöörlemiskiirus lõiketöötlemisel? Spindli pöörlemiskiirus on tööpingi spindli pöörlemissagedus, mõõdetuna RPM-is. Ta määrab, kui kiiresti lõikeriist või töödeldav detail lõikamise ajal pöörleb.

Kuidas arvutada spindli pöörlemiskiirust? Korruta lõikekiirus (m/min) 1000-ga ja jaga saadud arv π korrutatuna tööriista läbimõõduga (mm). Tulemus on spindli pöörlemiskiirus RPM-is.

Miks muudab tööriista läbimõõt spindli pöörlemiskiirust? Suurema läbimõõduga tööriist katab ühe pöördega suurema vahemaa. Selleks et hoida lõikeserva juures samasugust lõikekiirust, peab see pöörlema aeglasemalt kui väiksem tööriist.

Mis juhtub, kui spindli pöörlemiskiirus on seatud liiga kõrgeks või liiga madalaks? Liiga kõrge kiirus põhjustab tööriista kiiret kulumist, tööriista purunemist ja kõrbenud või värvi muutnud töödeldavat detaili. Liiga madal kiirus põhjustab halva laastu tekke, ebatasase pinnakvaliteedi ja aeglasema lõikamise.

Kas sama valem kehtib treimisel, freesimisel ja puurimisel? Jah. Valem on kõigi kolme jaoks samasugune. Freesimisel ja puurimisel on läbimõõt lõikeriista läbimõõt. Treimisel on see töödeldava detaili läbimõõt lõikepunktis.

Kas saan kasutada jalgu minutis meetrite minutis asemel? Ülalolev valem kasutab meetreid minutis. Jalgade minutis teisendamiseks meetriteks minutis korruta väärtus 0,3048-ga.