Kalkulator brzine vrtnje vretena

Kalkulator brzine vrtnje vretena određuje brzinu vrtnje, izraženu u okretajima u minuti (RPM), kojom se vreteno alatnog stroja treba okretati za zadanu brzinu rezanja i promjer alata. Strojari ga upotrebljavaju za postavljanje glodalica, tokarskih strojeva, bušilica i CNC strojeva prije rezanja.

Što je brzina vrtnje vretena?

Brzina vrtnje vretena jest brzina kojom se vreteno okreće, a mjeri se u RPM. Vreteno je rotirajuća osovina na kojoj se nalazi rezni alat (pri glodanju i bušenju) ili obradak (pri tokarenju). Prebrzo ili presporo okretanje vretena može brzo istrošiti alat, spaliti materijal ili ostaviti hrapavu površinu.

Ispravna brzina vrtnje vretena ovisi o dvjema stvarima: brzini kojom se rezni brid treba kretati kroz materijal (brzina rezanja) i promjeru alata ili obratka.

Formula za brzinu vrtnje vretena

$\text{Brzina vrtnje vretena (RPM)} = \frac{\text{Brzina rezanja} \times 1000}{\pi \times \text{Promjer alata}}$

• Brzina rezanja jest brzina reznog brida u odnosu na materijal, izražena u metrima u minuti (m/min). Ovisi o materijalu koji se reže i materijalu alata.
• Promjer alata jest promjer reznog alata u milimetrima (mm). Pri tokarenju to je promjer obratka.
• Faktor 1000 pretvara metre u milimetre kako bi se mjerne jedinice podudarale.
• π (pi) iznosi približno 3,14159. Pojavljuje se zato što brid alata pri svakom okretaju jednom opisuje kružnicu, a opseg te kružnice iznosi π puta promjer.

Širi alat prelazi veću udaljenost po okretaju, pa mu je za postizanje iste brzine rezanja potrebno manje okretaja u minuti. Uži alat treba više okretaja u minuti.

Kako izračunati brzinu vrtnje vretena

1. Pronađite preporučenu brzinu rezanja za materijal i alat koji se upotrebljavaju, izraženu u m/min. Dobavljači alata i materijala objavljuju te vrijednosti.
2. Izmjerite promjer alata (ili promjer obratka pri tokarenju) u mm.
3. Pomnožite brzinu rezanja s 1000.
4. Pomnožite promjer alata s π (približno 3,14159).
5. Podijelite prvi rezultat drugim. Dobiveni rezultat jest brzina vrtnje vretena u RPM.

Primjer s rješenjem

Strojarski radnik gloda nelegirani čelik karbidnim čeonim glodalom promjera 10 mm. Preporučena brzina rezanja za nelegirani čelik iznosi približno 25 m/min.

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

Strojarski radnik postavlja vreteno na približno 796 RPM.

Uobičajene brzine vrtnje vretena prema materijalu

Ove vrijednosti temelje se na promjeru alata od 10 mm i uobičajenim brzinama rezanja za alate od brzoreznog čelika ili karbidne alate. Služe kao početne vrijednosti, a ne kao čvrsta pravila, jer točne vrijednosti ovise o alatu i stroju.

Mekši metali s većom toplinskom vodljivošću, poput aluminija, podnose mnogo veće brzine rezanja od tvrđih metala ili metala osjetljivih na toplinu, poput titana.

Zašto je promjer alata važan

Promjer i brzina vrtnje vretena obrnuto su proporcionalni. Ako se promjer alata udvostruči, potreban se RPM prepolovi jer brid većeg alata pri svakom okretaju prelazi dvostruko veću udaljenost. Zato se malo svrdlo pri rezanju istog materijala istom brzinom rezanja okreće mnogo brže od velikog svrdla.

Tokarenje u odnosu na glodanje i bušenje

Pri glodanju i bušenju u formuli se upotrebljava promjer rotirajućeg reznog alata. Pri tokarenju se umjesto alata okreće obradak, pa se upotrebljava promjer obratka. Budući da obradak često postaje uži uklanjanjem materijala, neki tokarski strojevi upotrebljavaju upravljanje konstantnom obodnom brzinom kako bi automatski povećali RPM dok se promjer smanjuje i tako održali stalnu brzinu rezanja.

Podešavanje izračunate brzine

Formula daje početnu vrijednost. Strojari je često prilagođavaju zbog sljedećih razloga:

• Stanje alata. Istrošenom ili tupom alatu možda je potrebna manja brzina.
• Krutost stroja. Manje krut stroj ili postav mogu vibrirati pri izračunatoj brzini, pa je potrebna manja brzina.
• Hlađenje. Suho rezanje često zahtijeva manju brzinu nego rezanje uz primjenu rashladnog sredstva.
• Dostupne brzine. Stariji strojevi s remenski pogonjenim remenicama nude samo nekoliko fiksnih brzina, pa strojarski radnik odabire najbližu brzinu koja je jednaka izračunatoj vrijednosti ili manja od nje.

Prebrzo okretanje vretena obično dovodi do trošenja ili loma alata i može nagorjeti obradak. Presporo okretanje stvara duge, vlaknaste strugotine i lošu kvalitetu površine jer alat struže umjesto da pravilno reže.

Često postavljana pitanja

Što je brzina vrtnje vretena u strojnoj obradi? Brzina vrtnje vretena jest brzina vrtnje vretena alatnog stroja, izražena u RPM. Ona određuje koliko se brzo rezni alat ili obradak okreće tijekom rezanja.

Kako izračunati brzinu vrtnje vretena? Pomnožite brzinu rezanja (u m/min) s 1000, a zatim rezultat podijelite s umnoškom broja π i promjera alata (u mm). Rezultat je brzina vrtnje vretena u RPM.

Zašto promjer alata mijenja brzinu vrtnje vretena? Alat većeg promjera pri jednom okretaju prelazi veću udaljenost. Da bi se na reznom bridu održala ista brzina rezanja, mora se okretati sporije od alata manjeg promjera.

Što se događa ako je brzina vrtnje vretena postavljena previsoko ili prenisko? Prevelika brzina uzrokuje brzo trošenje i lom alata te obradak koji je spaljen ili je promijenio boju. Premala brzina uzrokuje loše stvaranje strugotine, hrapavu površinu i sporije rezanje.

Vrijedi li ista formula za tokarenje, glodanje i bušenje? Da. Formula je ista za sva tri postupka. Pri glodanju i bušenju promjer je promjer reznog alata. Pri tokarenju to je promjer obratka na mjestu rezanja.

Mogu li upotrebljavati stope u minuti umjesto metara u minuti? Navedena formula upotrebljava metre u minuti. Za pretvaranje stopa u minuti u metre u minuti pomnožite s 0,3048.