Calculator pentru turația arborelui principal

Un calculator pentru turația arborelui principal determină viteza de rotație, în rotații pe minut (RPM), la care trebuie să funcționeze arborele principal al unei mașini-unelte pentru o anumită viteză de așchiere și un anumit diametru al sculei. Strungarii și operatorii de mașini-unelte îl folosesc pentru reglarea mașinilor de frezat, strungurilor, mașinilor de găurit și mașinilor CNC înainte de așchiere.

Ce este turația arborelui principal?

Turația arborelui principal este viteza cu care se rotește acesta, măsurată în RPM. Arborele principal este axul rotativ care susține scula de așchiere (la frezare și găurire) sau piesa de prelucrat (la strunjire). O turație prea mare sau prea mică poate uza rapid scula, poate arde materialul sau poate lăsa o suprafață rugoasă.

Turația corectă a arborelui principal depinde de două lucruri: cât de repede trebuie să se deplaseze muchia așchietoare prin material (viteza de așchiere) și cât de lată este scula sau piesa de prelucrat (diametrul).

Formula turației arborelui principal

$\text{Turația arborelui principal (RPM)} = \frac{\text{Viteza de așchiere} \times 1000}{\pi \times \text{Diametrul sculei}}$

• Viteza de așchiere este viteza muchiei așchietoare în raport cu materialul, în metri pe minut (m/min). Aceasta depinde de materialul prelucrat și de materialul sculei.
• Diametrul sculei este diametrul sculei de așchiere, în milimetri (mm). La strunjire, acesta este în schimb diametrul piesei de prelucrat.
• Factorul 1000 convertește metri în milimetri, astfel încât unitățile să corespundă.
• π (pi) este aproximativ 3,14159. Apare deoarece muchia sculei descrie un cerc la fiecare rotație, iar circumferința cercului este π înmulțit cu diametrul.

O sculă mai lată parcurge o distanță mai mare la fiecare rotație, astfel că are nevoie de mai puține rotații pe minut pentru a atinge aceeași viteză de așchiere. O sculă mai îngustă are nevoie de mai multe rotații pe minut.

Cum se calculează turația arborelui principal

1. Identificați viteza de așchiere recomandată pentru materialul și scula utilizate, în m/min. Furnizorii de scule și materiale publică aceste valori.
2. Măsurați diametrul sculei (sau diametrul piesei de prelucrat la strunjire), în mm.
3. Înmulțiți viteza de așchiere cu 1000.
4. Înmulțiți diametrul sculei cu π (aproximativ 3,14159).
5. Împărțiți primul rezultat la al doilea. Rezultatul este turația arborelui principal în RPM.

Exemplu de calcul

Un operator frezează oțel moale cu o freză cilindro-frontală din carbură de 10 mm. Viteza de așchiere recomandată pentru oțelul moale este de aproximativ 25 m/min.

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

Operatorul reglează arborele principal la aproximativ 796 RPM.

Turații tipice ale arborelui principal în funcție de material

Aceste valori folosesc un diametru al sculei de 10 mm și viteze de așchiere obișnuite pentru scule din oțel rapid sau carbură. Sunt valori de pornire, nu reguli fixe, deoarece valorile exacte depind de sculă și de mașină.

Metalele mai moi și mai bune conducătoare de căldură, precum aluminiul, suportă viteze de așchiere mult mai mari decât metalele mai dure sau sensibile la căldură, precum titanul.

De ce contează diametrul sculei

Diametrul și turația arborelui principal sunt invers proporționale. Dacă diametrul sculei se dublează, turația necesară se înjumătățește, deoarece muchia sculei mai mari parcurge deja o distanță de două ori mai mare la fiecare rotație. De aceea, un burghiu mic se rotește mult mai repede decât unul mare pentru a prelucra același material la aceeași viteză de așchiere.

Strunjirea comparativ cu frezarea și găurirea

La frezare și găurire, diametrul folosit în formulă este diametrul sculei de așchiere rotative. La strunjire, piesa de prelucrat se rotește în locul sculei, astfel că se folosește diametrul piesei. Deoarece piesa de prelucrat devine adesea mai îngustă pe măsură ce materialul este îndepărtat, unele strunguri folosesc controlul vitezei constante la periferie pentru a crește automat turația pe măsură ce diametrul se micșorează, menținând constantă viteza de așchiere.

Ajustarea turației calculate

Formula oferă o valoare de pornire. Operatorii de mașini-unelte o ajustează adesea din următoarele motive:

• Starea sculei. O sculă uzată sau tocită poate necesita o turație mai mică.
• Rigiditatea mașinii. O mașină sau o prindere mai puțin rigidă poate vibra la turația calculată și poate necesita una mai mică.
• Răcirea. Așchierea uscată necesită adesea o turație mai mică decât așchierea cu lichid de răcire.
• Turațiile disponibile. Mașinile mai vechi, cu transmisie prin curele și fulii, oferă doar câteva turații fixe, astfel că operatorul alege cea mai apropiată turație egală cu sau mai mică decât valoarea calculată.

Funcționarea arborelui principal la o turație prea mare tinde să uzeze sau să rupă scula și poate arde piesa de prelucrat. O turație prea mică produce așchii lungi și filiforme și un finisaj slab al suprafeței, deoarece scula freacă materialul în loc să-l taie curat.

Întrebări frecvente

Ce este turația arborelui principal în prelucrarea prin așchiere? Turația arborelui principal este viteza de rotație a arborelui unei mașini-unelte, în RPM. Aceasta stabilește cât de repede se rotește scula de așchiere sau piesa de prelucrat în timpul așchierii.

Cum se calculează turația arborelui principal? Înmulțiți viteza de așchiere (în m/min) cu 1000, apoi împărțiți la π înmulțit cu diametrul sculei (în mm). Rezultatul este turația arborelui principal în RPM.

De ce modifică diametrul sculei turația arborelui principal? O sculă cu diametru mai mare parcurge o distanță mai mare la o rotație. Pentru a menține aceeași viteză de așchiere la muchie, aceasta trebuie să se rotească mai lent decât o sculă mai mică.

Ce se întâmplă dacă turația arborelui principal este setată prea sus sau prea jos? O turație prea mare provoacă uzura rapidă a sculei, ruperea sculei și arderea sau decolorarea piesei de prelucrat. O turație prea mică provoacă formarea necorespunzătoare a așchiilor, un finisaj rugos al suprafeței și o așchiere mai lentă.

Aceeași formulă se aplică la strunjire, frezare și găurire? Da. Formula este aceeași pentru toate trei. La frezare și găurire, diametrul este cel al sculei de așchiere. La strunjire, este diametrul piesei de prelucrat în punctul de așchiere.

Pot folosi picioare pe minut în loc de metri pe minut? Formula de mai sus folosește metri pe minut. Pentru a converti picioarele pe minut în metri pe minut, înmulțiți cu 0,3048.