siły, opory skrawania aluminium a dobór silnika

Na wstępie pragnę powitać wszystkich Użytkowników tego Forum. Póki co życie Forum śledzę z dużymi przerwami od ponad roku, ale ostatnio bardzo intensywnie przekopuję się przez tę skarbnicę wiedzy - w końcu dojrzałem do budowy własnej maszyny. Pytań mam wiele, ale jedno jest najważniejsze:
- jakie są opory skrawania w aluminium? W szczególności zależy mi na frezowaniu frezami walcowo-czołowymi (palcowe) o średnicy 6 mm. Gdzie można uzyskać odpowiedź na to pytanie? Potrzebne mi są składowe sił oporów rozłożone na 3 osie maszyny.

Opory są mi potrzebne, by obliczyć maszynę - dobrać silniki, elementy przeniesienia napędu, prowadzenie osi, przekroje konstrukcji. Chciałbym maszynę robić świadomie, poza tym liczą się względy ekonomiczne: po co np. kupować śrubę o średnicy 20 jeśli okaże się, że ta o średnicy 14 będzie miała wystarczającą żywotność... Mając określone założenia co do wymagań stawianych funkcjonalności maszyny chciałbym ją wpierw zaprojektować a potem wykonać, a nie wpierw budować z tego co mam pod ręką a potem zobaczyć, do czego takie dzieło się nadaje. Same bliczenia są bardzo proste, jednak zawsze sprowadzają się do jednego - sił oporów skrawania.

Niestety, nie dysponuję żadną literaturą a konkretnych wartości liczbowych w internecie nie udało mi się znaleźć. Przypuszczam, że opory będą zależały także od takich parametrów jak posuwy czy obroty wrzeciona - więc odpowiedź nie będzie prosta i jednoznaczna -ale gdzieś przecież takie informacje są dostępne...

To pytanie o siły skrawania jako punkt wyjścia pojawia sie bardzo często. I kazdy pytajacy chce liczyć swoją przyszła maszynę tak jakby istniało podejrzenie że te przyszłe obliczenia mają sens. Zastanawiam się tylko czasem jak bedą koledzy liczyć i co liczyć, i na jakiej podstawie skoro określenie sił skrawania - akurat w przypadku obrabiarek - jest progiem wiedzy elementarnej za którym dopiero stoi możliwośc dalszych obliczeń. Progiem umiejetności w obliczeniach, nie progiem posiadania danych do ich przeprowadzenia. Dajcie sobie spokój z "obliczeniami' gdy pierwszym pytaniem jest praca narzędzia - lepiej ściągać przez analogię niż bić matematyczną piane.
Kol. jszbp, złam narzedzie i tą siłe x2 przyjmij jako konieczną do pokonania - wieksza nie wystapi. A jak kolega "policzy " maszynę wg tych wartości to jestem pewien że taka maszyna ledwo sie poruszy nie mówiac już o jakichkolwiek zdolnościach do skrawania
Chyba że "obliczenia" w istocie sprowadzą sie do ilości materiału koniecznego do zespawania wymyślonego kształtu.
( no teraz to mi sie dostanie).

Witam.
Przykładowe obliczenia sił skrawania można znależć w książce:
Poradnik Frezera
autor:Eugeniusz Górski

Pozdrawiam
Senior

Generalnie kolego możesz wszystkie wzory sobie darować -jak są dobre to są pełne współczynników poprawkowych i są rewelacyjne do robienia prac doktorskich (np. jakie założysz zużycie freza, no i jakiego freza?tzn. ile ostrzy, pokrywany lub nie no i jakiej geometrii, z promieniem a może fazką).

Generalnie jak chcesz się wychodzić od sił skrawania to zapytaj kolegów jak frezują takim frezem to jakie mają obciążenie na wrzecionie przy jakich obrotach no i pomnóż to dla bezpieczeństwa x2. No i będziesz miał silnik.

A najlepiej pomnóż x10 bo znam wielu takich co myślało tak jak Ty a teraz mówi że ma "maszynkę do szycia" bo nic nie można na niej zrobić - a co Ty powiesz gdy za rok będziesz chciał frezować frezem nie fi 6 lecz fi 12 a najlepiej w stali??? Wtedy wszelkie oszczędności wezną w łeb gdy będziesz stawiał obok drugą maszynkę

to jest prawda .. ja na moim prototypie robie co tylko sie da miało być grawerowanie w miekich materiałach ... a dziś szarpałem stal bo była tak potrzeba ...... lecz juz snuje plany nad nową bo ta ledwo mosiadz ciągnie ... weź to pod uwage (ja mam silniki 0,5Nm śruby pociągowe M8 - w mosiazu frez fi3 głębokość przejśćia 1mm ...)

Dziękuję za Wasze sugestie:
qqaz - czy mam rozumieć początek Twojej wypowiedzi w ten sposób, że choć wiedza dot. obliczeń jest elementarna, to już określenie danych do ich przeprowadzenia takie nie jest? Że określenie tych sił jest na tyle skomplikowane, żeby sobie jednak dać z tym spokój?
A dalej - można się wzorować na istniejących konstrukcjach, owszem, to jest rozwiązanie, z którego zresztą w sposób mniej lub bardziej świadomy i tak się korzysta. Jednak nie chciałbym w prosty sposób małpować - naprawdę zależy mi wiedzieć, dlaczego ktoś kto np. obrabia mosiądz ma śrubę M8 a nie Tr20. Przeglądając konstrukcje kolegów na Forum moim zdaniem bardzo trudno odnaleźć jakieś racjonalne powody wykorzystywania takich a nie innych podzespołów - w sensie ich wytrzymałości wytęrzeniowej czy odporności na zużycie. Większość jednak buduje na tej zasadzie: "aha, ktoś miał śrubę taką, to ja też dam taką samą, bo i materiał podobny". Ale czy ten pierwszy dał dobrą? Są też rady bardziej właściwe: "przy tym polu roboczym podeprzyj prowadnice, bo ja mam krótsze i u mnie się gną, więc i u Ciebie będą tym bardziej".
ALe odnośnie śrub - w katalogu stoi jak byk, jakie obciążenia może przenieść ta czy inna, można sobie policzyć żywotność elementów. Naprawdę chciałbym świadomie dobrać te elementy, które można dobrać: żeby nie przepłacać, żeby się sprawdzić (to moja konstrukcja, sam podjąłem takie decyzje - albo będzie działać - jestem dobry, albo nie - trzeba było słuchać mądrzejszych na Forum). I na razie jedyny sposób jaki znam, by osiągnąć to co chcę, to wyjście od oporów skrawania. Jeśli się tak nie da - trudno, pogodzę się z rzeczywistością i będę myślał inaczej. Pytam jednak na Forum właśnie po to, by czegoś się w tym temacie dowiedzieć.
Na pytanie o sens liczenia maszyny na siły potrzebne do złamania narzędzia, kolega sam sobie odpowiedział - nie tędy droga.

senior - dzięki za literaturę

Seba-Jongen pisze:A najlepiej pomnóż x10 bo znam wielu takich co myślało tak jak Ty a teraz mówi że ma "maszynkę do szycia" bo nic nie można na niej zrobić - a co Ty powiesz gdy za rok będziesz chciał frezować frezem nie fi 6 lecz fi 12 a najlepiej w stali??? Wtedy wszelkie oszczędności wezną w łeb gdy będziesz stawiał obok drugą maszynkę

wiem, o co chodzi. Właśnie dlatego chciałem wiedzieć jak najwięcej zanim cokolwiek zbuduję, żeby zbudować to, co chcę zbudować, a nie to, co mi wyjdzie. Jeśli nie będę w stanie ze względów finansowych zbudować takiej maszyny, jakbym chciał, to i tak będę się starał zrobić ją możliwie dobrze: im będzie lepsza, tym większe szanse będą na jej sprzedaż - przynajmniej mniej pieniędzy wtopię - i być może będę robił następną, mając już konkretne doświadczenia w praktyce, swoje własne.

adam Fx pisze:juz snuje plany nad nową bo ta ledwo mosiadz ciągnie ... weź to pod uwage (ja mam silniki 0,5Nm śruby pociągowe M8 - w mosiazu frez fi3 głębokość przejśćia 1mm ...)

Z jakimi prędkościami posuwów jest ta obróbka i jakiej mocy wrzeciono?

Kol. jszbp, to co napisałem wynika z własnychh doświadczeń przy budowie urzadzeń - nie jest to ocena umiejętności uzytkowników. Po prostu aby otrzymać sensowne/przydatne wyniki do konstrukci maszyny trzeba troche wiecej niż siły na frezie wyliczone z teorii gdyż te są stosunkowo łatwe do oszacowania. Zabawa zaczyna się dalej gdy trzeba rozważyć prawdopodobieństwo poprawności wyliczeń w oparciu o przyjete dane - tu własnie jest miejsce na najwieksze błedy
Pierwszy z brzegu przykład to teoretyczne wyliczanie zdolności napędzania suportu ( czy czegoś innego) w oparciu o moment silnika i skok sruby. Oczywiście jeszcze opór freza. Właśnie niedawno miałem "rozmowę " ( czytaj polecenie) z klientem który kupił 0,5Nm i na śrubkach o skoku 1mm oczekiwał że maszynka ruszy ( na jaskółczych ogonach stolik 100x200mm) - teoretycznie z wyliczeń wykazał że wszystko OK i jeszcze zapas. W porządku, wg rozkazu klienta ( że to bzdura był uprzedzony) silniki zostały podpiete i jedyny efekt to " śpiew silników" ale ruchu żadnego!
Dlatego sugeruje aby zamiast matematyki używać obserwacji szczególnie gdy brak doświadczenia ( wnoszę z powodu braku literatury - inaczej by była)
I przeczytać forum -TU WŁAŚCIWIE WSZYSTKO JUŻ ZOSTAŁO NAPISANE.
Natomiast o tym złamaniu freza ( matematycznie, nie w imadle) to żadne szyderstwo tylko duze uproszczenie modelu obliczeniowego - wszak siła skrawania nie bedzie wieksza od wytrzymałości chwytu narzędzia.

[ Dodano: 2007-08-12, 12:29 ]

jszbp pisze:"aha, ktoś miał śrubę taką, to ja też dam taką samą, bo i materiał podobny". Ale czy ten pierwszy dał dobrą

tu właśnie pole do porównań różnych żródeł które piszą co wiedzą. Dwie wykluczajace sie informacje to mało ale dwa potwierdzenia mogą być podstawą wniosku.

Jeśli koniecznie chcesz znać siły skrawania to najpraktyczniejsze wydaje mi się popytać kolegów jakie mają obciążenie na wrzecionie i osiach przy podobnym frezowaniu.

Oczywiście nie każda maszynka ma taki odczyt ale wtenczas masz jakieś rzeczywiste wyniki a nie teoretyczne. Oczywiście wszystko trzeba odnieść do mocy silników, obhrotów no i do przełożeń (np. na śrubie).

Dzięki za podpowiedzi.
qqaz: może faktycznie policzę sobie to łamanie freza - choćby z czystej ciekawości, zobaczyć, co wyjdzie...
Seba-Jongen: to dobry pomysł - ale chyba jednak w ogóle zarzucę to liczenie.
PIerwszą maszynę chyba zbuduję jednak na zasadzie porównania do istniejących konstrukcji - i jak już będę coś wiedział, to wtedy zacznę może w przyszłości bardziej, dokładniej kombinować. Póki co, im bliżej jestem precyzowania tego, co chciałbym osiągnąć - tym bardziej się przekonuję, że mój budżet tego nie wytrzyma

Jeśli policzę to łamanie freza, to dam znać

Hejka

Opór właściwy skrawania można określić tylko w przybliżeniu. Dla danego materiału skrawanego opór właściwy skrawania będzie się zmnieniał w zależności od materiału narzędzia skrawającego, kąta natarcia ostrza, prędkości skrawania, rodzaju obróbki, takze zużycia narzędzia i jeszcze pewnie sporej ilości innych parametrów. Jednakże, można w przybliżeniu określić wartość oporu właściwego skrawania dla poszczególnych materiałów obrabianych i tak Poradnik Obróbki Skrawaniem 'Sandvik Coromat' podaje wartości:
Aluminium - od kc= 500N/mm2 do kc=900N/mm2
Stal - od kc= 1400/mm2 do kc=3200N/mm2
Stal nierdzewna - od kc= 1800N/mm2 do kc=2900N/mm2
Żeliwo - od kc= 1000N/mm2 do kc=1500N/mm2
Stopy żaroodporne - od kc= 2600N/mm2 do kc=3300N/mm2
Stal hartowana - od kc= 2800N/mm2 do kc=4900N/mm2

Tyle w temacie, jesli jestem w błędzie prosze o poprawe.
Swoją droga również jestem za obliczaniem, później konstruowaniem.
Pozdro