Podczas toczenia o jakości obróbki i trwałości narzędzia decydują prawidłowo dobrane parametry skrawania. Ich ustawienie wpływa nie tylko na gładkość powierzchni przedmiotu, ale także na szybkość procesu, powstawanie drgań oraz koszty pracy. Zbyt duże wartości prowadzą do szybkiego zużycia ostrza, natomiast zbyt małe oznaczają nieekonomiczną produkcję. Dlatego znajomość podstawowych parametrów i ich optymalizacja to istotna umiejętność każdego tokarza.
Podczas pracy na tokarkach bierze się pod uwagę kilka głównych parametrów, które wprost decydują o jakości i wydajności procesu:
Dobór tych wartości zależy od rodzaju narzędzia, ilości ostrzy narzędzia, średnicy przedmiotu oraz obrabianego materiału. Prawidłowe ustawienie parametrów oznacza wydajną obróbkę, stabilną pracę i dobrą jakość powierzchni.
Prędkość skrawania jest podstawowym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy doborze ustawień. Oznacza szybkość, z jaką ostrze narzędzia styka się z powierzchnią przedmiotu. Podawana jest w m/min i stanowi punkt wyjścia do obliczania prędkości obrotowej.
Wzór na prędkość skrawania:
Vc=π⋅d⋅n/1000
gdzie:
Zbyt wysoka prędkość powoduje przegrzewanie i szybkie zużycie ostrza, a także ryzyko powstawania drgań. Zbyt niska wartość prowadzi do nieekonomicznej pracy, powstawania zadziorów i obniżenia jakości powierzchni.
Optymalny dobór prędkości skrawania zależy od rodzaju materiału i ostrza. Warto korzystać z tabel producenta oraz danych podawanych na opakowaniu narzędzia. Pomocne są również kalkulatory obliczeniowe, które ułatwiają szybkie przeliczenie wartości dla konkretnej średnicy i obrotów.
Prędkość obrotowa n to liczba obrotów, jakie wykonuje przedmiot lub narzędzie w ciągu jednej minuty. Jej wartość wynika bezpośrednio z prędkości skrawania Vc i średnicy narzędzia lub obrabianego elementu. Im większa średnica, tym mniejsza liczba obrotów wymagana do uzyskania tej samej prędkości skrawania.
W praktyce oznacza to, że podczas toczenia CNC zewnętrznego na dużej średnicy trzeba ustawić mniejsze obroty, a przy średnicy wewnętrznej – odpowiednio większe. Weryfikacja obrotów jest konieczna przy każdej zmianie średnicy, aby utrzymać stałą prędkość skrawania i zapewnić stabilne warunki obróbki.
Posuw narzędzia określa odległość, o jaką przesuwa się narzędzie podczas jednego pełnego obrotu przedmiotu. Jednostką jest mm/obr. Parametr ten ma duży wpływ na wydajność i jakość powierzchni po obróbce.
W przypadku narzędzi wieloostrzowych rozróżnia się posuw jednego ostrza oraz posuw całkowity, wynikający z liczby ostrzy narzędzia. Dobierając posuw, należy wziąć pod uwagę materiał przedmiotu, rodzaj narzędzia, wymaganą chropowatość powierzchni i moc tokarki.
Optymalizacja polega na zastosowaniu małego posuwu przy obróbce wykańczającej i większego przy toczeniu zgrubnym, gdzie liczy się szybkość usuwania materiału.
Głębokość skrawania ap to odległość pomiędzy powierzchnią przedmiotu przed obróbką a powierzchnią po przejściu narzędzia. W praktyce oznacza to grubość warstwy metalu, jaką usuwa ostrze w jednym przejściu.
Szerokość skrawania ae pojawia się przede wszystkim przy planowaniu powierzchni czołowych. Określa ona szerokość toru pracy narzędzia względem przedmiotu.
Wartości głębokości i szerokości skrawania należy dobierać z uwzględnieniem mocy tokarki, stabilności zamocowania przedmiotu i rodzaju materiału. Zbyt duże parametry mogą prowadzić do drgań, nadmiernego obciążenia narzędzia i skrócenia jego żywotności. Zbyt małe – oznaczają spadek wydajności i konieczność wykonywania większej liczby przejść, co wydłuża czas pracy.
Dobór parametrów skrawania to proces, w którym należy wziąć pod uwagę kilka czynników: materiał obrabiany, rodzaj narzędzia, średnicę przedmiotu, ilość ostrzy oraz warunki pracy na tokarkach. Producent zazwyczaj podaje zalecane wartości prędkości skrawania Vc, posuwu narzędzia f oraz głębokości skrawania ap – informacje te są podawane w katalogu lub bezpośrednio na opakowaniu narzędzia.
Praktyczne wskazówki optymalizacyjne:
Optymalizacja to proces ciągły, w którym istotna jest obserwacja efektów pracy i stopniowe korygowanie ustawień.
Najważniejszych parametrów skrawania przy toczeniu jest kilka: prędkość skrawania Vc, prędkość obrotowa n, posuw narzędzia f oraz głębokość i szerokość skrawania. To one decydują o jakości powierzchni, wydajności procesu i trwałości ostrza.
Właściwy dobór tych wartości, oparty na wzorze na prędkość skrawania, danych producenta i praktycznej weryfikacji, pozwala uzyskać stabilną i ekonomiczną obróbkę metalu. Optymalizacja parametrów oznacza lepsze efekty pracy, mniejsze koszty oraz dłuższą żywotność narzędzia.