Dacă ai intrat vreodată într-un atelier în care se lucrează cu adevărat repede, nu „repede” din vorbă, ci repede ca un ceasornic bine strâns, ai auzit sunetul acela subțire, continuu, aproape ca o albină nervoasă.
Acolo, un CNC de mare viteză nu taie metalul, ci îl convinge să plece din cale. Așchia iese în spirală, scula pare să nu atingă nimic, iar la final ai o suprafață care lucește cu o liniște suspectă.
În astfel de momente, întrebarea „cum aleg parametrii?” nu e o întrebare tehnică, e o întrebare de supraviețuire. Fiindcă, la viteze mari, greșeala nu se arată încet, cu avertismente. Se arată prin vibrații, printr-un miros de fier încins, printr-un colț ciobit, apoi printr-un zgomot scurt și sec, ca o ușă trântită într-o casă veche. Și s-a dus scula, uneori și piesa.
Selecția parametrilor pentru high speed machining, pe românește prelucrare la mare viteză, se face cu o metodă foarte clară, dar, recunosc, nu e mereu romantică. E mai degrabă o combinație de matematică simplă, bun simț mecanic și o doză de atenție la semnele mici, acelea pe care le vezi doar dacă nu te grăbești cu capul înainte.
Ce înseamnă, de fapt, „mare viteză” la CNC
Mulți își imaginează că un CNC de mare viteză este doar un CNC care se învârte mai tare. Nu e chiar așa. Da, turațiile sunt mai mari, se ajunge ușor la 20.000, 30.000 rpm, uneori mult peste, dar diferența adevărată apare în felul în care se mișcă axele, cum anticipează controlul colțurile, cât de lin ține avansul, cât de bine suportă mașina accelerații repetate. Adică nu e doar viteză de arbore, e viteză de sistem.
Într-un regim clasic, poți să tai cu avans mare, dar dacă mașina încetinește în colțuri, mai repari din compensații, mai închizi ochii. În regim de mare viteză, tocmai colțurile, schimbările de direcție și micile ezitări devin punctele în care apar variații de încărcare, vibrații și uzură bruscă. Iar CNC-ul modern, dacă e bine setat și bine programat, încearcă să le evite. Parametrii de prelucrare trebuie aleși în armonie cu această „coregrafie”.
Triunghiul care decide tot: material, sculă, mașină
Oricât ai vrea să existe o rețetă universală, nu există. Există, în schimb, un triunghi foarte concret. Materialul piesei, scula și mașina. Dacă unul e nepotrivit, restul suferă.
Materialul, adică temperamentul metalului
Aluminiul, de pildă, e prietenos, dar perfid. Îți permite turații mari și avansuri serioase, dar dacă greșești evacuarea așchiei sau lași să se lipească material pe tăiș, îți transformă freza într-o bomboană lipicioasă. Oțelurile aliate sunt mai „disciplinate”, dar cer putere și rigiditate. Inoxul, în schimb, are obiceiul acela enervant să se întărească la suprafață dacă îl mângâi prea timid. Titanul te obligă la modestie, fiindcă păstrează căldura ca un cuptor.
Un CNC de mare viteză poate lucra toate aceste materiale, însă parametrii pleacă din proprietăți: conductivitate termică, duritate, tendința de lipire, rezistența la rupere, modul în care se formează așchia. Nu trebuie să le știi ca din manual, dar e bine să ai în minte imaginea simplă: unele materiale scot căldura din zona de tăiere, altele o țin acolo și o întorc în sculă.
Scula, adică limba în care vorbești cu materialul
La mare viteză, scula contează și mai mult, fiindcă micile diferențe se amplifică. O freză de carbură microgranulară, bine echilibrată, cu acoperire potrivită, poate merge ca un tren. O freză ieftină, cu tăișuri inegale, îți dă semne chiar de la început, iar la 20.000 rpm semnele acelea se transformă în probleme.
Contează numărul de dinți, unghiul de elice, forma canalelor, calitatea muchiei, runout-ul din prindere. Și aici apare o realitate pe care unii o ignoră: de multe ori nu freza „se rupe”, ci noi o rupem cu parametri care nu respectă geometria ei. O freză cu 2 sau 3 dinți pentru aluminiu cere altă încărcare pe dinte decât una cu 5 sau 6 dinți pentru oțel. Dacă păstrezi același avans doar fiindcă „a mers data trecută”, e ca și cum ai vorbi aceeași frază cu două persoane diferite și te-ai mira că una se supără.
Mașina, adică limitele pe care nu le poți negocia
Când zici CNC de mare viteză, te gândești la accelerație mare pe axe, la rigiditate, la ghidaje și șuruburi cu bile bine întreținute, la spindle cu rulmenți potriviți și, foarte important, la control numeric cu lookahead serios și funcții de feed optimization.
Aici vine partea mai puțin „glam”: o mașină poate avea spindle de 24.000 rpm, dar dacă nu are rigiditate în ansamblu sau dacă prinderea piesei e improvizată, vei alerga după vibrații ca după o muscă într-o cameră. Parametrii se aleg după puterea disponibilă, cuplul la turația respectivă, capacitatea de evacuare a așchiilor, stabilitatea termică și calitatea prinderii sculei. Uneori, cea mai importantă piesă din ecuație nu e CNC-ul, ci portscula.
Punctul de pornire: datele din catalog, dar citite cu cap
Când alegi parametrii, începi cu recomandările producătorului de scule. Nu fiindcă ar fi literă de lege, ci fiindcă reprezintă un punct de plecare testat. De regulă, primești o viteză de așchiere Vc, un avans pe dinte fz și intervale pentru adâncime axială ap și lățime radială ae.
Diferența dintre un operator bun și unul care „merge din inerție” e că primul înțelege ce înseamnă cifrele acelea și cum le ajustează în funcție de realitatea lui.
Viteza de așchiere și turația
Viteza de așchiere Vc se dă în metri pe minut. Turația spindle-ului se calculează simplu: rpm = (1000 × Vc) / (π × D), unde D e diametrul sculei în milimetri. Asta e partea de manual, dar partea practică vine imediat.
La mare viteză, limita nu e doar cât de repede se poate învârti spindle-ul, ci cât de stabil rămâne ansamblul. Dacă ai o freză lungă, o ieșire mare din portsculă, o prindere mai slabă, turația recomandată poate deveni prea optimistă. Și invers, dacă ai o sculă scurtă și o prindere rigidă, poți urca fără să te sperii.
Mai e un detaliu care se uită: unele spindle-uri își pierd cuplul la turații foarte mari. Așadar, să urci turația fără să verifici încărcarea și puterea efectivă e o greșeală tipică. Uneori, turația mai mică, dar cu avans corect și angajare constantă, dă un debit de așchiere mai bun și mai sigur.
Avans pe dinte, adică „cât mușcă” fiecare tăiș
Avansul pe dinte fz este, în fond, o măsură a grosimii așchiei pe care o produce fiecare tăiș la fiecare rotație. Avansul de lucru, în milimetri pe minut, se calculează: F = rpm × z × fz, unde z e numărul de dinți.
La high speed machining, fz e o valoare sensibilă. Dacă e prea mic, nu tai, ci freci. Și frecatul, mai ales în inox sau titan, produce căldură și întărește stratul superficial. Dacă e prea mare, crești forțele și riști vibrații sau ruperea tăișului, mai ales la scule subțiri.
În practică, alegi fz din catalog, apoi te uiți la ce se întâmplă în realitate. Când așchia iese ca o pulbere fină, iar sunetul e ascuțit și neliniștit, de multe ori e semn că încărcarea e prea mică. Când așchia devine groasă, se aud lovituri sau vezi urme de vibrații pe perete, e semn că ai trecut de zona stabilă.
Adâncime axială și lățime radială, unde se joacă meciul la HSM
În regim de mare viteză, o strategie clasică este să lucrezi cu o lățime radială mică, ae redus, și cu o adâncime axială mai mare, ap, atâta cât îți permite lungimea utilă a muchiei. De ce? Pentru că, la angajare mică, grosimea efectivă a așchiei scade, forțele laterale se reduc și poți menține o încărcare relativ constantă. Asta te ajută să eviți vibrațiile și să folosești avantajul mașinii, adică mișcări rapide și controlate.
Apare însă un fenomen important, numit subțierea așchiei la angajare radială mică. Pe românește, dacă tai foarte puțin pe lățime, așchia devine mai subțire decât crezi, chiar dacă tu ai setat un fz „normal”. Consecința este că poți, și de multe ori trebuie, să crești avansul ca să obții o grosime reală de așchie care chiar taie. Dacă nu o faci, ajungi iar la frecare.
Nu trebuie să te sperii de partea teoretică. Un mod simplu de a o simți este acesta: când reduci ae mult, poți crește avansul fără să crească brusc forța, tocmai fiindcă așchia reală rămâne modestă. Desigur, nu la infinit, dar suficient cât să simți că procesul se stabilizează.
Dinamica mașinii la mare viteză, partea pe care mulți o ignoră
Sunt oameni care calculează frumos turația și avansul, apoi se miră că pe piesă apar urme, că timpul de ciclu nu iese și că scula moare repede. Explicația e adesea în dinamică.
Un CNC de mare viteză nu stă mult pe loc. El accelerează, frânează, schimbă direcția, „citește” înainte traseul și încearcă să nu se împiedice de propriile colțuri. Dacă programul are multe segmente scurte, toleranțe prea strânse sau un toolpath care tot lovește în unghiuri, mașina va începe să varieze avansul real. Iar dacă avansul real variază, încărcarea pe dinte variază. Și dacă încărcarea variază, uzura devine imprevizibilă.
Colțurile, acele locuri unde totul se strânge
În colțuri, chiar și cu funcții de „smoothing”, mașina poate încetini. Dacă tu ai ales parametrii ca și cum avansul rămâne constant, în colțuri se întâmplă fie frecare, fie suprasarcină, depinde de geometrie și de cum face controlul interpolarea.
De aceea, la HSM, se recomandă trasee cu raze, cu intrări și ieșiri line, cu angajare constantă. Nu e o modă, e o necesitate. Uneori, cea mai bună ajustare de parametri nu e în cifrele de avans, ci în felul în care ai desenat sau generat traseul.
Lookahead, jerk și realitatea avansului
Controlul CNC are o capacitate de anticipare, numită lookahead. Cu cât e mai bună, cu atât poate menține avansul aproape de setare. Dar și aici există limite, impuse de accelerația maximă, de jerk și de limitele mecanice. Dacă ceri 10.000 mm/min pe un contur cu multe schimbări scurte, mașina nu va ține 10.000 mm/min. Va face ceva ce poate, iar tu trebuie să înțelegi că ceea ce ai scris în program nu e mereu ceea ce se întâmplă pe masă.
În practică, asta înseamnă că parametrii trebuie să fie „compatibili” cu traseul. La degroșare trohoidală sau adaptive clearing, de exemplu, ai mișcări line și poți susține un avans mai mare. La conturări cu detalii fine, te apropii de zona în care accelerația limitează totul, deci merită să alegi parametri care nu depind de o viteză perfect constantă.
Vibrațiile, sunetul și povestea scurtă a unui tăiș
Vibrațiile, chatter-ul, sunt dușmanul clasic. La mare viteză, apar repede și își schimbă frecvența cu o încăpățânare de insectă. Le recunoști din sunet, dar și din urmele pe piesă, din aspectul așchiei, din modul în care se încălzește scula.
Selecția parametrilor are aici două direcții. Prima este să reduci forțele laterale, prin angajare radială mai mică, prin strategie de angajare constantă, prin scule mai scurte și mai rigide. A doua este să schimbi „zona” de turație, fiindcă vibrația are legătură cu frecvențe proprii ale ansamblului. Uneori, urci 10 la sută turația și vibrația dispare. Alteori, o cobori puțin și se liniștește. Pare superstiție, dar nu e, e mecanică.
Mai e ceva. Runout-ul, adică excentricitatea prinderii, devine dureros la HSM. Dacă un dinte taie mai mult decât ceilalți, el se uzează primul și începe să „cânte”. De aceea, parametrii trebuie aleși împreună cu verificarea prinderii. O pensetă uzată sau murdară, un con cu bavuri, un portsculă neechilibrat, îți strică tot calculul.
Răcire, evacuare și această obsesie a așchiilor care nu pleacă
La mare viteză, răcirea nu e doar despre temperatură, e despre evacuarea așchiei. Dacă așchia rămâne în canelura sculei și este retezată din nou, apar căldură, sudură, ciobiri. Uneori, e suficient un jet de aer bine direcționat ca să transformi o prelucrare instabilă într-una liniștită.
În aluminiu, frecvent funcționează aerul sau emulsia, depinde de sculă și de geometrie. În oțel, emulsia ajută, dar la HSM uneori contează mai mult să nu spargi jetul în multe picături inutile. În inox și titan, răcirea și lubrifierea devin sensibile, iar MQL poate fi o opțiune, dacă ai setările și disciplina potrivite.
Știu, sună ca un capitol separat, dar nu e. Dacă nu poți evacua așchia, parametrii tăi vor fi mereu „teoretici”. Vei coborî avansul, vei scădea adâncimea și vei spune că materialul e greu. De multe ori, materialul nu e greu, așchia e încăpățânată.
Cum alegi efectiv parametrii, pas cu pas, fără să te pierzi în formule
Într-un atelier real, nimeni nu are timp să facă tratate. Se lucrează cu un ritual simplu, repetabil. Începi de la recomandările sculei, apoi adaptezi pentru mașina ta și pentru piesa ta.
În primul rând, stabilești scopul: degroșare rapidă sau finisare curată. La degroșare, te interesează debitul de așchiere și stabilitatea. La finisare, te interesează vibrațiile, calitatea suprafeței și repetabilitatea dimensiunii.
Apoi alegi o strategie care se potrivește cu HSM, adică una în care angajarea rămâne cât mai constantă. Dacă folosești un traseu de tip adaptive, cu angajare constantă, îți poți permite să alegi un ae mic, un ap mai mare și un avans care să mențină o așchie reală sănătoasă.
După aceea, calculezi turația din Vc și diametru, dar o verifici cu limita spindle-ului și cu lungimea sculei. Te uiți la portsculă, la ieșire, la rigiditate. Dacă scula e lungă, reduci turația sau reduci încărcarea, fiindcă, la mare viteză, scula lungă e ca o vergea care vibrează.
Setezi avansul din fz, număr de dinți și rpm. Dacă ai angajare radială mică, îți permiți să crești avansul față de formula „conservatoare”, tocmai pentru a compensa subțierea așchiei. Nu te arunci, îl crești treptat.
Și apoi, partea pe care o iubesc cel mai puțin, dar pe care o respect: faci un test pe material, pe același tip de prindere, cu aceeași sculă. Te uiți la așchie. Te uiți la sunet. Dacă ai acces la monitorizarea încărcării spindle-ului, te uiți și acolo. Dacă scula se încălzește exagerat, dacă vezi decolorări, dacă așchia iese praf, dacă suprafața arată ca o apă cu valuri fine, ai un mesaj. Îl asculți.
În etapa asta, nu schimbi totul deodată. Schimbi o singură variabilă, altfel nu știi ce ai făcut. Dacă vrei să stabilizezi, începi de multe ori cu ae. Îl micșorezi și vezi dacă vibrația scade. Dacă vrei să treci de la frecare la tăiere reală, ajustezi fz și avansul. Dacă vrei să reduci căldura, verifici evacuarea și răcirea, înainte să te apuci să tai turația în jumătate.
Exemplu realist, din lumea în care piesa nu are răbdare
Să zicem că ai o piesă din aluminiu, un aliaj obișnuit, și vrei să o degroșezi rapid, cu o freză de 10 mm, 3 dinți, destinată pentru aluminiu. Catalogul îți spune o viteză de așchiere mare, poate 800 până la 1.200 m/min, și un fz sănătos.
Calculezi turația. La 10 mm, ajungi ușor la 25.000 rpm dacă vrei să fii în zona de sus. Dar dacă mașina ta se oprește la 18.000 rpm, atunci te oprești acolo. Nu te plângi, doar adaptezi. Setezi rpm 18.000, z = 3, fz, să zicem, 0,06 mm. Avansul iese 18.000 × 3 × 0,06, adică 3.240 mm/min.
Acum, dacă alegi o angajare radială mică, de exemplu 10 la sută din diametru, adică 1 mm, grosimea reală a așchiei va fi mai mică decât ai crede. În practică, poți urca avansul, poate spre 4.000 sau 5.000 mm/min, fără să crești brutal forțele. Dar nu o faci din bravură, o faci din observație: așchia trebuie să fie clară, să nu se lipească, sunetul trebuie să fie continuu, nu să devină țipător.
La ap, dacă scula are muchie lungă, poți lucra 15 mm sau chiar mai mult, iar aici avantajul e că materialul pleacă repede, cu o încărcare laterală mică. Dacă însă ai o sculă scurtă, nu te apuci să visezi ap de 20 mm, fiindcă vei încărca prea tare zona de contact și vei încălzi scula. Alegi ap cât îți permite scula și rigiditatea, nu cât îți permite imaginația.
În același atelier, lângă freza care face aluminiu, poate stă o mașină care taie tablă. Poate chiar o laser table. Și e amuzant cum, de multe ori, lumea crede că „viteza” e doar la laser. Nu, viteza e și la freză, doar că la freză se plătește mai scump dacă uiți de parametri.
Exemplu pe oțel, unde mașina îți arată dacă e puternică sau doar arată bine
Să trecem la un oțel aliat, ceva gen 42CrMo4, și o freză de 8 mm, 5 dinți, pentru oțel. Viteza de așchiere e mai modestă, poate 150 până la 220 m/min, depinde de acoperire și de rigiditate.
Calculezi rpm. La 200 m/min și 8 mm, rpm este în jur de 7.960. Cu 5 dinți și un fz de 0,03 mm, avansul ar fi aproximativ 1.194 mm/min.
Acum apare tentația să spui „prea încet”. Dar la oțel, la HSM, câștigi mult din strategie, nu doar din cifre brute. Dacă folosești angajare constantă, ae mic, ap mai mare, poți crește avansul fără să bagi mașina în vibrații. Dacă intri în plin, cu o frezare convențională, ae mare, vei simți imediat că spindle-ul se chinuie și că sunetul se îngroașă.
În oțel, semnul că parametrii sunt buni e că așchia iese consistentă, dar nu albastră la capăt. Dacă vezi așchii albăstrii continuu, înseamnă că scula își ia parte din căldură și o duce în ea. Poate fi acceptabil pe anumite materiale, dar la multe prelucrări e începutul uzurii accelerate.
Inoxul, unde timiditatea costă
Inoxul are un obicei: dacă îl freci, se întărește. Așa că, paradoxal, parametrii prea „safe” pot fi cei care te omoară. La mare viteză, alegi o viteză de așchiere potrivită sculei și materialului, nu urci fără rost, dar te asiguri că încărcarea pe dinte e suficientă încât să tai, nu să lustruiești.
Aici, de multe ori, reduci turația, dar menții fz sănătos. Menții ae modest, pentru stabilitate, și ai grijă la intrări și ieșiri line. În inox, dacă ai colțuri ascuțite și mașina încetinește, ai zone în care fz real scade, începe frecarea și se încinge. Asta duce la muchie de adaos pe tăiș, apoi la ciobiri.
Dacă vezi pe piesă o suprafață „arsă” sau dacă scula își schimbă culoarea prea repede, te întorci la evacuare și la lubrifiere, înainte să te apuci să tai din avans. Uneori, un jet de emulsie bine orientat sau o strategie de scurtare a contactului rezolvă totul.
Titanul, adică lecția modestiei
Titanul nu iubește viteza de așchiere mare. Iubește controlul. Iubește contactul scurt, angajarea mică, așchia care pleacă imediat. La titan, ai grijă să nu lași scula prea mult în contact, ai grijă la temperatură, ai grijă la rigiditate. De regulă, Vc e mic, fz e calculat atent, iar strategia de angajare constantă e aproape obligatorie.
La HSM, în titan, poți câștiga timp prin mișcare, prin trasee eficiente, prin evitarea opririlor și a schimbărilor bruște. Parametrii nu vor arăta spectaculos pe hârtie, dar dacă procesul e stabil, vei scoate piese fără drame. Și, sincer, asta e tot ce vrei.
CAM-ul și acele setări care schimbă realitatea fără să-ți spună
Mulți aleg parametri buni, apoi îi „omoară” în CAM cu setări de precizie nepotrivite. Dacă ai toleranțe foarte strânse pe contur și CAM-ul îți segmentează traseul în bucăți mici, mașina frânează continuu. Dacă folosești smoothing, dar îl setezi prea agresiv, poți schimba geometria. Dacă ai colțuri și nu lași raze de legătură, feed-ul devine o poveste întreruptă.
În HSM, de multe ori, preferi să lași mașina să meargă lin. Asta înseamnă toleranțe rezonabile, filtre de curbe, intrări helicoidale sau tangente, fără șocuri. Parametrii tăi sunt aleși pentru un proces continuu. Dacă traseul e sacadat, procesul nu mai e continuu.
Mai e și controlul avansului pe colțuri, funcțiile de tip feed optimization. Dacă mașina ta le are, merită să le înțelegi. Nu ca să te bazezi orbește pe ele, ci ca să știi unde îți modifică avansul și cum îți modifică încărcarea.
Puterea, cuplul și limita invizibilă a spindle-ului
Mai devreme am pomenit, în treacăt, că unele spindle-uri își pierd din putere la turații mari. Aici e un punct pe care îl simți în palmă, nu doar pe hârtie. Spindle-ul are o curbă de cuplu, iar cuplul este ceea ce îți ține scula „în mușcătură” când intră în material.
La turații foarte mari, cuplul scade, iar dacă tu încerci să scoți mult material pe o singură trecere, mașina începe să gâfâie. Uneori nu se oprește, doar îți arată prin încărcare, prin sunet și prin micile variații de avans că e aproape de limită.
De aceea, când selectezi parametrii, merită să îți pui întrebarea simplă: în ce zonă de turație lucrez și ce fel de muncă îi cer spindle-ului? Dacă vrei să folosești turația mare, atunci compensezi printr-o angajare radială mică, printr-o așchiere mai „subțire” și printr-un traseu care evită șocurile.
Dacă vrei să scoți material greu, poate cobori turația în zona unde cuplul e mai bun, chiar dacă ideea de „mare viteză” te împinge instinctiv în sus. Să fii rapid nu înseamnă să fii mereu la maximul de rpm.
Un alt detaliu, deloc poetic, dar important: încălzirea spindle-ului și dilatația. La regimuri lungi, turații mari, spindle-ul se încălzește, iar poziția efectivă a axului se poate schimba microscopic. În operații de finisare sau în toleranțe strânse, asta contează. Așa că, în viața reală, prelucrarea de mare viteză începe adesea cu o încălzire controlată a mașinii. Nu e moft, e stabilitate.
Finisarea la mare viteză, când suprafața îți spune adevărul
La finisare, parametrii se aleg altfel. Aici nu mai urmărești să umpli lada de așchii cât mai repede, ci să lași o suprafață care să nu te oblige să o „cosmetizezi” după. Și, cum se întâmplă des, finisarea se strică nu din cauza cifrelor mari, ci din cauza unei mici nepotriviri între pasul lateral, pasul pe verticală și rigiditate.
Dacă faci finisare pe pereți verticali, de exemplu, pasul radial, step-over-ul, decide urmele. Cu cât pasul e mai mic, cu atât urmele sunt mai fine, dar timpul crește. La suprafețe 3D, în schimb, te gândești la înălțimea de creastă, acea „dantelă” mică dintre treceri. Formula clasică pentru înălțimea aproximativă a crestei, la o freză sferică, spune că depinde de pasul lateral și de raza sculei. Nu trebuie să o reții ca la examen, dar e util să înțelegi ideea: pas mic, creastă mică, dar mai mult timp. Pas mare, creastă mare, dar rapid.
În finisare HSM, un truc sănătos este să lași un adaos uniform la degroșare, suficient de mic încât finisarea să nu aibă șocuri, suficient de mare încât să nu plimbi scula în gol. Când adaosul e inegal, finisarea devine o loterie: în unele zone scula doar mângâie, în altele mușcă brusc. Iar la mare viteză, diferența asta se vede pe suprafață ca o schimbare de textură.
De asemenea, la finisare, turația mare ajută, dar numai dacă prinderea sculei este impecabilă și dacă scula e echilibrată. Dacă ai o vibrație mică, aproape invizibilă, ea se imprimă ca un model repetitiv, ca un val subțire. Aici, uneori, nu schimbi avansul, ci schimbi turația puțin, fiindcă „nota” vibrației se mută. Și, surprinzător, suprafața se curăță.
Microprelucrarea, unde un milimetru devine un univers
Când intri pe scule mici, 3 mm, 2 mm, 1 mm, lucrurile se schimbă din nou. Un runout care, la o freză de 12 mm, poate trece neobservat, la o freză de 1 mm devine catastrofal. Un dinte taie aproape tot, celălalt abia atinge. Uzura e instantanee.
La microprelucrare, parametrii trebuie să țină cont de faptul că muchia nu e infinit de ascuțită. Există o rază a muchiei, iar dacă grosimea așchiei e sub o anumită limită, nu mai formezi așchie, ci deformezi materialul. Rezultatul este încălzire și o suprafață ciudată, uneori lucioasă, alteori zgâriată fin. În astfel de operații, chiar dacă lucrezi la turații mari, ai nevoie de un fz suficient încât să formezi așchie reală. Asta te obligă să fii foarte atent la feed și la rigiditate.
Și încă ceva: la scule mici, intrarea în material e un moment critic. O intrare bruscă rupe scula. O intrare liniștită, helicoidală sau în rampă, o salvează. Aici, parametrul „ramp angle” din CAM devine la fel de important ca rpm-ul.
Găurirea, alezarea și filetarea în regim de viteză
Când lumea vorbește de high speed machining, se gândește la frezare. Dar în atelier, găurile sunt o mare parte din viață. La găurire, selecția parametrilor se face tot din Vc și fz, dar intervine evacuarea pe adâncime. Dacă găurești adânc, ai nevoie de retrageri, de pauze de rupere a așchiei, de lubrifiere. La turații mari, așchia lungă devine o sârmă încinsă care se înfășoară și face probleme.
La alezare, parametrii sunt mai conservatori, fiindcă vrei precizie și suprafață. În general, alegi turații și avansuri care nu creează vibrații, iar aici rigiditatea portsculei de alezare e crucială. La filetare, dacă folosești tarozi formați sau tarozi tăietori, parametrii diferă. La viteze mari, sincronizarea și rigiditatea mașinii contează enorm. Un mic decalaj între rotație și avans îți rupe tarodul cu o cruzime de cristal.
Cum arată un proces stabil, semnele acelea mici care te liniștesc
Un proces stabil la mare viteză are un sunet uniform. Nu perfect, nu ca o înregistrare, dar uniform. Așchia are formă repetabilă, nu trece brusc de la praf la fulgi groși. Temperatura sculei crește, dar nu explodează. Suprafața nu are valuri periodice, acele dungi fine, aproape decorative, care, dacă le privești de aproape, sunt semnul vibrației.
Într-un proces bun, uzura sculei se vede treptat. Nu apare dintr-odată o ciobire mare. Iar dacă apare, te întrebi ce s-a schimbat: materialul, prinderea, evacuarea, runout-ul. Un atelier bun ține minte astfel de lucruri. Uneori, pe o foaie, alteori într-un fișier, alteori, să fiu sincer, în cap, cu riscurile de rigoare.
Greșeala clasică: să crezi că parametrii sunt doar trei cifre
Mulți reduc totul la rpm, avans, adâncime. Și se miră că nu iese. În realitate, parametrii sunt și strategia de intrare, și lățimea de angajare, și felul în care te apropii de perete, și cum ieși, și cât lași pentru finisare, și cât de bine îți stă piesa în menghină.
La mare viteză, detaliile mici devin mari. Un colț fără rază poate schimba avansul real. Un portsculă murdar schimbă runout-ul. Un șurub de prindere strâns „așa și așa” schimbă rigiditatea. Parametrii nu te salvează dacă restul e improvizat.
Metoda simplă de a-ți construi propriile regimuri, fără să devii sclavul tabelelor
Cel mai sănătos lucru pe care îl poți face este să îți construiești o bază de date internă, pe materialele pe care le lucrezi des, cu sculele pe care le folosești des, pe mașinile pe care le ai. Nu trebuie să fie sofisticată. Poate fi o notă cu câteva observații clare: ce sculă, ce material, ce strategie, ce rpm, ce avans, ce ae, ce ap, cum a sunat, cum a arătat așchia, cât a ținut scula.
În timp, vei observa că parametrii „buni” au un numitor comun: angajare constantă, încărcare reală suficientă ca să taie, evitarea zonelor în care mașina frânează brusc, prinderi rigide, evacuare bună. Vei observa și că unele cifre care par mici pe hârtie scot, în realitate, un debit mare, fiindcă nu pierzi timp cu opriri și nu pierzi scule.
Îmi place să spun, cu un fel de ironie blândă, că high speed machining nu e despre a fi grăbit, e despre a fi atent. Dacă ești atent, poți merge repede. Dacă ești grăbit, vei merge încet, fiindcă vei tot opri să schimbi scule și să refaci piese.
Selecția parametrilor pentru CNC-uri de mare viteză începe cu catalogul, continuă cu calculele simple și se termină cu observația în atelier. Nu există un singur set de cifre, există o potrivire între material, sculă, mașină și traseu.
Când potrivirea e bună, procesul devine liniștitor de predictibil. Auzi același sunet, vezi aceeași așchie, obții aceeași suprafață. Și abia atunci simți că viteza nu e o bravură, ci o ordine.
