Di quanta potenza di lavorazione hai bisogno?

Il calcolo della potenza della macchina utilizzando il metodo relativamente semplice del fattore K aumenta l'efficienza, ottimizza il consumo energetico, riduce i costi operativi e migliora la produttività.

In alcune officine, una singola macchina o un'intera cella di lavorazione è dedicata alla produzione di un tipo specifico di componente utilizzando un determinato materiale. In questo caso, è importante comprendere i fattori K del materiale, che sono costanti assegnate a diversi gruppi di materiali e utilizzate per calcolare i tassi massimi di rimozione del materiale (MRR) in base alla potenza di una macchina.

Sebbene la valutazione della lavorabilità dell’American Iron and Steel Institute (AISI) costituisca una buona base di riferimento sulla difficoltà di alcuni materiali da lavorare, non fornisce dati quantificabili su come affrontare un materiale dal punto di vista dei requisiti della macchina utensile. Anche se sono stati fatti molti progressi nel campo degli utensili da taglio, dei software CAM e delle macchine utensili, alcune parti e alcune configurazioni delle macchine possono ancora trarre vantaggio dai tradizionali metodi di sgrossatura pesante.

Molti macchinisti si trovano spesso in una situazione in cui il loro utensile, che può funzionare a un certo livello MRR, è limitato dalla potenza della macchina. Per officine o produttori con lotti più piccoli e più materiali/parti diversi, ciò potrebbe non rappresentare un problema di produttività, ma richiede un'attenzione particolare durante la programmazione e la selezione degli strumenti. Per i produttori che producono grandi quantità di un singolo pezzo, la potenza della macchina è fondamentale quando si sceglie il tipo di macchine utensili in cui investire.

Per determinare i requisiti di potenza, è necessario prima selezionare i parametri di taglio. Nel caso di utensili più grandi e tagli pesanti, sarà necessaria una grande quantità di potenza da parte della macchina. È qui che possiamo iniziare a fare i calcoli e il passaggio n. 1 determina l'MRR della taglierina.

Nella fresatura, l'MRR è la quantità di materiale rimosso espressa in pollici cubi al minuto (IPM). Il calcolo è semplice:

MRR = DOC x larghezza di taglio x IPM

L'MRR è un ottimo modo per quantificare la produttività della macchina perché tassi di rimozione cubica più elevati equivalgono a tempi di ciclo inferiori. Quando un macchinista comprende la capacità delle frese che sta utilizzando, spesso inizia a cercare macchine più potenti per aumentare il proprio MRR. Per determinare quale tipo di potenza è necessaria, i calcoli vengono effettuati utilizzando il fattore K.

Proprio come ai materiali vengono assegnate valutazioni di lavorabilità, esiste un'altra costante chiamata fattore K che spesso viene assegnata a diversi gruppi di materiali. Il fattore K di un materiale rappresenta l'MMR che può essere raggiunto con 1 HP. Questi fattori K sono un modo per determinare la potenza richiesta da una macchina utensile per un lavoro specifico.

Utilizziamo i fattori K in una formula per determinare la potenza richiesta della macchina (HPm) in base all'MRR della taglierina, al fattore K e all'efficienza del mandrino (E), che in genere è intorno all'80%. La formula è: HPm = (MRR/K)/E.

Per ottenere un MRR di 6,48 IPM cubici utilizzando questi parametri, la macchina richiede circa 5,2 HP. Questa conoscenza può essere molto utile per determinare se lo strumento e i parametri programmati possono gestire il lavoro. Allo stesso modo, se stai cercando di investire in una macchina esclusivamente per la sgrossatura di un determinato materiale, puoi determinare i tuoi requisiti di potenza per ottenere il massimo MRR.

Naturalmente, ci sono limitazioni a questo calcolo.

L'affilatura dell'utensile da taglio e la distribuzione delle forze di taglio influiscono sulla quantità di potenza richiesta. Fattori come la rigidità della configurazione potrebbero richiedere la modifica dei parametri. Anche i fattori K sono approssimativi in ​​base alla durezza e al tipo e si applicano ai tipi di materiale in generale, non ai numeri SAE/AISI specifici.

Naturalmente, esistono altri metodi per calcolare la potenza che richiedono una comprensione molto più approfondita della geometria dell'utensile da taglio, delle proprietà del materiale del pezzo e persino dell'usura dell'utensile.

Ma per un’approssimazione semplice e veloce, il metodo del fattore K è molto utile per determinare la potenza della macchina e può fornire un profitto sostanziale.

Utilizzando semplici calcoli, gli operatori possono predeterminare la potenza di fresatura richiesta per evitare tempi di inattività e la possibilità di aumentare i tempi di ciclo causati da una macchina sottodimensionata. Esistono molti modi per ovviare alla mancanza di potenza, inclusi metodi di fresatura ad alta velocità e tecnologie di lavorazione alternative, ma approssimando la potenza richiesta è possibile aumentare l'MRR e, quindi, la produttività della lavorazione.