Bearbejdningsdata. Transmissionsberegning. Bearbejdningsdata. Fig. 1 Formlen for udregning af omkredsen på en cirkel er:

Transkript

1 Bearbejdningsdata Indledning Når et skærende værktøj arbejder, vil det altid danne en cirkel. Derfor er der behov for at kunne beregne omkredsen af denne. Fig. 1 Formlen for udregning af omkredsen på en cirkel er: diameter π d = diameter π = pi (3,14) Fig. 2 Fig. 3 Cirkel med cykel En cykel bevæger sig i en cirkulær bane med en diameter på 636,62 m. Vejlængden på banen = banens omkreds Omkredsen på banen = 636,62 π = 2000 m Transmissionsberegning d 0 = diameter på motorens remskive d 1 = diameter på maskinens remskive n 0 = motorens omdrejningstal Fig. 4 n 1 = maskinens omdrejningstal Transmissionsberegning anvendes til beregning af remskivestørrelser for at opnå et bestemt omdrejningstal. Ligeledes kan man anvende transmissionsberegning til at beregne omdrejningstal ud fra remskivens diameter. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 1 af 39

2 d n 1 n 1 0 = = omdr./min. d 0 n n 0 d 0 1 = = omdr./min. d 1 d d 1 n 1 0 = = mm n 0 n d 0 d 0 1 = = mm n 1 En rundsav, hvis motor kører 2880 omdr./min., har en remskive med en diameter på 180 mm. Remskiven på maskinen har en diameter på 150 mm. Tallene indsættes i formlen (n 1 ), og maskinenes omdrejningstal kan udregnes. Fig n 1 = = = 3456 omdr./min Maskinen (spindlen) vil med de viste værdier køre 3456 omdr./min. Skærehastighed Generelt Skærehastighed = periferihastighed Skærehastigheden er den periferihastighed, det skærende værktøj bearbejder materialet med. Denne hastighed skal i hvert enkelte tilfælde være afpasset efter de retningslinier, der er opstillet for det pågældende værktøj. Lav skærehastighed Er skærehastigheden for lav, giver det en ringe udnyttelse af værktøjet og ofte en dårlig bearbejdet overflade i form af store kutterslag, oprifter og dårlig fremføring. Høj skærehastighed Er skærehastigheden for høj, resulterer det i en hurtig nedslidning af værktøjets skær, idet fremføring pr. skær bliver for lille, og værktøjets æg kommer til at virke mere skrabende end skærende. Endvidere indebærer for stor skærehastighed fare for sprængning af værktøjet samt i øvrige tilholdere og tilspændinger m.m, hvilket frembyder en stor risiko for de beskæftigede i det pågældende produktionslokale. De rigtige skærehastigheder er afhængige af flere forhold - maskinens konstruktion og stabilitet, værktøjets udformning og det materiale, der skal bearbejdes. Der kan som følge af disse forhold ikke gives konkrete tal for skærehastigheden, men kun angives, inden for hvilke grænser skærehastigheden normalt må ligge. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 2 af 39

3 Fig. 6 Skema over skærehastigheder Sammensattte værktøjer aldrig over 40 m/sek. HSS = hurtigstål HM = hårdmetal DIA = polykrystaldiamant Bearbejdningsdata Sammensatte værktøjer, dvs. firkantede kuttere, bakkejern, rundkuttere, alle former for værktøj med aftagelige knive, vil en skærehastighed på 40 m/sek. være det maksimale. For en del rundkuttere gælder dog særlige forhold. Disse vil være at læse på kutteren. Vejledende værdier for skærehastigheder Fræsere HSS-faste værktøjer m/sek. Fræsere HM-DIA Faste værktøjer m/sek. Formler for skærehastighed Når man skal bruge formler, skal man kende de værdier, som bogstaverne i formlen erstatter. Ved udregning af formlen indsættes værdierne i stedet for bogstaverne. Udregning af skærehastighed Skærehastighed har bogstavbetegnelsen V. Ved udregning af et værktøjs skærehastighed, periferihastighed (dvs. den hastighed, hvormed værktøjet bearbejder materialet) anvendes formlen: V = skærehastighed m/sek. d = værktøjsdiameter π = pi (3,14) n = spindlens omdrejningstal pr. min. 60 = omregner omdrejningstallet til omdr./sek = omregner millimeter til meter For at kunne bruge ovenstående formel skal man kende værktøjets diameter og spindlens omdrejningstal. Disse værdier indsættes i stedet for bogstaverne, og formlen kan udregnes. Værktøjets diameter = 155 Spindlens omdrejningstal = 4400 omdr./min. Savklinger HM Materiale m/sek. Blødt træ Hårdt træ Spånplader Møbelplader MDF plader Kunststofbelagte plader d π n V = = m/sek Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 3 af 39

4 V 155 π ,1 = = = 35, = 35,71 m/sek Skærehastigheden på værktøjet bliver på 35,71 m/sek. Beregning af maskinens spindelomdrejninger Hvis man ønsker en bestemt skærehastighed på værktøjet, skal man kunne udregne maskinens spindelomdrejningstal. Hertil anvendes formlen: n = V = d π omdr./min. n = spindlens omdrejningstal pr. min. V= skærehastigheden pr. sek. d = værktøjets diameter i mm π = pi (3,14) 60 = omregner skærehastigheden til meter pr. min = omregner meter til mm For at kunne udregne denne formel skal man kende den ønskede skærehastighed for værktøjet samt værktøjets diameter. Værktøjets ønskede skærehastighed = 35 m/sek. Værktøjets diameter = 125 mm n = = = 5347,5935 omdr./min. 125 π 392,7 Den ønskede skærehastighed på 35 m/sek. opnås ved spindelomdrejningstal på 5347,6 omdr./min. Fremføringshastighed Generelt Omdrejningstallet og det antal skær, der bearbejder emnet, samt den ønskede overfladekvalitet er bestemmende for emnets fremføringshastighed. Er fremføringhastigheden for langsom i forhold til omdrejningstallet og antal skær, således at fremføring pr. skær bliver for lille, vil det resultere i, at hvert enkelt skærs arbejde bliver mere skrabende end skærende, hvorved snitkræfterne øges, og nedslidning og sløvning af æggen vil foregå forholdsvis hurtigt. I et sådant tilfælde giver en forøgelse af fremføringshastigheden eller reduktion i skærenes antal og omdrejninger en bedre snitflade samt en længere standtid. Fremføringshastigheden må fortsat i forhold til omdrejningstallet og antal skær ikke være for stor, da det kan resulterer i dårlig overflade med kutterslag og oprifter. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 4 af 39

5 Fremføringshastigheder Til beregning af fremføringshastigheder, altså den hastighed som emnet føres igennem maskinen med, anvendes formlen: S d π n = = m/min S = fremføringshastighed m/min. d = fremføringsvalsens diameter i mm π = pi (3,14) n = fremføringsvalsens omdrejninger pr. min = omregner mm til meter For at beregne fremføringshastigheden skal man kende fremføringsvalsens diameter og valsens omdrejningstal. Fremføringsvalsens diameter = 110 mm Fremføringsvalsens omdrejningstal = 15 omdr. pr. min. S 110 π 15 = = 5, = 5,18 m/min Emnet vil blive ført igennem maskinen med en hastighed på 5,18 m/min. Beregning af fremføringshastigheder Fremføringshastigheden kan udregnes, når spindlens omdrejningstal, antal skær og fremføring pr. skær er kendt. Hertil anvendes formlen: S n Z S = z = m/min S = fremføringshastighed m/min. n = spindlens omdrejningstal pr. min. Z = antal skær S z = fremføring pr. skær 1000 = omregner mm til meter For at kunne anvende ovenstående formel skal man kende maskinens omdrejningstal, antal skær på værktøjet samt fremføring pr. skær (overfladekvaliteten). Når disse værdier indsættes kan formlen udregnes. En kehlemaskines omdrejningstal = 6000 Antal skær på værktøjet = 4 Fremføring pr. skær = 0,5 mm , S = = = 12 m/min For at opnå den ønskede fremføring pr. skær (overfladekvalitet) på 0,5 mm skal fremføringshastigheden på emnet, gennem maskinen, være 12 m/min. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 5 af 39

6 Beregning af fremføring pr. skær Fig. 7 Overfladekvalitet Bearbejdningsdata Overfladens kvalitet Fremføring pr. skær Meget fin 0,15-0,25 Fin 0,25-0,50 God 0,50-1,00 Grov 1,00-3,00 Generelt Hvad er bestemmende for overfladekvaliteten? De relativt høje hastigheder kræver en nøjagtig justering af maskine og værktøj, og det fulde udbytte med hensyn til den bearbejdede overflades kvalitet opnås kun ved en vibrationsfri gang. Spindlen, hvorpå værktøjet er opspændt, må ikke have større udsving end ca. 2/10 mm, og værktøjet skal være nøje afbalanceret. Det må kontrolleres, at der ikke findes skævheder, snavs eller andre urenheder på alle spændeflader - det gælder værktøj, udfyldsringe, flanger m.m. Efter opspændingen af værktøjet må hele opstillingen nøje justeres og afvejes. Spindlens omdrejningstal, antal skær på værktøjet og den hastighed, hvormed emnerne bearbejdes, er bestemmende for den bearbejdning, hvert enkelt skær skal udføre, og dermed afgørende for den bearbejdede overflades beskaffenhed. Fremføring pr. skær = afstanden, som emnet føres frem mellem to skær. Beregning af fremføring pr. skær Når man kender en bestemt fremføringshastighed, spindlens omdrejningstal og antal skær på værktøjet kan fremføring pr. skær udregnes. Hertil anvendes formlen: S 1000 S z = = n Z mm S z = fremføring pr. skær S = fremføringshastighed m/min. Z = antal skær n = spindlens omdrejningstal pr. min = omregner mm til meter Følgende parametre skal være kendt: Fremføringhastigheden, spindlens omdrejningstal, antal skær på værktøjet. Når disse værdier er kendt, kan formlen udregnes. Fremføringshastigheden = 10 m/min. Spindlens omdrejningstal = 5000 omdr./min. Antal skær = S z = = ,5 mm Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 6 af 39

7 Fremføring pr. skær vil i det viste eksempel være 0,5 mm. I nedenstående tabel kan der direkte aflæses skærehastigheder, diameter og omdrejningstal. Værktøjets skærehastighed i meter pr. sekund (m/s) Dia. Værktøjsspindlens omdrejningstal pr. minut (omdr/min) Fig. 8 Direkte aflæsning af skærehastigheder, diameter og omdrejningstal Med et fast fræseværktøj, som har en diameter på 160 mm, ønskes en skærehastighed på 45 m/sek. Følg den vandrette linie ud fra værktøjsdiameteren på 160 mm ud til skæring af den lodrette linie. Fra skærehastighed 45 m/sek. aflæses omdrejningstallet på 5374 omdr./min. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 7 af 39

8 Fig. 9 Aflæsning af fremføringshastighed, spindelomdrejninger, antal skær og fremføring pr. skær Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 8 af 39

9 Spindlen har et omdrejningstal på 5000 omdr./min. Fremføringhastigheden er 10 m/min. Hvad bliver fremføring pr. skær, hvis værktøjet har 4 skær. Linien fra 5000 lodret følges, til den møder den vandrette linie fra 10 m/min. Derefter følges diagonalen op mod højre. Her aflæses resultatet 0,50 mm i kolonnen med 4 skær. Middelspåntykkelse Beregning af middelspåntykkelse Ved skærende bearbejdning med roterende værktøj er spånens tværsnit kommaformet, og spånen har derfor ikke samme tykkelse overalt. Fig. 10 Spån Derfor indfører man udtrykket middelspåntykkelse som et mål for spånens tykkelse. Middelspåntykkelsen må helst ikke være under 0,1 mm, da standtiden på værktøjet i så fald vil blive for lille. For at kunne udregne middelspåntykkelsen skal skæredybde, værktøjsdiameter samt fremføring pr. skær være kendt på forhånd. S h z -- mm d m = middelspåntykkelse S z = fremføring pr. skær i mm h = skæredybde i mm d = værktøjets diameter i mm S z = 2 mm h = 2 mm d = 180 mm Tallene indsættes i formlen: 2 1, = = 0,21 mm ,4164 Middelspåntykkelsen bliver 0,21 mm. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 9 af 39

10 Tabel for middelspåntykkelse Fig. 11 Tabeller: værktøjsdiameter, antal skær og fremføring pr. skær Er fremføringen pr. skær S z kendt, startes i ramme IV, hvor S z = 0,3 mm. Skæredybden h startes i ramme III, hvor h = 15 mm og værktøjsdiameteren = 100 mm. Middelspåntykkelsen aflæses i ramme IV til ca. 0,12 mm. Er fremføring pr. skær S z ikke kendt, startes i ramme II med fremføringshastighed S m/min., og man går over værktøjsomdrejningstal til antal skær op til den hertil svarende fremføring pr. skær. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 10 af 39

11 Tabel for middelspåntykkelsen m og den dertil svarende omtrentlige specifikke skærekraft K sm for fyrretræ Fig. 12 Fig. 13 Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 11 af 39

12 Udregning af kutterslagsdybde Kutterslagsdybden har bogstavbetegnelsen k. Ved anvendelse af stor fremføring pr. skær vil emnets overfladekvalitet forringes som følge af for stor kutterslagsdybde. Ved at vælge en værktøjsdiameter så stor som mulig vil kutterslagsdybden mindskes. Tabel over kutterslagsdybde, diameter på værktøjet og fremføring pr. skær i mm Fremføring Diameter på værktøjet i mm i mm pr. skær ,25 0, , , , , ,4 0, , , , , ,5 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , ,00179 l,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , , ,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , , ,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , ,02857 Fig. 14 Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 12 af 39

13 Fremføring Diameter på værktøjet i mm i mm pr. skær ,25 0, , , , , ,4 0, , , , , ,5 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , ,00083 l,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , , ,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , , ,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , ,01333 Fig. 15 Overfladekvaliteten kan karakteriseres ud fra kutterslagsdybden således: Min. Maks. Fin overflade Kutterslagsdybde 0,0002 0,0007 mm Mellemfin overflade Kutterslagsdybde 0,0007 0,0003 mm Grov overflade Kutterslagsdybde 0,0003 0,02 mm For at kunne udregne kutterslagsdybden k skal man kende værktøjsdiameter, fremføring pr. skær. Hertil anvendes formlen: k = S z mm 4 D S z = fremføring pr. skær i mm d = værktøjsdiameteren i mm Fremføring pr. skær = 0,50 mm Værktøjsdiameteren = 150 mm k 0,50 2 = = 0, = 0, = 0,00042 mm Kutterslagsdybden bliver da 0,00042 mm. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 13 af 39

14 Udregning af effektforbrug i hk Ved høvle- og fræsearbejde kan sniteffekten (den effekt, der er nødvendig til selve spåntagningen), beregnes ud fra følgende formel: K N sm h b S s = = hk N s = sniteffekt i hk h = skæredybde i mm b = skærebredde i mm S = fremføringshastighed i m/min. K sm = specifik skærekraft i kg/mm 2 Ved bearbejdning med roterende værktøj er spånen bestemt dels ved bredden b og dels ved middelspåntykkelsen m. Den specifikke skærekraft K sm afhænger af materialet og middelspåntykkelsen m. Ved bearbejdning langs træets fiberretning kan K sm bestemmes ud fra følgende diagram. Fig. 16 Diagram til aflæsning af K sm Fremføring pr. skær S z For at kunne beregne S z skal kutterslagsdybden og værktøjsdiameteren være kendt. Hertil anvendes formlen: S z = 2 k D S z = fremføring pr. skær i mm k = kutterslagsdybden i mm d = diameteren på værktøjet i mm Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 14 af 39

15 k = 0,0007 mm d = 150 mm Tallene sættes ind i formlen: S z = 2 0, = 0, = 0,65 mm Fremføring pr. skær bliver da 0,65 mm svarende til en god overfladekvalitet. Beregning af middelspåntykkelsen m Middelspåntykkelsen m kan findes, når skæredybden, værktøjsdiameteren og fremføring pr. skær er kendt. Hertil anvendes formlen: m = S h z -- mm d m = middelspåntykkelse S z = fremføring pr. skær i mm h = skæredybde i mm d = værktøjsdiameter i mm S z = 0,50 mm h = 16 mm d = 150 mm Tallene sættes ind i formlen: m 0, = = 0, = 0, = 0,16 mm , Middelspåntykkelsen bliver da 0,16 mm. Beregning af fremføringshastigheden S, når hk er kendt Fremføringshastigheden S kan beregnes, når hk, skærebredden, træart og specifik skærekraft K sm er kendt. Hertil anvendes formlen: hk S = = h b m K sm S = fremføring i m/min. K sm = specifik skærekraft i kg/mm 2 h = skæredybde i mm b = skærebredde i mm hk = motoreffekt K sm = 2,5 h = 16 mm b = 45 mm hk = 3 Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 15 af 39

16 Tallene sættes ind i formlen: S = , = ,5 m/min. Sniteffekten N s er den nettoeffekt, der er nødvendig for at udføre selve spåntagningen. Motoreffekten N m skal ud over spåntagningen også overvinde friktions- og transmissionstab i maskinen. Det er sædvanligvis ca. 10%. Herefter haves: N m = N s 1,1 Hvor værktøjet er anbragt direkte på motorakslen, er der ikke friktions- og transmissionstab. Motoreffekt vil da være det samme som sniteffekt. N m N s Effektbehovet ved fræsearbejde skal findes. Materiale: fyr Fremføringshastighed S = 8 m/min. Omdrejningstal n = 6000 omdr./min. Antal skær Z = 2 Skæredybde h = 16 mm Skærebredde b = 45 mm Værktøjsdiameter d = 125 mm For at finde K sm må vi først beregne middelspåntykkelsen. m = S h z d -- = S 1000 h n Z d = = 0, = 0,36 mm , Ifølge diagrammet, fig. 16 (Diagram for specifik skærekraft K sm ), med en middelspåntykkelse m = 0,36 mm og ved fyrretræ er K sm = 1,3 kg/mm 2. Sniteffekten kan herefter beregnes. Hertil anvendes formlen: K N sm h b S s = = 1, = = 1,664 = 1,7 hk Motoreffekten ved maskinen, hvor kraften overføres med rem til værktøjsspindel, må da være mindst: N m = N s 1,1 = 1,7 1,1 = 1,87 hk kw = 1,36 hk Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 16 af 39

17 hk = 0,736 kw Vinkelret mod træets fibre bliver kraftforbruget 2,5-3 gange større. Fig. 17 Bearbejdningsdata for båndsavsklinger Båndsavens hastighed og fremføring pr. tand Båndsavens tandhastighed er m pr. sek., men bør afpasses til materialet, der skal skæres, samt skivediameteren. Retningslinier for tandhastigheden i m pr. sek. ved skæring med båndsavsklinger i forskellige skivediametre Bearbejdet materiale Fig. 18 Skivediameter i mm Valgte tandhastighed 29 meter pr. sekund Omkreds = diameter 3, mm 3,14 = 2512 mm omkreds 29 meter : 2512 mm = 11,54 Omdr. pr. sek. = 11,54 60 sek. = 692 omdr./min. Tandhastighed m/sek. Blødt træ Hårdt træ Blødt træ Hårdt træ Blandet materiale Fremføringshastighed Fremføringshastigheden afpasses efter tandantal, skærehastighed og materiale således, at fremføringen pr. tand kommer til at at ligge mellem 0,07 mm og 0,15 mm - mindst ved hårde og sløvede materialer, størst ved bløde materialer. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 17 af 39

18 Ved bearbejdning af stærkt sløvende materiale kan længere standtid opnås ved anvendelse af tandspidshærdede klinger. Diagrammet anvendes således: 25 m/sek. Z = 100 tænder S m = 20 m/min. Fig. 19 Bestemmelse af fremføring pr. skær I diagrammet aflæses: S z = ca. 0,13 mm Bearbejdningsdata for CV-rundsavsklinger Periferihastighed og fremføring pr. tand for CV-rundsavsklinger Rundsavens periferihastighed Rundsavens periferihastighed kan være 25 til 50 m/sek., men bør afpasses til materialet, der skal skæres. Fig. 20 Bearbejdet materiale Periferihastighed i m/sek. Blødt træ Hårdt træ Blandet materiale 45 Meget hårdt træ Rundsavens fremføring pr. tand For at få længst mulig standtid på rundsavsklingen må fremføringen af materialet i m/min., tandantallet og omdrejninger pr. min. være afpasset således, at fremføringen pr. tand ikke er for lille. Arten af bearbejdning eller materialer Savværksklinger, udlagte Savværksklinger, stukkede Fig. 21 Fremføring pr. tand i mm 0,3-1,2 mm 0,4-2,0 mm Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 18 af 39

19 Bearbejdningsdata for rundsavsklinger HM Skærehastigheder for HM-rundsavsklinger Vejledende skærehastigheder for HM-rundsavklinger ligger mellem m/sek., man bør afpasses efter materialet, der skal bearbejdes. Materiale Blødt træ Normalt, hårdt træ Meget hårdt træ Kunststof, duoplast Kunststof, termoplast MDF Skærehastighed m/sek Fig. 22 Skærehastigheder for rundsavsklinger (se også fig. 6 i afsnittet diagrammer ) For at opnå den længst mulige standtid på rundsavsklinger skal fremføring af materialer i m/min., tandantal og omdrejninger pr. min. været afpasset således, at fremføringen pr. tand ikke bliver for lille. En fremføringshastighed på under 0,03 mm vil være meget sløvende og over 0,3 mm for groft til udførelse af maskinsnedkerarbejde. Ved savværksarbejde (grovskæring) kan der anvendes en fremføring pr. tand fra 0,3-0,8 mm. Arten af bearbejdning eller materiale Længdeskæring Tværskæring Pladearbejde Laminater Fig. 23 Vejledende værdier ved forskellig art af bearbejdninger eller materialearbejde for fremføring pr. tand Fremføringshastighed og fremføring pr skær for rundsavsklinger Fremføringshastigheden S kan beregnes, når spindelomdrejningstallet pr. min., antal tænder og fremføring pr. tand er kendt. Hertil anvendes formlen. S eller n Z S = Z = m/min n Z S S = Z = m/min. Fremføring i mm. pr. Tand 0,15-0,3 mm 0,08-0,2 mm 0,05-0,15 mm 0,03-0,1 mm Den første formel anvendes, hvor tanden er slebet lige (slibevinkel på 0 grader) eller ensidet skråslebet. Den anden formel anvendes, hvor tanden er skråslebet vekselvis og derfor kun skærer med det halve antal tænder i hver side. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 19 af 39

20 Fig. 24 S = fremføringshastighed m/min. d = fremføringsvalsens diameter i mm π = pi (3,14) n = fremføringsvalsens omdrejninger pr. min = omregner mm til meter Omdrejningstal = 3000 omdr./min. Fremføring pr. tand = 0,2 mm Antal tænder = 40 Fremføringhastigheden bliver da: S Eller S = , = 24 m = , = 12 m Fremføring pr. tand Fremføring pr. tand S Z kan findes, når, fremføringhastigheden i m/min., omdrejningstallet omdr./min. og antal tænder er kendt. Hertil anvendes formlen: eller S S 1000 Z = = n Z m m S S Z = = n Z mm (Brug af formel 1 og 2 samt bogstavbetegnelse, se ovenstående) Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 20 af 39

21 Fremføringhastighed 1 = 24 m/min. Fremføringshastighed 2 = 12 m/min. Omdrejningstal = 3000 omdr./min. Antal tænder = 40 eller S Z = = 0,2 m m S Z = = ,2 mm Formel til at finde tiden, når fremføringshastigheden S er kendt Formlen kan anvendes ved hånd- og automatisk fremføring og giver tiden i 1/100 minutter. L T g 100 i = = min. S 1000 T i = tiden i 1/100 min. L g = længden på emne i mm S = fremføringen i m/min. L g = 840 mm S = 12 m/min. Tallene indsættes i formlen: T i = = 7/100 min Formlen kan anvendes både ved hånd- og automatisk fremføring, når tiden i 1/100 min. er kendt. S = fremføringen i m/min. L g = længden på emne i mm T i = tiden i 1/100 min. L g = 840 mm T i = 7/100 min. Tallene indsættes i formlen: S = = m/min. Tandlukkevolumen Tandlukkevolumenet må kun fyldes til en vis grad af den træmængde, der skæres løs (savspån). Denne fyldningsgrad kaldes GFI-værdi (Gullet Feed Index). Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 21 af 39

22 Den kritiske værdi for GFI er på ca. 0,37. Den kritiske værdi kan variere med træets egenvægt, fugtighed, temperatur og savspånens størrelse. Overskridelse af den kritiske værdi vil medføre forringelse af det udførte arbejde. For at kunne beregne GFI skal man kende S p (savspånvolumen i mm 3 ) og T l (tandlukkevolumen i mm 3 ). Formlen for beregning af S p : Hvor S p = S h S b S z = mm 3 S h = snithøjde i mm S b = snitbredde i mm S z = fremføring pr. skær i mm Der skal foretages længdeskæring af fyrretræsemner på 25 mm i tykkelse. S h = 25 mm S b = 3 mm S z = 0,3 mm S p = ,3 = 22,5 mm 3 Formlen for beregning af T l : Hvor T T s T h 1 = S 2 b T s = tandafstand i mm T h = tandhøjde i mm S b = snitbredde i mm Klingediameter = 350 mm Tandantal = 48 T s = 22,90 mm T h = 13,75 mm S b = 3 mm 22,90 13,75 T 1 = = 472, Formel for GFI: S p GFI = T 1 Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 22 af 39

23 Tandlukkevolumenets fyldningsgrad GFI er: GFI = ,5 = 0, = 0,05 472,3125 Hvertandsklinge: Tandafstand = 10 mm Tandhøjde = 5 mm Snitbredde = 1,4 mm Tandlukkevolumenet bliver da: ,4 = 35 mm 2 2 Kritisk GFI-værdi = 0, ,37 = 12,95 m 3 savspån Hverandentandsklinge: Tandafstand = 20 mm Tandhøjde = 5 mm Snitbredde = 1,4 mm Tandlukkevolumenet bliver da: ,4 = 105 mm 3 2 Kritisk GFI-værdi = 0, ,37 = 38,85 mm 3 savspån Savspån ved skæring af: 150 mm højt snit 1,4 mm snitbredde 0,1 mm fremføringshastighed pr. tand Savspånvolumenet bliver da: 150 1,4 0,1 = 21 mm 3 hvilket er for meget til skæring med hvertandsklingetandformen. Der må derfor anvendes hverandentandsklinge. Beregning af værktøjsdiameter Værktøjsdiameteren kan udregnes, hvis skærehastigheden i m/sek. og spindelomdrejningstallet omdr./min. er kendt. Hertil anvendes formlen: V d = = n π mm V = skærehastighed m/sek. d = værktøjsdiameter Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 23 af 39

24 π = pi (3,14) n = spindlens omdrejningstal pr. min. 60 = omregner omdrejningstallet til omdr./sek = omregner millimeter til meter Skærehastighed = 35 m/sek. Spindelomdrejningstal = 5000 omdr./min. Værktøjsdiameteren bliver i det viste 133,7 mm. Bearbejdningsdata d = = = 133,69015 = 133,7 m m 5000 π 15707,963 Standtider Ved enhver spåntagende bearbejdning af et materiale indgår der en række faktorer, der er bestemmende for kvaliteten af det bearbejdede emne samt standtiden af værktøjet. Disse faktorer kaldes skæredata, og uanset hvilke skæredata der anvendes, vil der under bearbejdningen af materialet foregå en sløvning af værktøjet. For at opnå den længst mulige standtid, dvs. den tid, der går, fra værktøjet er nyslebet og skarpt, til det ikke mere arbejder tilfredsstillende, er det vigtigt at anvende korrekte skæredata. Faktorer der er medvirkende til lang standtid: Anvendelse af korrekt stålkvalitet HSS, kaldet hurtigstål, bør kun anvendes til bearbejdning af massivtræ, da lim og andre urenheder vil slide uforholdsmæssigt meget på skæret. HM, hårdmetalsværktøjer, er velegnet til bearbejdning af pladematerialer, da det har en standtid, der er ca. 50 gange højere end HSS-stål. HM-stålkvalitet findes i forskellige hårdheder. Til sidst er der diamantværktøjer, som anvendes mere og mere inden for træindustrien - især i virksomheder, der bearbejder pladematerialer af forskellige slags. Diamant kan anvendes til alle bearbejdningsformer, da det kan slibes skarpere end HM. Diamant har en standtid, der er ca højere end HM-stål. HM-kvaliteter HM-kvaliteten K10 er den hårdeste og mest sprøde kvalitet. Egner sig ikke til bearbejdning af bløde træsorter. K40 er den sejeste og lader sig slibe skarpere. K40 egner sig derfor bedre til bearbejdning af bløde træsorter. Forkert valg kan give kortere standtid. Bearbejdet materiale Hårdfiberplade Krydsfiner, spånplade Teak Hårde træsorter Bløde træsorter Retningslinier for slibevinkler på HM-værktøj Værktøjstype Frivinkel Kilevinkel Spånvinkel (ISO) K10-K20 K20-K30 K30-K40 K40 K40 10º 10-12º 12º 15º 15º 68º 60º 55-60º 50-55º 45-50º 12º 18-20º 18-23º 20-25º 25-30º Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 24 af 39

25 Spånvinkel En spånvinkel på 45º til bløde træsorter kan give et godt resultat. Overfladen bliver god og skærekraften lav. Ved større spånvinkler end 45º bliver kilevinklen så lille, at standtiden mindskes væsentligt. Ved hårde træsorter skal spånvinklen være mellem 15-20º. Skærekraften vil øges ved mindre spånvinkel. Kilevinkel Hvis standtiden skal holde længst muligt, er det bedst med en stor kilevinkel. Men da spånvinklen ved bearbejdning af bløde træsorter samt ved bearbejdning på tværs af træets fibre skal være stor, bliver kilevinklen derfor forholdsvis lille. Kilevinklen må derfor aldrig blive mindre end 35º. Skærehastighed Skærehastigheden skal i hvert enkelt tilfælde afpasses efter værktøjet og det materiale, der skal bearbejdes. Er hastigheden for lav, giver det en ringe udnyttelse af værktøjet og ofte en dårligt bearbejdet overflade. Er hastigheden for høj, resulterer det i en hurtigere nedslidning af værktøjets skær (standtid), da skæret kommer til at virke mere skrabende end skærende. De rigtige skærehastigheder er afhængige af flere forhold: maskinens konstruktion og stabilitet, værktøjets udformning og det materiale, der skal bearbejdes. Der kan som følge af disse forhold ikke gives konkrete tal for skærehastigheden, men kun angives, inden for hvilke grænser skærehastigheden normalt må lige. Fremføringshastighed Fremføringshastigheden har stor indflydelse på standtiden. Er fremføringhastigheden for lille i forhold til omdrejninger og antal skær, således at spånlængden bliver for lille, vil det resultere i, at skæret vil virke mere skrabende end skærende, og nedslidningen af æggen vil foregå meget hurtigt. Den bedste standtid opnås ved en fremføringshastighed på ca. 3mm pr. skær. Middelspåntykkelse Middelspåntykkelsen er sammenhængen mellem skæredybde, værktøjsdiameter og fremføring pr. skær. Middelspåntykkelsen må helst ikke være under 0,1 mm, da standtiden i så fald bliver for lille. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 25 af 39

26 Terminologi d 0 = diameter på motorens remskive d 1 = diameter på maskinens remskive n 0 = motorens omdrejningstal n 1 = maskinens omdrejningstal V = skærehastighed m/sek. n = omdrejningstal omdr./min. d = værktøjsdiameter i mm Z = antal skær S = fremføringshastighed m/min. S z = fremføring pr. skær i mm k = kutterslagsdybden i mm m = middelspåntykkelse h = skæredybde i mm b = skærebredde i mm N s = netto sniteffekt i hk N m = netto motoreffekten + 10% (friktion og transmissionstab) kw = kilowatt (1 hk = 0,736 kw) Ved tværbearbejdning forøges N s eller N m med 2,5 til 3 gange K sm = specifik skærekraft i kg/mm 2 S p = savspånvolument i mm 3 T l = tandlukkevolumen i mm 3 GFI = tandlukkevolumenets fyldningsgrad med savspån S pu = savspånvolumenet efter fri skæring i mm 3 K t = klingetykkelse i mm S h = snithøjde i mm S b = snitbredde i mm T s = tandafstand i mm T h = tandhøjde i mm Z m = antal tænder pr. m T i = tiden i 1/100 minutter L g = længden på emne i mm D s = skivediameter i mm Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 26 af 39

27 Formelsamling Transmissionsberegning d n 1 n 1 0 = = omdr./min. d 0 n n 0 d 0 1 = = omdr./min. d 1 d d 1 n 1 0 = = mm n 0 n d 0 d 0 1 = = mm n 1 Skærehastighed d π n V = = m/sek V = skærehastighed m/sek. d = værktøjsdiameter π = pi (3,14) n = spindlens omdrejningstal pr. min. 60 = omregner omdrejningstallet til omdr./sek = omregner millimeter til meter Maskinens omdrejningstal (spindelomdrejninger) V n = = d π omdr./min. n = spindlens omdrejningstal pr. min. V= skærehastigheden pr. sek. d = værktøjets diameter i mm π = pi (3,14) 60 = omregner skærehastigheden til meter pr. min = omregner meter til mm Fremføringshastighed d π n S = = m/min S = fremføringshastighed m/min. d = fremføringsvalsens diameter i mm π = pi (3,14) n = fremføringsvalsens omdrejninger pr. min = omregner mm til meter Fremføringshastighed n Z S S = z = m/min S = fremføringshastighed m/min. n = spindlens omdrejningstal pr. min. Z = antal skær S z = fremføring pr. skær Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 27 af 39

28 1000 = omregner mm til meter Fremføring pr. skær S S 1000 z = = n Z mm S z = fremføring pr. skær S = fremføringshastighed m/min. Z = antal skær n = spindlens omdrejningstal pr. min = omregner mm til meter Middelspåntykkelse S h z -- mm d m = middelspåntykkelse S z = fremføring pr. skær i mm h = skæredybde i mm d = værktøjsdiameter i mm Beregning af fremføringshastigheden S, når hk er kendt. S = hk = h b m K sm S = fremføring i m/min. K sm = specifik skærekraft i kg/mm 2 h = skæredybde i mm b = skærebredde i mm hk = motoreffekt Sniteffekten N s er den nettoeffekt, der er nødvendig for at udføre selve spåntagningen. Motoreffekten N m skal ud over spåntagningen også overvinde friktions- og transmissionstab i maskinen. Det er sædvanligvis ca. 10%. Herefter haves: N m = N s 1,1 Hvor værktøjet er anbragt direkte på motorakslen, er der ikke friktions- og transmissionstab. Motoreffekt vil da være det samme som sniteffekt. N m N s Savspånvolumen S p = S h S b S z = mm 3 S h = snithøjde i mm S b = snitbredde i mm S z = fremføring pr. skær i mm Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 28 af 39

29 Tandlukkevolumen T T s T h 1 = = S 2 b T s = tandafstand i mm T h = tandhøjde i mm S b = snitbredde i mm Tandlukkevolumenets fyldningsgrad GFI: GFI = S p T 1 (kritisk GFI er ca. 0,37) T 1 = S p GFI S S h S b S pu = z = mm 3 GFI T S h T pu = s S 2 b = mm 3 S pu = T h T s S b 0,75 = mm 3 (hverandentandsklinge) 2 S T pu s = T h S b T s = 2 S pu T h S b 0,75 Værktøjsdiameter V d = = n π omdr./min. V = skærehastighed m/sek. d = værktøjsdiameter π = pi (3,14) n = spindlens omdrejningstal pr. min. 60 = omregner omdrejningstallet til omdr./sek = omregner millimeter til meter Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 29 af 39

30 Diagrammer Fræsere HSS-faste værktøjer m/sek. Fræsere HM-DIA faste værktøjer m/sek. Fig. 6 Skema over skærehastigheder Savklinger HM Materiale m/sek. Blødt træ Hårdt træ Spånplader Møbelplader MDF plader Kunststofbelagte plader Overfladens kvalitet Fremføring pr. skær Meget fin 0,15-0,25 Fin 0,25-0,50 God 0,50-1,00 Grov 1,00-3,00 Fig. 7 Tabel til overfladekvalitet Værktøjets skærehastighed i meter pr. sekund (m/s) Dia. Værktøjsspindlens omdrejningstal pr. minut (omdr/min) Fig. 8 Der kan direkte aflæses skærehastigheder, diameter og omdrejningstal. Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 30 af 39

31 Fig. 9 Aflæsning af fremføringshastighed, spindelomdrejninger, antal skær og fremføring pr. skær Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 31 af 39

32 Fig. 11 Tabeller: Værktøjsdiameter, antal skær og fremføring pr. skær Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 32 af 39

33 Fig. 12 Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 33 af 39

34 Fremføring Diameter på værktøjet i mm i mm pr. skær ,25 0, , , , , ,4 0, , , , , ,5 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , ,00179 l,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , , ,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , , ,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , ,02857 Fig. 14 Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 34 af 39

35 Fremføring Diameter på værktøjet i mm i mm pr. skær ,25 0, , , , , ,4 0, , , , , ,5 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , ,00083 l,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , , ,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , , ,2 0, , , , , ,4 0, , , , , ,6 0, , , , , ,8 0, , , , , ,0 0, , , , ,01333 Fig. 15 Fig. 16 Diagram til aflæsning af K sm Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 35 af 39

36 Diagrammet anvendes således: 25 m/sek. Z = 100 tænder S m = 20 m/min. I diagrammet aflæses: S z = ca. 0,13 mm Fig. 19 Skærehastigheder for rundsavsklinger Rundsavsklinger, CV Arten af bearbejdning eller materialer Savværksklinger, lagte Savværksklinger, stukkede Fremføring pr. tand i mm 0,3-1,2 mm 0,4-2,0 mm Rundsavsklinger, HM Arten af bearbejdning eller materiale Fremføring i mm pr. tand Længdeskæring Tværskæring Pladearbejde Laminater 0,15-0,3 mm 0,08-0,2 mm 0,05-0,15 mm 0,03-0,1 mm Fig. 21 og 23 Vejledende værdier ved forskellig art af bearbejdninger eller materialearbejde for fremføring pr. tand Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 36 af 39

37 Fig. 27 Tabel for skærehastighed V Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 37 af 39

38 Fig. 28 Tabel for fremføring pr. tand (rundsav) Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 38 af 39

39 Fig. 29 Tabel for fremføring pr. skær (fræser) Maskinsnedkerfagets efteruddannelseskompendie - Bearbejdningsdata, side 39 af 39