bedrijfsnieuws over Zacht vs. Hard Metaal: Hoe Materiaalhardheid Parameters voor Hogesnelheidscirkelzaagsnijden Verandert

Bij hogesnelheidscirkelzaagsneden beïnvloedt de materiaalhardheid direct de omtreksnelheid van het zaagblad, de voedingssnelheid, de voeding per tand, de keuze van de tandsteek en de koel-/smeermethoden.

Simpel gezegd:

Bij het zagen van zachtere metalen kunnen meestal hogere zaagsnelheden en een grotere voeding per tand worden gebruikt, maar adhesie van spanen, ingebouwde randen en spaanafvoer moeten zorgvuldig worden beheerst. Bij het zagen van hardere metalen moeten de zaagsnelheid en de voeding per tand over het algemeen worden verlaagd, terwijl een stabielere voedingsregeling helpt om tandimpact, slijtage en tandafbrokkeling te verminderen.

Daarom kan een hogesnelheidscirkelzaagmachine geen vaste set parameters voor alle materialen gebruiken. Zelfs als de werkstukdiameter exact hetzelfde is, zijn de oorspronkelijke zaagparameters mogelijk niet meer geschikt bij het overschakelen van koolstofarm staal naar gelegeerd staal, roestvrij staal of materialen met een hoge hardheid.

De essentie van hogesnelheidscirkelzagen is dat meerdere tanden op het zaagblad continu het materiaal binnendringen en spanen vormen.

Elke tand moet een bepaalde zaagweerstand weerstaan bij het binnendringen van het werkstuk. Hoe harder het materiaal, hoe hoger de zaagkracht die over het algemeen nodig is voor tandpenetratie, met meer merkbare mechanische belasting en lokale temperatuurstijging. Als de hoge omtreksnelheid en de grote voeding worden gehandhaafd, kunnen de volgende problemen optreden:

• Abnormale tandenslijtage
• Afbrokkeling van tandpunten
• Snelle stijging van de zaagbladtemperatuur
• Verhoogde oppervlaktruwheid
• Zaagafwijking of verminderde haaksheid
• Aanzienlijk verminderde levensduur van het zaagblad
• Verhoogde belasting van de spindel en het transmissiesysteem

Dit betekent echter niet dat "hoe zachter het materiaal, hoe gemakkelijker het te zagen is". Aluminium, koper en sommige staalsoorten met lage hardheid hebben een relatief lage zaagweerstand, maar ze kunnen een sterkere plasticiteit en adhesie vertonen. Als de spaanafvoerruimte onvoldoende is of de omtreksnelheid van het zaagblad en de smering verkeerd zijn gekozen, kunnen spanen aan de tanden hechten en een ingebouwde rand (BUE) vormen.

Daarom:

De kernuitdaging bij harde materialen is meestal de gereedschapsbelasting en slijtage, terwijl de kernuitdaging bij zachte materialen vaak spaanafvoer, gereedschapadhesie en spanenbeheersing is. Daarom hebben hogesnelheidscirkelzaagmachines verschillende zaagparameters nodig voor verschillende materialen.

De volgende vergelijking geeft een eenvoudig overzicht van de aanpassingsrichting:

Er moet worden opgemerkt dat dit aanpassingsrichtingen zijn in plaats van een vaste parameterlijst. Werkelijke zaagparameters moeten ook rekening houden met de materiaalkwaliteit, hardheid, werkstukdiameter, massieve staaf of buis, zaagbladdiameter, aantal tanden, tandmateriaal, machine stijfheid en de beoogde zaagcyclus.

De omtreksnelheid is een van de belangrijkste parameters bij hogesnelheidscirkel zagen.

Basisrelatie:

Vc = π * D * N / 1000

Waar:

• Vc = omtreksnelheid van het zaagblad, m/min
• D = diameter van het zaagblad, mm
• N = spindelsnelheid, tpm

Naarmate de materiaalhardheid toeneemt, moet de omtreksnelheid van het zaagblad over het algemeen passend worden verlaagd.

De reden is dat materialen met een hoge hardheid de zaagdruk in het contactgebied tussen de tanden en het werkstuk verhogen. Als het zaagblad met een te hoge snelheid blijft draaien, kunnen de temperatuur van de tandpunten en de slijtage snel toenemen.

Wanneer bijvoorbeeld wordt overgeschakeld van gewoon koolstofarm staal naar gelegeerd staal met een hogere sterkte, kan de oorspronkelijke spindelsnelheid niet eenvoudig worden gehandhaafd, zelfs als de werkstukafmetingen ongewijzigd blijven.

Omgekeerd kan voor zachtere materialen zoals aluminiumlegeringen een hoge omtreksnelheid vaak de productiviteit verbeteren, maar de tandgeometrie en het smeersysteem moeten in staat zijn om de adhesie van spanen te beheersen.

Daarom, bij het kiezen van de omtreksnelheid, vraag niet alleen: "Welke spindelsnelheid moet worden gebruikt voor deze diameter?" Vraag in plaats daarvan eerst: "Welke omtreksnelheid is geschikt voor dit materiaal bij de huidige hardheid?" Bereken vervolgens de vereiste spindelsnelheid op basis van de zaagbladdiameter.

Als de zaagbladsnelheid bepaalt hoe snel de tanden zagen, bepaalt de voedingssnelheid hoe snel het zaagblad het materiaal binnendringt.

De voedingssnelheid van een hogesnelheidscirkelzaagmachine moet overeenkomen met de spindelsnelheid.

Voor zachtere, gemakkelijk te zagen materialen kan de voedingssnelheid passend worden verhoogd om de zaagtijd per werkstuk te verkorten.

Bij het zagen van materialen met een hoge hardheid verhoogt een te hoge voedingssnelheid echter de momentane belasting die elke tand draagt.

Typische tekenen zijn:

• Snelle toename van de zaagbelasting van de machine
• Abnormaal zaaggeluid
• Zaagbladtrillingen
• Voortijdige tandenslijtage
• Lokale tandafbrokkeling
• Duidelijke zaagsporen op het zaagoppervlak

Daarom is bij het bewerken van materialen met een hoge hardheid een stabiele belastingsregeling belangrijker dan simpelweg het nastreven van een hogere zaagsnelheid.

Moderne volautomatische hogesnelheidscirkelzaagmachines kunnen het voedingsproces meestal nauwkeuriger regelen via servovoedingssystemen, waardoor meer passende snelheidsveranderingen mogelijk zijn tijdens het binnendringen van het zaagblad, stabiel zagen en het verlaten van het zaagblad.

Alleen de totale voedingssnelheid kennen is niet voldoende. Voor hogesnelheidscirkel zagen is een andere kritieke indicator de voeding per tand.

Het kan eenvoudig worden begrepen als de hoeveelheid materiaal die door elke effectieve zaagtand wordt verwijderd tijdens één contact met het materiaal.

Een te kleine voeding per tand is niet noodzakelijk veiliger. Als de tanden alleen continu over het werkstukoppervlak wrijven zonder stabiele spanen te vormen, kunnen wrijvingswarmte, tandpunt- en zaagbladslijtage toenemen.

Als de voeding per tand echter te groot is, kunnen de tanden overbelast raken en zelfs afbrokkelen.

Daarom moet voor materialen met een hoge hardheid de belasting per tand over het algemeen passend worden verlaagd. Voor zachtere materialen met een goede bewerkbaarheid kan de voeding per tand binnen het toelaatbare bereik van het zaagblad worden verhoogd om een hogere productiviteit te bereiken.

Dit is waarom het evalueren van een hogesnelheidscirkelzaagmachine niet alleen gericht moet zijn op "hoeveel seconden per zaagsnede". Efficiëntie op lange termijn is afhankelijk van het bereiken van een balans tussen tandbelasting, zaagtijd en zaagbladlevensduur.

Wanneer de materiaalhardheid verandert, hoeven niet alleen de machineparameters te worden aangepast; het zaagblad zelf is even belangrijk.

Voor zachte materialen die de neiging hebben om lange of grote spanen te produceren, moet voldoende spaarruimte worden overwogen. Als de tandsteek te fijn is, kunnen spanen niet op tijd uit het zaaggebied worden afgevoerd en kunnen de spaangroeven verstopt raken.

Voor hardere materialen moet een balans worden gevonden tussen zaagefficiëntie en tandsterkte.

Vooral tijdens zagen op hoge snelheid, als te veel tanden tegelijkertijd in contact zijn, neemt de zaaghoeveelheid per tand af, maar kunnen wrijving en zaagwarmte toenemen. Als te weinig tanden in contact zijn, kan de belasting per tand buitensporig worden.

Daarom mag de tandsteek niet onafhankelijk worden bepaald van materiaalhardheid + werkstukdiameter + dwarsdoorsnedevorm + zaagbladdiameter + beoogde zaagefficiëntie.

Wanneer de zaagparameters veranderen, moet ook de koel- en smeerstrategie dienovereenkomstig worden aangepast.

Voor materialen die de neiging hebben aan het zaagblad te hechten, is een van de belangrijkste doelen van smering het verminderen van de binding tussen spanen en tanden. Als de smering onvoldoende is, kunnen ingebouwde randen en tandbelasting ervoor zorgen dat de zaagkwaliteit snel verslechtert, zelfs voordat het gereedschap daadwerkelijk versleten is.

Belangrijke punten zijn:

• Smering van het tandoppervlak
• Spaanafvoer
• Of de spaangroeven verstopt zijn
• Of spanen opnieuw in het zaaggebied komen

Materialen met een hoge hardheid hebben de neiging om grotere zaagkrachten en lokale warmte te genereren. Daarom moet speciale aandacht worden besteed aan de zaagbladtemperatuur, tandwrijving, continue zaagbelasting en thermische slijtage aan de snijkant.

Goede koeling en smering kunnen helpen de levensduur van het zaagblad te verlengen, maar ze kunnen onjuiste zaagparameters niet compenseren. Als de omtreksnelheid en de voeding per tand aanzienlijk buiten het toelaatbare bereik van het zaagblad vallen, zal het simpelweg toevoegen van meer snijvloeistof het probleem niet echt oplossen.

Bijvoorbeeld, een fabriek zaagt oorspronkelijk gewoon koolstofstaal en moet nu gelegeerd staal met een hogere hardheid bewerken. Zelfs als de werkstukdiameter ongewijzigd blijft, wordt aanbevolen om opnieuw te controleren:

• Materiaalkwaliteit en werkelijke hardheid
• Zaagbladtype en toepasselijke materialen
• Omtreksnelheid van het zaagblad
• Spindelsnelheid
• Voedingssnelheid
• Voeding per tand
• Tandsteek van het zaagblad
• Span druk
• Koel- of minimale smeerparameters
• Spanen vorm en spindellast

De spaantoestand is een van de belangrijke indicatoren om te beoordelen of parameters geschikt zijn. Een stabiel zaagproces moet relatief regelmatige spanen produceren, terwijl de machinebelasting binnen een redelijk bereik blijft. Als poederachtige spanen, ongewoon lange spanen, blauwe spanen, overmatige bramen of ernstige tandbelasting verschijnen, moeten de zaagparameters opnieuw worden gecontroleerd.

Veel gebruikers zoeken na aanschaf van een hogesnelheidscirkelzaagmachine: "Welke spindelsnelheid moet worden gebruikt voor 45 staal?" "Welke voedingssnelheid moet worden gebruikt voor 304 roestvrij staal?" "Welke omtreksnelheid moet worden gebruikt voor gelegeerd staal?"

Deze gegevens kunnen als referentie worden gebruikt, maar ze kunnen niet direct worden gekopieerd.

De reden is dat zelfs twee fabrieken die hetzelfde materiaal zagen, volledig verschillende werkelijke omstandigheden kunnen hebben, zoals:

• Verschillende materiaalhardheid
• Verschillende staafdiameters
• Verschillende zaagbladdiameters
• Verschillende aantallen tanden
• Verschillende tandmaterialen
• Verschillende werkstukbevestigingsmethoden
• Verschillende spindelstijfheid
• Verschillende laterale stabiliteit van het zaagblad
• Verschillende koel- en smeersystemen
• Verschillende eisen aan de kwaliteit van het zaagoppervlak

Daarom is de optimale zaagparameters eigenlijk een combinatie van parameters die zijn afgestemd op het materiaal, het zaagblad en de machine, in plaats van een enkel spindelsnelheidgetal.

Een betrouwbaardere methode is om te beginnen met de aanbevolen parameters van de zaagblad- en machinefabrikanten, en vervolgens geleidelijk te optimaliseren op basis van de werkelijke productieresultaten.

De aanpassingslogica kan zijn:

1. Stap 1: Bevestig het materiaal
   Bepaal de materiaalkwaliteit, werkstukafmetingen, dwarsdoorsnedetype en werkelijke hardheid.
2. Stap 2: Selecteer het geschikte zaagblad
   Selecteer het zaagbladmateriaal, de tandgeometrie en de tandsteek volgens het materiaal en de dwarsdoorsnede.
3. Stap 3: Bepaal de basis omtreksnelheid
   Bepaal eerst een geschikte zaagsnelheidsbereik voor het materiaal, bereken vervolgens de spindelsnelheid volgens de zaagbladdiameter.
4. Stap 4: Stel de voedingsparameters in
   Begin met een relatief stabiele voedingssnelheid en observeer de machinebelasting, spanen en de toestand van het zaagoppervlak.
5. Stap 5: Controleer de zaagresultaten
   Noteer de werkelijke zaagtijd, de kwaliteit van het zaagoppervlak, de braamafmeting, de zaagbladslijtage, de spindellast en het aantal zaagsneden dat door één zaagblad is voltooid.
6. Stap 6: Optimaliseer geleidelijk
   Pas nadat het zaagproces stabiel is, kan de productiecyclus stap voor stap worden verhoogd. Parameters die op deze manier worden verkregen, zijn over het algemeen betrouwbaarder dan simpelweg het nastreven van de hoogste voedingssnelheid.

Niet noodzakelijk.

"Zacht materiaal op hoge snelheid, hard materiaal op lage snelheid" is slechts een basistrend, geen absolute regel.

Wat de parameters echt bepaalt, is de algehele zaagprestatie van het materiaal.

Naast hardheid moeten ook de volgende factoren worden overwogen:

• Treksterkte
• Taaiheid
• Thermische geleidbaarheid
• Neiging tot werkverharding
• Adhesie
• Materiaalsamenstelling
• Zaagbladmateriaal en coating

Roestvrij staal heeft bijvoorbeeld misschien niet de hoogste hardheid van alle metalen, maar vanwege zijn taaiheid, werkverhardingsgedrag en thermische eigenschappen moeten de hogesnelheidszaagparameters vaak nog zorgvuldiger worden behandeld.

Daarom is materiaalhardheid een belangrijke basis voor het instellen van parameters, maar het is niet de enige factor.

Voor hogesnelheidscirkelzaagmachines is het grootste verschil tussen zachte en harde metalen niet simpelweg of de spindelsnelheid moet worden verhoogd of verlaagd.

Wat echt moet worden aangepast, is het hele zaagsysteem.

Zachtere materialen kunnen meestal agressievere zaagparameters gebruiken, maar speciale aandacht moet worden besteed aan spanenadhesie en slechte spaanafvoer. Hardere materialen vereisen over het algemeen een lagere omtreksnelheid en een lagere belasting per tand, samen met een hogere stabiliteit van de machine, het zaagblad, de klem- en koelsystemen.

Als de zaagparameters correct zijn gekozen, is het mogelijk om te bereiken:

• Stabielere zaagbladlevensduur
• Kortere zaagtijd per werkstuk
• Betere kwaliteit van het zaagoppervlak
• Minder bramen
• Lagere gereedschapskosten per werkstuk
• Stabielere productiecycli

Daarom, bij het kiezen of gebruiken van een hogesnelheidscirkelzaagmachine, focus niet alleen op de maximale spindelsnelheid of de snelste zaagtijd. De werkelijke waarde van hogesnelheidscirkel zagen wordt bereikt door de spindelsnelheid, de omtreksnelheid van het zaagblad, de tandsteek, de voedingssnelheid en de voeding per tandbelasting af te stemmen op de materiaalhardheid en zaagprestaties.