Matehastigheter og rotasjonshastigheter for CNC-nybegynnere (tre, akryl, MDF)
Matehastigheter og rotasjonshastigheter. De to ordene som får CNC-nybegynnere til å svette kaldt.
Alle foruminnlegg sier «få matehastighetene og rotasjonshastighetene riktig». Alle YouTube-kommentarer sier «sjekk sponbelastningen». Og alle kalkulatorer spytter ut tall som føles enten for aggressive eller for forsiktige, uten noen forklaring på hvorfor.
Her er den gode nyheten: Matehastigheter og rotasjonshastigheter er ikke komplisert. Det er nøyaktig fire tall som betyr noe, og når du forstår hva hvert av dem gjør, kan du beregne innstillinger for ethvert materiale og enhver fres. Hvis du allerede har lest vår CNC-veiledning for nybegynnere, kjenner du det grunnleggende om hvordan en CNC-fres fungerer. Dette innlegget går gjennom detaljene i innstillingene som utgjør forskjellen mellom rene kutt og ødelagte freser.
De fire tallene som styrer alt
1. Spindelhastighet (RPM)
Hvor raskt fresen roterer. En håndoverfres som Makita RT0701C går mellom 10,000 og 30,000 RPM. En ordentlig spindel med VFD gir deg mer presis kontroll.
Høyere RPM = jevnere overflate, men mer varme. Lavere RPM = grovere overflate, men kjøligere kutt.
Det meste av hobbyarbeid med CNC i tre skjer mellom 16,000 og 24,000 RPM.
2. Matehastighet (mm/min eller IPM)
Hvor raskt maskinen beveger fresen gjennom materialet. Dette er hastigheten på X/Y-aksebevegelsen under et kutt.
Raskere mating = hver tann tar et større bitt = mer aggressiv skjæring. Saktere mating = hver tann tar et mindre bitt = lettere skjæring, men kan føre til varmeoppbygging.
Ja, for lav hastighet kan faktisk være verre enn for høy hastighet. Vi kommer til hvorfor om litt.
3. Skjæredybde (DOC)
Hvor dypt hvert pass går. Kalles også «stepdown». Hvis du freser et 12mm dypt spor, kan du ta pass på 3mm, fire totalt, i stedet for å prøve å frese ut alt på én gang.
Dypere pass = mer kraft på fresen, større belastning på maskinen. Grunnere pass = mindre kraft, men lengre total arbeidstid.
Hvor stiv maskinen din er, avgjør hvor dypt du kan gå. En solid Onefinity håndterer pass på 3-4mm i hardtre. En ustø 3018 bør holde seg til 0.5-1mm.
4. Sideveis overlapp (for lommefresing)
Når du freser ut en lomme, gjør ikke fresen bare ett pass. Den lager flere pass side om side. Sideveis overlapp er hvor mye hvert pass overlapper det forrige, vanligvis angitt som en prosentandel av fresediameteren.
40-50% sideveis overlapp er vanlig ved grovfresing, altså rask materialfjerning. 10-20% sideveis overlapp brukes til finpass, altså en jevn overflate.
SKRIV UT. KUTT. FRES.
- Flere formater (SVG, DXF, PNG)
- Maskintestede design
- Kommersielle lisenser
Sponset av PrintCutCarve.com
Sponbelastning: Tallet bak tallene
Her faller alt på plass. Sponbelastning er tykkelsen på materialet hver skjærekant fjerner per omdreining. Den måles i millimeter, eller tusendels av en tomme.
Formelen er enkel:
Sponbelastning = matehastighet / (RPM x antall skjær)
Hvis du for eksempel kjører med 1500 mm/min, en fres med 2 skjær og 18,000 RPM:
1500 / (18,000 x 2) = 0.042mm sponbelastning
Dette tallet forteller deg om kuttet er sunt eller ikke.
Hva skjer når sponbelastningen er feil
For liten sponbelastning, gnissing: Fresen skjærer ikke, den gnisser. Friksjon skaper varme. Varme sløver fresen raskere, kan svi materialet og får plast til å smelte fast på fresen. Derfor er det noen ganger verre å kjøre for sakte enn for fort.
For stor sponbelastning, overbelastning: Fresen tar for store bitt. Du får vibrasjoner, grove kutt, avbøyning og til slutt en brukket fres. Maskinen stønner, og kuttet ser forferdelig ut.
Sponbelastning i riktig område: Rene spon løsner fra fresen, overflaten er jevn, fresen holder seg kjølig, og kuttet har en jevn lyd. Du hører det når det stemmer.
Info
Lyden fra CNC-maskinen er det beste diagnoseverktøyet du har. Et godt kutt har en jevn og konstant summing. Et dårlig kutt vibrerer, skriker eller lager ujevne smell. Tren opp hørselen, så forteller den deg at noe er galt før øynene dine gjør det.
Anbefalt sponbelastning etter materiale
Dette er målverdiene for sponbelastning du sikter mot. Bruk dem sammen med formelen ovenfor for å beregne matehastigheten ved hvilken som helst RPM.
Tre
| Materiale | Sponbelastning (mm) | Sponbelastning (tommer) | Merknader |
|---|---|---|---|
| Mykt tre (furu, sedertre, lind) | 0.04 - 0.06 | 0.0015 - 0.0025 | Tåler mye, vanskelig å gjøre feil |
| Hardtre (lønn, kirsebær, valnøtt) | 0.03 - 0.05 | 0.0012 - 0.0020 | Krever mer kraft, hold moderat hastighet |
| Kryssfiner (bjørk, baltisk bjørk) | 0.03 - 0.05 | 0.0012 - 0.0020 | Limlagene sliter på fresene |
| MDF | 0.03 - 0.05 | 0.0012 - 0.0020 | Støvende, jevn tetthet |
| Bambus | 0.03 - 0.04 | 0.0012 - 0.0015 | Hardt, behandles som hardtre |
Plast
| Materiale | Sponbelastning (mm) | Sponbelastning (tommer) | Merknader |
|---|---|---|---|
| Akryl (støpt) | 0.05 - 0.08 | 0.0020 - 0.0030 | Fres med ett skjær anbefales |
| Akryl (ekstrudert) | 0.04 - 0.06 | 0.0015 - 0.0025 | Smelter lettere enn støpt akryl |
| HDPE | 0.06 - 0.10 | 0.0025 - 0.0040 | Svært tilgivende, skjæres som smør |
| PVC-skummet plate (Sintra) | 0.05 - 0.08 | 0.0020 - 0.0030 | Lett, bruk ett skjær |
Aluminium (CNC for hobbybruk)
| Materiale | Sponbelastning (mm) | Sponbelastning (tommer) | Merknader |
|---|---|---|---|
| 6061-aluminium | 0.02 - 0.04 | 0.001 - 0.0015 | Bruk ett skjær, tilfør smøremiddel |
Advarsel
Det er mulig å frese aluminium på en CNC-maskin for hobbybruk, men det krever mye. Bruk en fres med ett oppovergående skjær, hold sponbelastningen moderat, bruk skjærevæske, selv WD-40 fungerer i nødstilfeller, og ta grunne pass. Hvis maskinen din er litt ustø, bør du vente til du har fått erfaring med tre.
Tabeller med startinnstillinger
Vil du ikke bruke formelen? Her er ferdige innstillinger for de vanligste scenarioene. De forutsetter en CNC-maskin for hobbybruk i mellomklassen, som Shapeoko, X-Carve eller LongMill, med en håndoverfres.
1/4" (6.35mm) plan endefres med 2 skjær
| Materiale | RPM | Matehastighet (mm/min) | DOC (mm) | Sideveis overlapp (%) |
|---|---|---|---|---|
| Mykt tre | 18,000 | 2000 | 3.0 | 40% |
| Hardtre | 18,000 | 1500 | 2.0 | 40% |
| Kryssfiner | 18,000 | 1500 | 2.5 | 40% |
| MDF | 18,000 | 1800 | 2.5 | 40% |
| Støpt akryl | 16,000 | 1200 | 2.0 | 40% |
1/8" (3.175mm) plan endefres med 2 skjær
| Materiale | RPM | Matehastighet (mm/min) | DOC (mm) | Sideveis overlapp (%) |
|---|---|---|---|---|
| Mykt tre | 20,000 | 1200 | 1.5 | 40% |
| Hardtre | 20,000 | 1000 | 1.0 | 40% |
| Kryssfiner | 20,000 | 1000 | 1.0 | 40% |
| MDF | 20,000 | 1200 | 1.5 | 40% |
| Støpt akryl | 18,000 | 800 | 1.0 | 40% |
60-graders V-fres
| Materiale | RPM | Matehastighet (mm/min) | Maks. DOC (mm) |
|---|---|---|---|
| Mykt tre | 18,000 | 1500 | 3.0 |
| Hardtre | 18,000 | 1200 | 2.5 |
| MDF | 18,000 | 1500 | 3.0 |
90-graders V-fres
| Materiale | RPM | Matehastighet (mm/min) | Maks. DOC (mm) |
|---|---|---|---|
| Mykt tre | 18,000 | 1800 | 4.0 |
| Hardtre | 18,000 | 1400 | 3.0 |
| MDF | 18,000 | 1800 | 4.0 |
Tips
Er du i tvil, kan du begynne med den forsiktige enden av disse intervallene og jobbe deg oppover. Det er mye billigere å lage et litt sakte kutt enn å knekke en fres fordi du gikk for aggressivt til verks. Øk matehastigheten med 10% om gangen til kuttet høres og ser riktig ut.
Slik beregner du dine egne innstillinger
Her er trinn-for-trinn-metoden for å finne matehastigheter og rotasjonshastigheter for enhver kombinasjon av fres og materiale:
Trinn 1: Finn ønsket sponbelastning i tabellene ovenfor.
Trinn 2: Velg RPM. For tre med en håndoverfres er 18,000 RPM et godt standardvalg. For plast kan du prøve 16,000 RPM, som gir mindre varme.
Trinn 3: Beregn matehastigheten: Matehastighet = sponbelastning x RPM x antall skjær
Eksempel: Fresing i hardtre med en 2-skjærs 1/4" endefres.
- Ønsket sponbelastning: 0.04mm
- RPM: 18,000
- Skjær: 2
- Matehastighet = 0.04 x 18,000 x 2 = 1,440 mm/min
Avrund til 1,400 eller 1,500 mm/min. Ferdig.
Trinn 4: Still inn skjæredybden. En trygg startregel er at DOC bør være lik fresediameteren eller mindre. For en 1/4" fres starter du på 3mm, omtrent halvparten av diameteren. For en 1/8" fres starter du på 1-1.5mm.
Trinn 5: Kjør et testkutt i en restbit. Lytt til lyden, sjekk sponene og se på kvaliteten på kuttet. Juster derfra.
Slik leser du sponene
Sponene, eller støvet, som kommer fra fresen forteller deg mye om hvorvidt innstillingene dine er riktige.
Små støvpartikler: Sponbelastningen er for lav. Du gnisser, ikke skjærer. Øk matehastigheten eller reduser RPM.
Fine, jevne småspon: Du er i riktig område. Fresen lager ordentlige kutt og fjerner materialet effektivt.
Store, grove spon eller utriving: Sponbelastningen kan være for høy, eller du tar for dypt kutt. Senk matehastigheten eller reduser skjæredybden.
Smeltede eller klebrige spon, plast: For mye varme. Reduser RPM, øk matehastigheten eller bytt til en fres med ett skjær for bedre spontransport.
Antall skjær: Derfor betyr det noe
Antallet skjær på fresen påvirker direkte både sponbelastningen og spontransporten.
1 skjær: Best for plast og aluminium. Stor kanal for spontransport. Mindre sannsynlighet for at spon kuttes på nytt og utvikler varme.
2 skjær: Det beste kompromisset for tre. God balanse mellom spontransport og overflate. Dette er standardvalget ditt for det meste av CNC-arbeid i tre.
3 skjær: Bedre overflate, men mindre sponkanaler. Fungerer godt ved høyere RPM på hardere materialer. Ikke så bra for myke eller klebrige materialer.
Oppoverfres mot nedoverfres og kompresjonsfres
Når vi først snakker om freser, kommer dette stadig opp:
Oppoverfres: Trekker sponene opp og ut av kuttet. Ren underside, grovere overkant. Best til lommefresing, der sponene må evakueres.
Nedoverfres: Presser sponene ned i kuttet. Ren overside, grovere underside. God til overflategravering og gjennomgående kutt der oversiden er viktig.
Kompresjonsfres: Oppoverfres på den nederste delen, nedoverfres på den øverste delen. Rene kanter på begge sider. Perfekt til gjennomgående fresing i kryssfiner og platematerialer, men fungerer bare når skjæredybden omfatter både oppover- og nedoverfresdelen av skjæret.
Vanlige feil
For lav RPM. CNC-freser for hobbybruk er laget for å kjøre ved høy RPM med lav sponbelastning. Hvis du kjører ved 8,000 RPM «fordi det virker tryggere», gjør det faktisk ting verre, fordi du trenger proporsjonalt lavere matehastighet. Da tar jobben evigheter, og fresen blir sløv.
Du justerer ikke for fresestørrelse. En 1/8" fres tåler ikke samme skjæredybde som en 1/4" fres. Diameteren er halvparten så stor, og dermed er stivheten omtrent halvert. Reduser DOC tilsvarende.
Du ignorerer maskinens begrensninger. Formlene kan si at du skal mate med 3,000 mm/min, men en CNC-maskin av typen 3018 klarer faktisk ikke å bevege seg så raskt uten å miste trinn. Kjenn maskinens maksimale matehastighet og hold deg under den.
Du bruker samme innstillinger for ulike materialer. Furu og lønn er begge «tre», men de oppfører seg svært forskjellig. Furu er myk og harpiksrik. Lønn er tett og hard. Ikke bruk samme hastigheter for begge.
Lag spon
Her er planen din:
- Velg innstillingene som ligger nærmest, fra tabellene ovenfor
- Finn fram en restbit av materialet du vil kutte
- Kjør et testkutt
- Lytt. Se på sponene. Sjekk overflatekvaliteten
- Juster i trinn på 10% til det høres riktig ut
- Skriv ned hva som fungerte
Hvis du trenger vektorfiler til CNC-prosjektene dine, håndterer File Converter SVG til DXF-konvertering gratis, slik at du kan få designene dine inn i CAM-programvaren uten formatproblemer.
Tallene i denne veiledningen hjelper deg i gang. Ørene dine og testkuttene dine hjelper deg med finjusteringen.
Lykke til med skapingen.
Klar til å prøve disse verktøyene?
Registrer deg gratis, uten kredittkort. Gratis verktøy er tilgjengelige med en gang.
Kom i gang gratis