Radiell skärdjup

Vad är Radiellt skärdjup?

Vid fräsning avser skärbredden den laterala kontaktytan mellan skärverktyget och det bearbetade materialet. Skärbredden betecknas vanligtvis med symbolen aₑ. Det kallas också radiellt ingreppsdjup eftersom det beskriver hur djupt verktyget tränger in i arbetsstycket i radiell riktning. Skärbredden avgör hur stor del av fräsens diameter som är engagerad i materialavverkningen.

Skärbredden är en viktig bearbetningsparameter vid fräsning och påverkar direkt skärkrafter, verktygsbelastning, vibrationer och verktygsslitage under bearbetningen.

Radiellt skärdjup vid fräsning

Vid fräsning bestämmer skärbredden kontaktvinkeln mellan verktyget och arbetsstycket. När aₑ är liten i förhållande till verktygets diameter, är kontaktvinkeln liten och spånet blir tunnare. Omvänt ökar en stor skärbredd kontaktvinkeln och mängden material som avverkas per drag.

Skärbredden väljs utifrån vald frässtrategi, såsom planfräsning, spårfräsning eller trokoidal fräsning. Vid exempelvis fullspårsfräsning är skärbredden i princip lika med verktygets diameter, medan man vid dynamisk fräsning ofta använder en liten radiell skärbredd och ett större axiellt ingreppsdjup.

Skärbredd och genomsnittlig spåntjocklek

Skärbredden påverkar den genomsnittliga spåntjockleken hₘ. Den genomsnittliga spåntjockleken är inte densamma som matning per tand; den beror också på verktygets ingreppsvinkel som bestäms av aₑ.

När skärbredden minskar blir spånet tunnare och genomsnittlig spåntjocklek hₘ minskar, även om matning per tand förblir densamma. Därför behöver operatören ofta öka matning per tand för att uppnå tillräcklig spåntjocklek och undvika gnidning istället för skärande bearbetning. För liten spåntjocklek kan öka värmeutvecklingen och minska verktygets livslängd.

På samma sätt ökar stor skärbredd den genomsnittliga spåntjockleken och belastar verktyget mer. Detta är särskilt viktigt vid användning av hårdmetallverktyg och vid bearbetning av hårda material som härdade stål eller rostfria stål.

Effekten av skärbredd på bearbetningen

Inom tillverkningsindustrin påverkar en optimerad skärbredd produktiviteten, ytjämnheten och processens stabilitet. En mindre radiell skärbredd gör det möjligt med högre matningar och jämnare belastning, vilket är typiskt vid HSM (höghastighetsbearbetning) och dynamisk fräsning. En större skärbredd passar däremot när man vill avverka material över ett större område vid ett enda pass.

Vid val av skärbredd bör man ta hänsyn till arbetsstyckets material, verktygsdiameter, utstick, fastspänningslösning och vilken CNC-fräsmaskin som används. Stabil uppspänning och rätt skärdata minskar vibrationer och hjälper till att förhindra förtida eggslitage.

Skärbredd och optimering av skärparametrar

Skärbredden är en av huvudparametrarna vid bearbetning, tillsammans med ingreppsdjup och skärhastighet. Balansen mellan dessa parametrar avgör den totala effektiviteten i bearbetningsprocessen. I praktiken justeras aₑ-värdet utifrån önskad spånavverkningshastighet och verktygslivslängd.

Vid modern CNC-bearbetning möjliggör CAM-programmering exakt kontroll av den radiella skärbredden i olika steg av bearbetningen. Rätt vald skärbredd bidrar till kontrollerad spånbildning, minskar värmeutvecklingen och förbättrar förutsägbarheten i processen.

Sammanfattning av Radiellt skärdjup

Skärbredd, eller aₑ, beskriver verktygets radiella kontaktyta mot arbetsstycket vid fräsning. Den påverkar genomsnittlig spåntjocklek hₘ, matning per tand, skärkrafter och verktygets livslängd. Rätt dimensionerad skärbredd är avgörande för effektiv och styrd bearbetning.