{
    "slug": "material-removal-rate",
    "title": "Wydajność skrawania według mocy wrzeciona: 10 i 20 kW",
    "description": "Ograniczone mocą wartości wydajności skrawania dla ośmiu stopów CNC na wrzecionach 10 i 20 kW, z tabelą mocy jednostkowej, opublikowanymi wartościami odniesienia i przykładem obliczeniowym.",
    "lang": "pl",
    "tables": [
        {
            "caption": "Możliwości zgrubnego skrawania MRR przy mocy wrzeciona 10 i 20 kW (ograniczone mocą, wartości obliczone)",
            "columns": [
                "Materiał i stan",
                "Przyjęte K_p (kW na cm³/s)",
                "10 kW, toczenie (cm³/min)",
                "10 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)",
                "20 kW, toczenie (cm³/min)",
                "20 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Materiał i stan": "Aluminum 6061-T6 (wrought, ~95 HB)",
                    "Przyjęte K_p (kW na cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "10 kW, toczenie (cm³/min)": "425–505",
                    "10 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "340–405",
                    "20 kW, toczenie (cm³/min)": "850–1,010",
                    "20 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "680–810"
                },
                {
                    "Materiał i stan": "Aluminum 7075-T6 (wrought, ~150 HB)",
                    "Przyjęte K_p (kW na cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "10 kW, toczenie (cm³/min)": "425–505",
                    "10 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "340–405",
                    "20 kW, toczenie (cm³/min)": "850–1,010",
                    "20 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "680–810"
                },
                {
                    "Materiał i stan": "Carbon steel 1045 (190–220 HB)",
                    "Przyjęte K_p (kW na cm³/s)": "1.70–2.32",
                    "10 kW, toczenie (cm³/min)": "165–225",
                    "10 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "130–180",
                    "20 kW, toczenie (cm³/min)": "330–450",
                    "20 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "260–360"
                },
                {
                    "Materiał i stan": "Alloy steel 4140 (Q&T, 280–320 HB)",
                    "Przyjęte K_p (kW na cm³/s)": "2.18–3.29",
                    "10 kW, toczenie (cm³/min)": "115–175",
                    "10 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "90–140",
                    "20 kW, toczenie (cm³/min)": "230–350",
                    "20 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "180–280"
                },
                {
                    "Materiał i stan": "Stainless 304 (annealed, 150–180 HB)",
                    "Przyjęte K_p (kW na cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "10 kW, toczenie (cm³/min)": "130–235",
                    "10 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "105–190",
                    "20 kW, toczenie (cm³/min)": "260–470",
                    "20 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "210–380"
                },
                {
                    "Materiał i stan": "Stainless 316 (annealed, 150–180 HB)",
                    "Przyjęte K_p (kW na cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "10 kW, toczenie (cm³/min)": "130–235",
                    "10 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "105–190",
                    "20 kW, toczenie (cm³/min)": "260–470",
                    "20 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "210–380"
                },
                {
                    "Materiał i stan": "Titanium Ti-6Al-4V (annealed, 330–350 HB)",
                    "Przyjęte K_p (kW na cm³/s)": "1.65–1.77",
                    "10 kW, toczenie (cm³/min)": "215–230",
                    "10 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "170–185",
                    "20 kW, toczenie (cm³/min)": "430–460",
                    "20 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "340–370"
                },
                {
                    "Materiał i stan": "Brass C36000 (free-cutting, 90–120 HB)",
                    "Przyjęte K_p (kW na cm³/s)": "0.82–1.90",
                    "10 kW, toczenie (cm³/min)": "200–465",
                    "10 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "160–370",
                    "20 kW, toczenie (cm³/min)": "400–930",
                    "20 kW, frezowanie, średnia z cyklu (cm³/min)": "320–740"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Jaką wydajność skrawania osiąga maszyna CNC z wrzecionem 10 kW w aluminium?",
            "columns": [
                "Źródło",
                "Maszyna / przypadek",
                "Materiał",
                "MRR (cm³/min)",
                "Uwaga"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Źródło": "S5",
                    "Maszyna / przypadek": "40-taper VMC, stable roughing",
                    "Materiał": "Carbon steel",
                    "MRR (cm³/min)": "50–100",
                    "Uwaga": "3–6 in³/min w źródle"
                },
                {
                    "Źródło": "S5",
                    "Maszyna / przypadek": "40-taper VMC, HSM strategy",
                    "Materiał": "Aluminum",
                    "MRR (cm³/min)": "245–410",
                    "Uwaga": "15–25 in³/min w źródle"
                },
                {
                    "Źródło": "S5",
                    "Maszyna / przypadek": "50-taper / horizontal",
                    "Materiał": "Steel",
                    "MRR (cm³/min)": "100–200",
                    "Uwaga": "Około dwukrotność wartości dla konusa 40"
                },
                {
                    "Źródło": "S6",
                    "Maszyna / przypadek": "120 kW, 27,000 rpm (DST Ecospeed)",
                    "Materiał": "Aluminum 7050",
                    "MRR (cm³/min)": "5,160",
                    "Uwaga": "Frez PCD konkurencji, przypadek 1"
                },
                {
                    "Źródło": "S6",
                    "Maszyna / przypadek": "120 kW, 27,000 rpm",
                    "Materiał": "Aluminum 7050",
                    "MRR (cm³/min)": "7,465",
                    "Uwaga": "Powłoka RAL90, ten sam przypadek"
                },
                {
                    "Źródło": "S6",
                    "Maszyna / przypadek": "120 kW, 33,000 rpm (Makino MAG 3.W)",
                    "Materiał": "Aluminum (cutter diameter 50 mm)",
                    "MRR (cm³/min)": "7,000",
                    "Uwaga": "420,000 cm³ usunięte w 60 min"
                },
                {
                    "Źródło": "S8",
                    "Maszyna / przypadek": "Bridgeport 2 hp / HAAS 30 hp comparison",
                    "Materiał": "Aluminum",
                    "MRR (cm³/min)": "165",
                    "Uwaga": "10.1 in³/min przy mocy skrawania 1.1–3.0 kW"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "O ile wolniejsza jest stal nierdzewna 304 od 6061 na tym samym wrzecionie 10 kW?",
            "columns": [
                "Materiał",
                "Stan",
                "ISO",
                "Twardość (HB)",
                "K_p (kW na cm³/s)",
                "Źródło (dolna / górna)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Materiał": "Aluminum 6061-T6",
                    "Stan": "wrought, T6",
                    "ISO": "N",
                    "Twardość (HB)": "~95",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "Źródło (dolna / górna)": "S4 / S3"
                },
                {
                    "Materiał": "Aluminum 7075-T6",
                    "Stan": "wrought, T6",
                    "ISO": "N",
                    "Twardość (HB)": "~150",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "0.76–0.90",
                    "Źródło (dolna / górna)": "S4 / S3 — take the upper end for 7075"
                },
                {
                    "Materiał": "Carbon steel 1045",
                    "Stan": "hot-rolled / normalized",
                    "ISO": "P",
                    "Twardość (HB)": "190–220",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "1.70–2.32",
                    "Źródło (dolna / górna)": "S2 (190 HB) / S3 (200–220 HB)"
                },
                {
                    "Materiał": "Alloy steel 4140",
                    "Stan": "quenched and tempered, 28–32 HRC",
                    "ISO": "P",
                    "Twardość (HB)": "280–320",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "2.18–3.29",
                    "Źródło (dolna / górna)": "S3 (280–320 HB) / S4 (220–420 HB upper bound)"
                },
                {
                    "Materiał": "Stainless 304",
                    "Stan": "annealed",
                    "ISO": "M",
                    "Twardość (HB)": "150–180",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "Źródło (dolna / górna)": "S3 (150–175 HB) / S4 (austenitic 150–275 HB)"
                },
                {
                    "Materiał": "Stainless 316",
                    "Stan": "annealed",
                    "ISO": "M",
                    "Twardość (HB)": "150–180",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "1.64–2.94",
                    "Źródło (dolna / górna)": "S3 (150–175 HB) / S4 (austenitic 150–275 HB)"
                },
                {
                    "Materiał": "Titanium Ti-6Al-4V",
                    "Stan": "annealed",
                    "ISO": "S",
                    "Twardość (HB)": "330–350",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "1.65–1.77",
                    "Źródło (dolna / górna)": "S4 (300–360 HB) / S3 (Ti-150 A, 340 HB)"
                },
                {
                    "Materiał": "Brass C36000",
                    "Stan": "leaded free-machining",
                    "ISO": "N",
                    "Twardość (HB)": "90–120",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "0.82–1.90",
                    "Źródło (dolna / górna)": "S3 / S4 — see the conflict register"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Jaką MRR przyjąć dla stali 4140 na maszynie 10 kW?",
            "columns": [
                "Materiał",
                "K_p (kW na cm³/s)",
                "P_c na narzędziu (kW)",
                "Moc wejściowa wrzeciona (kW)",
                "Obciążenie wrzeciona 10 kW (%)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Materiał": "Aluminum 6061-T6",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "0.90",
                    "P_c na narzędziu (kW)": "1.29",
                    "Moc wejściowa wrzeciona (kW)": "1.5",
                    "Obciążenie wrzeciona 10 kW (%)": "15"
                },
                {
                    "Materiał": "Carbon steel 1045",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "2.32",
                    "P_c na narzędziu (kW)": "3.33",
                    "Moc wejściowa wrzeciona (kW)": "3.9",
                    "Obciążenie wrzeciona 10 kW (%)": "39"
                },
                {
                    "Materiał": "Alloy steel 4140",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "3.29",
                    "P_c na narzędziu (kW)": "4.72",
                    "Moc wejściowa wrzeciona (kW)": "5.6",
                    "Obciążenie wrzeciona 10 kW (%)": "55"
                },
                {
                    "Materiał": "Stainless 304",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "2.94",
                    "P_c na narzędziu (kW)": "4.21",
                    "Moc wejściowa wrzeciona (kW)": "5.0",
                    "Obciążenie wrzeciona 10 kW (%)": "50"
                },
                {
                    "Materiał": "Titanium Ti-6Al-4V",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "1.77",
                    "P_c na narzędziu (kW)": "2.54",
                    "Moc wejściowa wrzeciona (kW)": "3.0",
                    "Obciążenie wrzeciona 10 kW (%)": "30"
                },
                {
                    "Materiał": "Brass C36000",
                    "K_p (kW na cm³/s)": "1.90",
                    "P_c na narzędziu (kW)": "2.72",
                    "Moc wejściowa wrzeciona (kW)": "3.2",
                    "Obciążenie wrzeciona 10 kW (%)": "32"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Czy zgrubna obróbka tytanu jest ograniczona mocą wrzeciona?",
            "columns": [
                "Pozycja",
                "Wartość",
                "Jak to czytać"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Pozycja": "K_p (unit power)",
                    "Wartość": "1.65–1.77 kW per cm³/s",
                    "Jak to czytać": "Poniżej 4140 — wrzeciono nie jest wąskim gardłem"
                },
                {
                    "Pozycja": "10 kW turning ceiling",
                    "Wartość": "215–230 cm³/min",
                    "Jak to czytać": "Moc pozwala na więcej, niż warsztaty zwykle stosują"
                },
                {
                    "Pozycja": "10 kW milling ceiling, cycle avg",
                    "Wartość": "170–185 cm³/min",
                    "Jak to czytać": "Średnia z cyklu przy współczynniku 80% czasu w skrawaniu"
                },
                {
                    "Pozycja": "20 kW turning ceiling",
                    "Wartość": "430–460 cm³/min",
                    "Jak to czytać": "Podwaja limit mocy, a nie dopuszczalny skraw"
                },
                {
                    "Pozycja": "Actual limiter",
                    "Wartość": "Heat and tool life",
                    "Jak to czytać": "Pracuj na prędkościach z tabeli parametrów skrawania z CHS pod wysokim ciśnieniem — CHS to warunek wstępny, nie opcja"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Czy wrzeciono 20 kW podwaja moją wydajność skrawania?",
            "columns": [
                "Parametr",
                "Frez Ø12 (przykład obliczeniowy)",
                "Frez Ø20 (ilustracyjnie)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Parametr": "Tool",
                    "Frez Ø12 (przykład obliczeniowy)": "Ø12 mm, 3-flute carbide end mill",
                    "Frez Ø20 (ilustracyjnie)": "Ø20 mm — an example, not a recommendation"
                },
                {
                    "Parametr": "Radial width a_e (mm)",
                    "Frez Ø12 (przykład obliczeniowy)": "6",
                    "Frez Ø20 (ilustracyjnie)": "10"
                },
                {
                    "Parametr": "Axial depth a_p (mm)",
                    "Frez Ø12 (przykład obliczeniowy)": "6",
                    "Frez Ø20 (ilustracyjnie)": "10"
                },
                {
                    "Parametr": "Feed speed V_f (mm/min)",
                    "Frez Ø12 (przykład obliczeniowy)": "2,388",
                    "Frez Ø20 (ilustracyjnie)": "2,000"
                },
                {
                    "Parametr": "MRR (cm³/min)",
                    "Frez Ø12 (przykład obliczeniowy)": "86",
                    "Frez Ø20 (ilustracyjnie)": "200"
                },
                {
                    "Parametr": "Cutting time for 25 cm³",
                    "Frez Ø12 (przykład obliczeniowy)": "17.5 s",
                    "Frez Ø20 (ilustracyjnie)": "7.5 s"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Dlaczego MRR frezowania jest niższa niż toczenia na tej samej maszynie?",
            "columns": [
                "Krok",
                "Reguła",
                "6061-T6, 10 kW"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Krok": "1",
                    "Reguła": "Turning ceiling: Q_max = 60 × 10 × 0.6375 / K_p, rounded to 5 cm³/min",
                    "6061-T6, 10 kW": "425–505"
                },
                {
                    "Krok": "2",
                    "Reguła": "Milling column = 0.8 × the rounded turning column, rounded to 5 cm³/min",
                    "6061-T6, 10 kW": "340–405"
                },
                {
                    "Krok": "3",
                    "Reguła": "20 kW columns = 2 × the 10 kW columns (exact doubling)",
                    "6061-T6, 10 kW": "850–1,010 turning / 680–810 milling"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Jakie obciążenie wrzeciona utrzymywać przy obróbce zgrubnej?",
            "columns": [
                "Parametr",
                "Wartość",
                "Podstawa"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Parametr": "Rated spindle power P_rated",
                    "Wartość": "10 / 20 kW",
                    "Podstawa": "Dwie typowe klasy mocy centralek"
                },
                {
                    "Parametr": "Drive efficiency η",
                    "Wartość": "0.85",
                    "Podstawa": "Założenie planistyczne, nie pomiar — potwierdź danymi producenta maszyny"
                },
                {
                    "Parametr": "Roughing load factor L",
                    "Wartość": "0.75",
                    "Podstawa": "Środek pasma docelowego 70–85% (S5)"
                },
                {
                    "Parametr": "Usable cutting-power factor",
                    "Wartość": "0.85 × 0.75 = 0.6375 ≈ 0.64",
                    "Podstawa": "Na wiór trafia tylko 0.64 kW z każdego nominalnego kilowata"
                },
                {
                    "Parametr": "Tool condition",
                    "Wartość": "Sharp carbide",
                    "Podstawa": "Tabele K_p są opracowane dla ostrych narzędzi"
                },
                {
                    "Parametr": "Milling in-cut factor",
                    "Wartość": "0.80",
                    "Podstawa": "Przykład obliczeniowy S5: 80% cyklu w skrawaniu"
                },
                {
                    "Parametr": "Coolant and setup",
                    "Wartość": "Stable, no chatter",
                    "Podstawa": "Stal i stal nierdzewna — zalewanie emulsją; tytan — CHS pod wysokim ciśnieniem; aluminium — zalewanie lub MQL"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Jaki jest wzór na MRR dla frezowania i toczenia?",
            "columns": [
                "Krok",
                "Wielkość",
                "Wartość"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Krok": "1",
                    "Wielkość": "Removal volume V",
                    "Wartość": "50 × 50 × 10 mm pocket = 25 cm³"
                },
                {
                    "Krok": "2",
                    "Wielkość": "Tool and engagement",
                    "Wartość": "Ø12 mm, 3-flute carbide end mill; V_c 300 m/min; f_z 0.10 mm/tooth; a_e = a_p = 6 mm"
                },
                {
                    "Krok": "3",
                    "Wielkość": "Spindle speed n = 1,000 × V_c / (π × D)",
                    "Wartość": "7,958 → take 7,960 rpm"
                },
                {
                    "Krok": "4",
                    "Wielkość": "Feed speed V_f = n × z × f_z",
                    "Wartość": "7,960 × 3 × 0.10 = 2,388 mm/min"
                },
                {
                    "Krok": "5",
                    "Wielkość": "MRR Q = a_e × a_p × V_f / 1,000",
                    "Wartość": "6 × 6 × 2,388 / 1,000 = 85.97 → 86 cm³/min"
                },
                {
                    "Krok": "6",
                    "Wielkość": "Cutting time T = V / Q",
                    "Wartość": "25 / 86 = 0.291 min = 17.5 s (21.8 s with 20% non-cutting)"
                },
                {
                    "Krok": "7",
                    "Wielkość": "Power check P_c = K_p × Q, spindle input P_c / 0.85",
                    "Wartość": "0.90 × 1.433 = 1.29 kW → 1.52 kW → 15.2% of 10 kW"
                },
                {
                    "Krok": "8",
                    "Wielkość": "Reading",
                    "Wartość": "Spindle only 15% loaded — the Ø12 cutter in a 50 mm pocket is tool-limited; the 425 cm³/min ceiling would need V_f 11,806 mm/min, five times beyond this cutter"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Jak przeliczyć MRR na czas obróbki?",
            "columns": [
                "Wariant wydajności",
                "Q (cm³/min)",
                "Czas dla 25 cm³ (s)"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Wariant wydajności": "Worked example toolpath (Ø12 in 6061)",
                    "Q (cm³/min)": "86",
                    "Czas dla 25 cm³ (s)": "17.5"
                },
                {
                    "Wariant wydajności": "Ø20 cutter example",
                    "Q (cm³/min)": "200",
                    "Czas dla 25 cm³ (s)": "7.5"
                },
                {
                    "Wariant wydajności": "6061 10 kW turning ceiling",
                    "Q (cm³/min)": "425",
                    "Czas dla 25 cm³ (s)": "3.5"
                },
                {
                    "Wariant wydajności": "304 planning low end",
                    "Q (cm³/min)": "130",
                    "Czas dla 25 cm³ (s)": "11.5"
                },
                {
                    "Wariant wydajności": "4140 milling planning low end",
                    "Q (cm³/min)": "90",
                    "Czas dla 25 cm³ (s)": "16.7"
                }
            ]
        },
        {
            "caption": "Jak dokładne są te wartości MRR do wyceny?",
            "columns": [
                "Rozbieżność",
                "Źródło A",
                "Źródło B",
                "Ujęcie na tej stronie"
            ],
            "rows": [
                {
                    "Rozbieżność": "304 / 316 unit power",
                    "Źródło A": "S3 handbook band 1.64–1.97 (150–200 HB, sharp tools)",
                    "Źródło B": "S4 energy-study value 2.94 (austenitic 150–275 HB)",
                    "Ujęcie na tej stronie": "W tabelach pozostaje pełne pasmo 1.64–2.94; wyceniaj od dolnej granicy 130 cm³/min, chyba że twardość i narzędzia są potwierdzone na korzystnym końcu"
                },
                {
                    "Rozbieżność": "C36000 unit power",
                    "Źródło A": "S3 leaded brass 0.82",
                    "Źródło B": "S4 leaded brass 1.90",
                    "Ujęcie na tej stronie": "0.82 zgadza się z fizyką mosiądzu (K_p ≈ k_c / 1,000, k_c ≈ 800 N/mm²), więc preferuj koniec 0.82; pasmo 200–465 pozostaje zarejestrowaną otoczką"
                },
                {
                    "Rozbieżność": "1045 / 4140 ranges",
                    "Źródło A": "S3 by 20 HB steps",
                    "Źródło B": "S4 220–420 HB envelope",
                    "Ujęcie na tej stronie": "To nie rozbieżność — zakres podąża za twardością; nie opisuj tego jako sprzeczności źródeł"
                }
            ]
        }
    ]
}