آدرس:
No.233-3 Yangchenghu Road, Xixiashu Industrial Park, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province
چرا سرعت برش مهم است: پایه و اساس فرز کارآمد
یک آسیاب انتهایی کاربید 1/2 اینچی که با سرعت 8000 دور در دقیقه در فولاد ضد زنگ 304 کار میکند، در صورت نادیده گرفتن محدودیتهای سرعت سطح، میتواند در کمتر از سه دقیقه لبه برش خود را بسوزاند. فوت سطحی در دقیقه (SFM) مستقیماً گرما را در نوک ابزار کنترل میکند. از حد توصیهشده ماده فراتر رفته و لبه برش آن را در محدوده SFM توصیهشده تجاوز میکند. شما به طور قابل اعتمادی عمر ابزار را در برابر میزان حذف مواد متعادل می کنید.
تولیدکنندگان اغلب سرعت اسپیندل را برای کاهش زمان چرخه فشار می دهند، اما این قمار به ندرت جواب می دهد. سرعت زیاد باعث ایجاد اصطکاک می شود که تراشه ها را به فلوت جوش می دهد، سطح را خراب می کند و هزینه مصرفی را بالا می برد. SFM مناسب، همراه با تغذیه مناسب برای هر دندان، دما را در یک نوار ثابت نگه می دارد که در آن بستر کاربید و پوشش مطابق طراحی عمل می کند.
هر خانواده مواد دارای رسانایی حرارتی و درجه ماشینکاری مشخصی است. آلومینیوم گرما را به سرعت دفع می کند و SFM بالا را تحمل می کند. تیتانیوم برعکس عمل می کند - ناحیه برش را عایق می کند و سرعت محافظه کارانه ای را می طلبد. نمودار یکپارچه ای که این محدودیت ها را ترسیم می کند، حدس و گمان را حذف می کند و به شما نقطه شروعی برای هر کاری می دهد، از نمونه سازی با آسیاب رومیزی گرفته تا تولید در یک مرکز ماشینکاری 40 مخروطی.
نمودار سرعت برش آسیاب: توصیه های SFM بر اساس مواد
از جدول زیر به عنوان مرجع برای آسیاب های انتهایی کاربید و فولاد پرسرعت (HSS) استفاده کنید. مقادیر کاربید یک تنظیم سفت، خنک کننده یا انفجار هوا کافی و هندسه ابزار استاندارد را فرض می کند. برای راه اندازی های دشوار - طول گیج بلند، قطعات کار با دیواره نازک، یا دوک های کم اسب بخار - SFM فهرست شده را در اولین گذر 20 تا 30 درصد کاهش دهید و پس از مشاهده شکل گیری تراشه تنظیم کنید.
| مواد | HSS SFM | کاربید SFM | یادداشت ها |
|---|---|---|---|
| آلومینیوم (6061، 7075) | 350-600 | 600-1200 | برای تخلیه تراشه ها از فلوت های مارپیچ بالا و صیقلی استفاده کنید |
| برنج / برنز | 200-400 | 400-700 | لبه های تیز بسیار مهم است. از ایجاد لبه جلوگیری کنید |
| فولاد کم کربن (1018، A36) | 80-120 | 300-500 | خنک کننده انفجار هوا یا مه سبک توصیه می شود |
| فولاد آلیاژی (4140، 4340) | 50-80 | 200-350 | سهام از پیش سخت شده ممکن است به یک سوم پایینی محدوده نیاز داشته باشد |
| فولاد ضد زنگ (304، 316) | 40-70 | 150-250 | خطر سخت شدن کار؛ خوراک مثبت را همیشه حفظ کنید |
| آلیاژهای تیتانیوم (Ti-6Al-4V) | 30-50 | 100-150 | هرگز ساکن نشو؛ از مایع خنک کننده با فشار بالا استفاده کنید |
| چدن (خاکستری، شکل پذیر) | 60-100 | 250-400 | ماشینکاری خشک رایج؛ مراقب گرد و غبار ساینده باشید |
| مس | 150-300 | 400-600 | صمغی؛ ابزارهای تیز و زوایای چنگک بالا کمک می کنند |
این مقادیر نشان دهنده یک خط پایه محکم است. اگر تراشه های تمیز و نی رنگی و بار کم دوک را مشاهده کردید، به سمت بالا تنظیم کنید. اگر تراشه ها آبی می شوند یا ابزار بر روی لبه برش تراشه نشان می دهد، آن را به سمت پایین تنظیم کنید. به یاد داشته باشید که پوشش هایی مانند AlTiN می توانند SFM کاربید را 15 تا 25 درصد بیشتر در کاربردهای فولادی و ضد زنگ فشار دهند.
از SFM تا RPM: چگونه سرعت اسپیندل خود را محاسبه کنیم
سرعت اسپیندل به سادگی تابعی از SFM مورد نظر و قطر ابزار است. از فرمول استاندارد استفاده کنید: RPM = (SFM × 3.82) / D، که در آن D قطر برش بر حسب اینچ است. برای واحدهای متریک، از RPM = (SFM × 1000) / (π × D_mm) استفاده کنید. ثابت 3.82 تقریباً 12/π است که فوت را به اینچ تبدیل می کند و قطر را محاسبه می کند.
برای مرجع سریع، جدول زیر RPM محاسبه شده را برای فولاد آلیاژی برش آسیاب کاربید در SFM 250 نشان می دهد که یک نقطه شروع رایج است.
| قطر ابزار (اینچ) | دور در دقیقه (SFM 250) |
|---|---|
| 1/8 اینچ | 7,640 |
| 3/16" | 5,093 |
| 1/4 اینچ | 3,820 |
| 3/8 اینچ | 2,547 |
| 1/2" | 1910 |
| 5/8 اینچ | 1,528 |
| 3/4" | 1273 |
| 1" | 955 |
همیشه حداکثر سرعت اسپیندل دستگاه خود را تأیید کنید. برای اجرای یک ابزار 1/8 اینچی در 7640 RPM نیاز به یک دوک نخ ریسی با حداقل 8000 RPM است. اگر دستگاه شما با سرعت 6000 دور در دقیقه بالا میرود، SFM پایینتر حاصل را بپذیرید و با کاهش اندکی تغذیه به ازای هر دندان جبران کنید - هرگز با تغذیه بیش از حد SFM را مجبور نکنید، زیرا بار تراشه را افزایش داده و منجر به شکستگی میشود.
نرخ فید رمزگشایی شده: IPM، IPT، و بار تراشه
نرخ تغذیه بر حسب اینچ در دقیقه (IPM) حاصل ضرب RPM، تعداد دندانه ها و تغذیه در هر دندان (IPT) است. فرمول: IPM = RPM × تعداد فلوت ها × IPT. متغیر مهم IPT است - ضخامت تراشه ای که هر دندان برداشته می شود. تراشه خیلی نازک باعث ایجاد مالش، گرما و پچ پچ می شود. یک تراشه بیش از حد ضخیم لبه را اضافه می کند و ابزار کاربید ریز دانه را می زند.
توصیه های IPT با سختی مواد و هندسه ابزار تغییر می کند. یک آسیاب انتهایی 2 فلوت، تراشه ها را آزادانه تر تخلیه می کند، و اجازه می دهد بار تراشه بزرگتر از یک ابزار 4 فلوت در آلومینیوم باشد. با این حال، در فولاد، درگیری اضافی طراحی 4 فلوت اغلب نیاز به IPT کمتری برای مدیریت نیروهای برش شعاعی دارد. جدول زیر نقاط شروع عملی را برای آسیاب های پایان کاربید جامد ارائه می دهد.
| مواد Group | 2-فلوت IPT | 3-فلوت IPT | 4-فلوت IPT |
|---|---|---|---|
| آلومینیوم / غیر آهنی | 0.004-0.008 | 0.003-0.006 | 0.003-0.005 |
| فولاد کم کربن و آلیاژی | 0.002-0.004 | 0.0015-0.003 | 0.0015-0.003 |
| فولاد ضد زنگ | 0.001-0.003 | 0.001-0.0025 | 0.001-0.002 |
| تیتانیوم و آلیاژهای با دمای بالا | 0.001-0.002 | 0.0008-0.0015 | 0.001-0.0015 |
| چدن | 0.002-0.005 | 0.002-0.004 | 0.002-0.003 |
با نقطه میانی IPT شروع کنید و یک برش آزمایشی کوتاه برنامه ریزی کنید. به صدای برش مداوم گوش دهید - صدای خش خش مداوم، نه جیغ متناوب. اگر روکش کدر است یا ابزار در عرض چند دقیقه سایش پهلو را نشان میدهد، IPT را کمی بالا ببرید تا مطمئن شوید که هر دندان به جای مالش، نیش مناسبی دارد.
عیب یابی مشکلات رایج فرز با تنظیمات سرعت و تغذیه
حتی با یک نمودار صحیح، متغیرهای دنیای واقعی پارامترهای ایده آل را مختل می کنند. پچ پچ، پرداخت ضعیف سطح، و شکست زودرس لبه به ندرت با یک چرخش دستگیره حل می شود. جدول زیر علائم را با شایعترین علل ریشهای و ترتیب تنظیمی که ابتدا باید امتحان کنید ترسیم میکند.
| علامت | علت احتمالی | اقدام اصلاحی |
|---|---|---|
| پچ پچ / لرزش | برای هر دندان خیلی کم تغذیه کنید، به جای بریدن باعث مالش می شود. | ابتدا IPT را 10 تا 20 درصد افزایش دهید. اگر پچ پچ ادامه داشت، RPM را 10% کاهش دهید تا فرکانس تحریک کمتر شود. |
| پایان ضعیف سطح | درگیری شعاعی بیش از حد یا بار تراشه بالا رفتن. | استپ اور (Ae) را به کمتر از 20 درصد قطر کاهش دهید. RPM را با حفظ IPT افزایش دهید. |
| پوشیدن سریع پهلو | SFM برای پوشش یا مواد بسیار بالاست. | سرعت اسپیندل را کاهش دهید تا SFM را در محدوده توصیه شده قرار دهید. بررسی تحویل مایع خنک کننده |
| تراشه لبه / شکستن میکرو | IPT خیلی زیاد است یا خروجی ابزار بیش از 0.0005 اینچ است. | IPT را 15 درصد کاهش دهید. تمرکز نگهدارنده ابزار را بررسی کنید و چسبندگی ابزار را کاهش دهید. |
| لبه ساخته شده (BUE) | دمای برش ناکافی یا لبه کسل کننده. | SFM را برای افزایش دمای ناحیه برشی افزایش دهید. به یک ابزار روکش شده با فلوت های جلا داده شده تغییر دهید. |
| شکستن ابزار در گوشه ها | سنبله درگیری شعاعی از مسیر گوشه داخلی. | یک مسیر ابزار تروکوئیدی یا لایه بردار را برای حفظ زاویه درگیری ثابت برنامه ریزی کنید. |
هنگامی که یک علامت به تنظیم اولیه پاسخ نمی دهد، نگهدارنده ابزار و استحکام دستگاه را ارزیابی کنید. یک ماشین فرز با یاتاقانهای دوکی فرسوده یا نگهدارنده ابزار بلند، هرگونه ناپایداری در بار تراشه را تقویت میکند. جابجایی با نگهدارنده طولی خرد اغلب لرزش را بدون تغییر سرعت یا تغذیه از بین می برد.
نکات پیشرفته: بهینه سازی برای هندسه ابزار، پوشش، و صلبیت ماشین
نمودار استاندارد SFM یک ابزار کاربید عمومی با یک مارپیچ متقارن را فرض می کند. آسیاب های انتهایی مدرن از عناصر طراحی استفاده می کنند که مستقیماً بر سرعت های مجاز برش تأثیر می گذارد. هندسه مارپیچ متغیر چت هارمونیک را از بین می برد و به شما امکان می دهد SFM را در تنظیمات ناپایدار تا 20 درصد بالاتر ببرید. پخ های گوشه و نمایه سازی نابرابر نیز استحکام لبه را بهبود می بخشد و نیاز به تنظیم پارامترها برای قابلیت اطمینان را کاهش می دهد.
پوشش ها سقف حرارتی را حتی بیشتر می کنند. یک لایه AlTiN (نیترید تیتانیوم آلومینیوم) می تواند افزایش SFM را به میزان 15 تا 30 درصد در فولادهای آلیاژی و مواد ضد زنگ با تشکیل یک سد اکسید آلومینیوم در دماهای بالا حفظ کند. برای مواد ساینده مانند کامپوزیت های فیبر کربن یا گرافیت، پوشش های الماس مانند (DLC) اجازه سرعت هایی را می دهند که کاربید بدون پوشش را در چند ثانیه از بین می برند. پوشش مناسب را با مواد جفت کنید، سپس جدول SFM را دوباره مشاهده کنید و بالابر را اعمال کنید.
سفتی ماشین اغلب به عنوان محدود کننده سرعت پنهان عمل می کند. در یک آسیاب رومیزی فشرده، درگیری شعاعی بیش از 15٪ قطر ابزار می تواند انحراف ایجاد کند که علائم کسل کننده ابزار را تقلید می کند. هنگام کار بر روی ماشین های سبک وزن، 25 تا 35٪ از مقادیر SFM کاربید نمودار کسر کنید. برعکس، یک VMC با کارایی بالا با دوک 40 مخروطی و ریلهای خطی به شما امکان میدهد به انتهای بالای محدوده برسید. برای مواد به خصوص ارتجاعی، ابزارهای مهندسی شده برای این منظور را در نظر بگیرید - برش های فرز آلیاژ تیتانیوم با هندسه هسته و آماده سازی لبه بهینه شده، مقادیر تغذیه بالاتر برای هر دندان را بدون سایش زودرس ناچ حفظ می کند.
استراتژی خنک کننده به طور مستقیم با سرعت تعامل دارد. در تیتانیوم و آلیاژهای با دمای بالا، خنک کننده ابزار پرفشار (1000 psi و بالاتر) تراشه ها را تخلیه می کند و ناحیه برش را زیر نقطه نرم شدن حرارتی نگه می دارد و به SFM در براکت بالایی نمودار اجازه می دهد. در چدن و برخی فولادها، ماشینکاری خشک با انفجار هوا از شوک حرارتی جلوگیری می کند و به تراشه اجازه می دهد گرما را از بین ببرد.
نتیجه گیری: قرار دادن نمودار در فروشگاه شما
نمودار سرعت برش یک خط پایان نیست - یک نقطه پرتاب است. SFM را به یک RPM برنامه ریزی شده ترجمه کنید، یک IPT را از جدول خوراک انتخاب کنید و یک آزمایش کوتاه اجرا کنید. شکل تراشه را رعایت کنید. تراشه های پیچ خورده شش شکل در فولاد پارامترهای قابل قبول را تأیید می کنند. تراشه های گرد و غبار، تکه تکه یا تغییر رنگ نیاز به تنظیم فوری دارد.
انتخاب پارامتر را به یک فرآیند تکرارپذیر تبدیل کنید:
- مواد قطعه کار و وضعیت آن (آنیل، سخت شده و غیره) را شناسایی کنید.
- محدوده SFM منطبق را در نمودار کاربید یا HSS پیدا کنید.
- SFM را با استفاده از فرمول و قطر ابزار خود به RPM تبدیل کنید.
- IPT اولیه را بر اساس تعداد فلوت و گروه مواد انتخاب کنید، سپس IPM را محاسبه کنید.
- یک پاس تست 2 اینچی را اجرا کنید، به برش گوش دهید، لبه را بررسی کنید و هر بار فقط یک متغیر را تنظیم کنید.
یک دفترچه یادداشت فروشگاهی یا نظر سربرگ برنامه CNC برای ردیابی آنچه کار می کند نگه دارید. با گذشت زمان، شما یک کتابخانه از پارامترهای اثبات شده مخصوص ماشینها، ابزارآلات و راهاندازی مایع خنککننده خود خواهید ساخت که از هر نمودار آنلاین عمومی برتری دارد.
