Математика механического цеха — общие формулы и стратегии

Математика механического цеха является важным фактором для программистов ЧПУ и машинистов.

Одна из наиболее распространенных проблем, с которыми я сталкивался за годы работы в механическом цехе, — это общий недостаток легкодоступной и удобной информации по математике механического цеха, особенно по подачам, скоростям и связанным с ними формулам.

Независимо от того, программируете ли вы 5-осевой станок с ЧПУ или поворачиваете ручки на 60-летней коленной мельнице, цифры не лгут. Тем не менее, один очень важный урок, который я усвоил, заключается в том, чтобы уважать переменные. Любая общая формула, которую вы собираетесь использовать в механическом цехе, предоставит вам информацию, необходимую для правильного подхода к резке, но не забывайте всегда рассматривать это число как отправную точку. Существует неизмеримое количество переменных с любой огранкой, вплоть до атмосферных условий в цеху. Производители инструмента предоставят вам рекомендуемые значения, будь то футы поверхности в минуту, нагрузка стружки на зуб, число оборотов в минуту, дюймы в минуту. или любая комбинация тех и других. Все это может стать очень запутанным и ошеломляющим, но не бросайте меня сейчас. Я надеюсь, что этот пост может послужить полезной информацией для вас и вашего магазина, и я надеюсь, что смогу что-то понять для вас.

Как вы можете видеть в приведенных выше формулах, чтобы рассчитать любую из них, вам нужно уже знать некоторые другие данные для ввода. Здесь на помощь приходят производители инструментов. Они могут предоставить вам информацию об их конкретных инструментах и ​​областях применения. Однако есть некоторая основная информация, основанная на материале, который вы режете, который я предоставлю вам прямо сейчас. Имейте в виду, что это отправные точки, лучшими судьями будут ваши глаза и уши. Ниже приведен список предлагаемых SFPM для распространенных материалов:

Machine Shop Math — SFPM для обычных материалов:

Допустим, мы используем цельную твердосплавную концевую фрезу диаметром 0,500 дюйма для резки алюминия. Глядя на нашу диаграмму, предлагаемое число оборотов в минуту равно 800. Чтобы определить предлагаемое число оборотов в минуту, мы используем приведенную выше формулу SFPM x 3,82 / диаметр инструмента:

Я приведу вам еще один пример, на этот раз с инструментом значительно меньшего размера. Мы собираемся использовать тот же материал, но на этот раз с твердосплавной концевой фрезой 0,125 дюйма.

Вы можете четко видеть, где диаметр инструмента резко меняет предлагаемые параметры, а где шпиндель с высокой скоростью вращения является ценным фактором. Эта таблица может использоваться для этих распространенных материалов, однако производитель выбранных вами инструментов, скорее всего, будет иметь конкретную информацию о приобретенных вами инструментах, которые следует всегда использовать, когда они доступны.

Ты все еще со мной? Я знаю, ты чувствуешь себя так, будто снова попал в школьную алгебру. Все эти цифры станут более понятными, когда вы начнете применять их к заданиям в ВАШЕМ магазине на ВАШЕЙ машине, а пока оставайтесь со мной! Я обещаю, что это будет стоить вашего времени. Мы собираемся перейти к дюймам в минуту. .

Если вы ссылаетесь на приведенную выше формулу, скорость подачи (дюймы в минуту) =об/мин x нагрузка на стружку на зуб x количество канавок вы видите, что для расчета этого вам нужна информация об инструменте. Нагрузка на стружку на зуб — это количество материала, которое зуб или канавка инструмента удаляет за один оборот. Большинство производителей инструментов предлагают доступную информацию о нагрузке на стружку, но вы также можете использовать свои собственные знания и опыт, чтобы сделать предложение.

В этом примере мы собираемся использовать цельную твердосплавную концевую фрезу 0,500 дюйма с тремя канавками для резки алюминия. Поскольку мы уже знаем из первого примера, что предлагаемое число оборотов в минуту составляет 6112, все, что нам нужно, это количество стружки на зуб. Производитель предлагает для этого инструмента нагрузку на стружку 0,005 дюйма на зуб, поэтому у нас есть вся информация, необходимая для расчета скорости подачи.

Видеть? Это не так запутанно, как казалось. Однако здесь в игру вступают некоторые переменные. Серьезное внимание необходимо уделить типу стрижки, которую вы выполняете. Если вы фрезеруете паз с полным зацеплением инструмента, вам нужно быть более консервативным. Однако, если вы используете динамическую стратегию (как обсуждалось в другом сообщении в блоге), вы потенциально можете быть более агрессивным. Как я уже говорил в начале, эти цифры являются отправной точкой.

Наконец, мы обсудим, как рассчитать нагрузку стружки на зуб. . Это полезная формула как для подготовки к вырезу или программированию, так и для анализа существующего выреза. Вы можете легко просмотреть свою программу, пытаясь оптимизировать чистоту поверхности, время цикла или стойкость инструмента, и это будет хорошим показателем правильного использования инструмента.

Допустим, мы запускали последний пример на скорости 4000 об/мин вместо рекомендуемых 6112. Мы также запустили его со скоростью 120 дюймов в минуту, а не 91,68 дюймов в минуту. Наши результаты были не очень хорошими, и отдел контроля качества хочет получить ответы… СЕЙЧАС! Итак, давайте проверим цифры!

Это в два раза больше, чем предлагает производитель, поэтому это очень хорошее место для начала поиска проблем. Используя формулу, которую вы уже освоили, вы знаете, что вам нужно либо снизить скорость подачи, либо увеличить число оборотов в минуту, чтобы соответствовать требованиям.

Теперь, когда вы вооружены базовым пониманием этих формул и знанием того, что НИЧЕГО из них не высечено на камне, вы готовы начать применять их в своей повседневной работе. Вы будете удивлены, как быстро вам не нужно будет ссылаться на какие-либо диаграммы или веб-сайты, чтобы быть уверенным в своих числах, и работа по программированию очень дорогого станка с ЧПУ станет немного менее напряженной. Доступ к руководству по скорости и каналам