Основная математика мастерской: ключевые формулы и стратегии для CNC и традиционной обработки

Математика мастерской — важное соображение для CNC-программистов и фрезеровщиков.

Одной из более частых проблем, которые я видел за годы в мастерской, является общий недостаток легко доступной и под рукой информации по математике мастерской — специально по подачам, скоростям и связанным формулам.

Программируете ли вы 5-осевой CNC-станок или крутите ручки 60-летнего консольного фрезерного, цифры не лгут. Однако один очень важный урок, который я извлёк — уважать переменные. Любая общая формула, которую вы используете в мастерской, даст вам информацию для правильного подхода к резу, но помните, что всегда относитесь к этому числу как к отправной точке. Существует неисчислимое число переменных при любом резе, вплоть до атмосферных условий в мастерской. Производители инструментов дадут вам рекомендуемые числа — будь то поверхностные футы в минуту (SFPM), нагрузка стружки на зуб, обороты в минуту, дюймы в минуту или любая комбинация этих и других. Всё это может стать очень запутанным и перегружающим, но не сдавайтесь. Я надеюсь, этот пост станет справочной информацией для вас и вашей мастерской, и, надеюсь, я смогу в этом разобраться для вас.

Как видите в формулах выше, для расчёта любого из этих нужно уже знать некоторые другие данные для ввода. Вот тут и приходят на помощь производители инструментов. Они могут предоставить информацию для их конкретных инструментов и применений. Однако есть некоторая базовая информация на основе материала, который вы режете, которую я дам вам прямо сейчас. Имейте в виду, что это отправные точки, лучшим судьей будут ваши глаза и уши. Ниже список рекомендуемых SFPM для распространённых материалов:

Математика мастерской – SFPM для распространённых материалов:

Допустим, мы используем твёрдославную концевую фрезу 0,500″ для резки алюминия. глядя на таблицу, рекомендуемый SFPM — 800. Чтобы определить рекомендуемый RPM, используем формулу SFPM x 3.82 / Диаметр инструмента:

Приведу другой пример, теперь с значительно меньшим инструментом. Тот же материал, но с твёрдославной концевой фрезой 0,125″.

Чётко видно, как диаметр инструмента кардинально меняет рекомендуемые параметры, и где высокооборотный шпиндель — ценный фактор. Эта таблица применима для этих распространённых материалов, однако производитель выбранных вами инструментов, скорее всего, будет иметь специфическую информацию на купленных инструментах, которую всегда следует использовать, когда она доступна.

Всё ещё со мной? Знаю, чувствуете себя как в алгебре в старшей школе. Все эти числа станут понятнее, когда вы начнёте применять их к работам В ВАШЕЙ мастерской НА ВАШЕМ станке, до тех пор держитесь со мной! Обещаю, это того стоит. Переходим к Дюймам в минуту (IPM).

Если обратитесь к формуле выше Скорость подачи (дюймы в минуту) = RPM x Нагрузка стружки на зуб x Число шнеков, вы увидите, что для расчёта нужна информация об инструменте. Нагрузка стружки на зуб — количество материала, которое зуб, или шнек, инструмента удаляет за один оборот. Большинство производителей инструментов имеют рекомендуемую информацию о нагрузке стружки, но вы также можете использовать свои знания и экспертизу для предложения.

В этом примере используем твёрдославную концевую фрезу 0,500″ с тремя шнеками для резки алюминия. Поскольку мы уже знаем из первого примера, что рекомендуемый RPM — 6 112, нам нужна только нагрузка стружки на зуб. Производитель предлагает 0,005″ на зуб нагрузку стружки на этом инструменте, так что у нас есть вся информация для расчёта скорости подачи.

Видите? Это не так запутанно, как выглядело. Однако здесь вступают в игру некоторые переменные. Серьёзное рассмотрение нужно сделать для типа реза, который вы выполняете. Если вы фрезерите паз с полным зацеплением инструмента, нужно быть более консервативным. Однако, если вы используете динамическую стратегию (как обсуждалось в другом посте), то потенциально можете быть более агрессивным. Как я сказал в начале, эти числа — отправные точки.

Наконец, обсудим, как рассчитать Нагрузку стружки на зуб. Это полезная формула как для подготовки к резу или программирования, так и для анализа существующего реза. Вы можете легко посмотреть на свою программу, пытаясь оптимизировать чистоту поверхности, время цикла или срок инструмента, и это будет хорошим индикатором правильного использования инструмента.

Допустим, мы запускали последний пример на 4 000 RPM вместо рекомендуемых 6 112. Мы также запускали на 120 IPM вместо 91,68 IPM. Результаты не были отличными, и ОТК хочет ответы… СЕЙЧАС! Давайте проверим числа!

Это в два раза больше рекомендации производителя, поэтому отличное место для начала поиска проблем. Используя формулу, которую вы теперь освоили, вы знаете, что нужно либо снизить подачу, либо поднять RPM, чтобы соответствовать требованиям.

Теперь, когда вы вооружены базовым пониманием этих формул и знанием, что НИЧЕГО из этого не высечено в камне, вы готовы начать применять это к своей ежедневной работе. Вы удивитесь, как быстро вы перестанете нуждаться в справочниках или сайтах, чтобы быть уверенным в своих числах, и работа программирования очень дорогого CNC-станка станет немного менее стрессовой. Доступ к руководству по скоростям и подачам