В процессе обработки, для достижения высокой эффективности и точности, необходимо тщательно управлять различными параметрами. Одним из наиболее важных факторов в таких операциях обработки, как точение, фрезерование, сверление и т. д. измельчениия Это футы поверхности в минуту (SFM), которые являются мерой скорости резания или скорости, с которой режущие инструменты взаимодействуют с обрабатываемым материалом.
В этой статье рассматривается значение SFM, его применение в обработке металлов резанием и формула для его расчета.
Что такое SFM в обработке?
SFM, или Surface Feet per Minute, — это единица измерения, используемая для описания «скорости поверхности» или «скорости резания» в процессе обработки. Она представляет собой скорость, с которой режущая кромка инструмента перемещается по поверхности заготовки в футах в минуту. По сути, это мера того, насколько быстро инструмент режет материал.
SFM особенно важен, поскольку он помогает определить оптимальную скорость шпинделя (измеряемую в об/мин или оборотах в минуту) для данной операции обработки. Цель состоит в том, чтобы найти скорость шпинделя, которая обеспечивает наилучшую скорость резания для каждого типа фрезы, независимо от того, используется ли она на токарном или фрезерном станке, и независимо от диаметра инструмента или заготовки.
В метрических единицах скорость поверхности измеряется в метрах в минуту (SMM) или метрах в минуту. Однако SFM остается распространенным во многих контекстах обработки, особенно в регионах, где используются имперские единицы.
Как SFM влияет на процессы обработки?
SFM (Surface Feet per Minute) играет решающую роль в процессах обработки, определяя оптимальную скорость вращения шпинделя (RPM) для различных операций. Она напрямую влияет на производительность инструмента, обрабатываемость материала и общее качество готового продукта.
Срок службы и износ инструмента
Правильный SFM может помочь снизить чрезмерный износ режущий инструментСлишком высокий показатель SFM может привести к быстрому износу инструмента или даже его поломке, а слишком низкий — к неэффективной резке и ненужному накоплению тепла.
Эффективность резки
Правильный SFM обеспечивает эффективное удаление материала, что приводит к повышению производительности и улучшению качества поверхности. Балансировка SFM с другими параметрами (такими как скорость подачи и глубина резания) приводит к оптимальным условиям резания.
Качество отделки поверхности
Поддержание надлежащего SFM помогает достичь более плавного чистота поверхности. Если SFM слишком низкий, инструмент может тянуться вдоль материала, вызывая грубую отделку. Если он слишком высокий, он может создавать избыточное тепло, что приводит к деформации заготовки.
Управление теплом
Тепло, выделяемое во время обработки, может оказывать пагубное воздействие как на инструмент, так и на заготовку. Правильный SFM помогает поддерживать контролируемые температуры, уменьшая термические повреждения и продлевая срок службы инструмента.
Существенные соображения
Различные материалы имеют различные оптимальные диапазоны SFM. Например, твердые металлы и сплавы требуют более низких скоростей резания по сравнению с более мягкими материалами, такими как алюминий или латунь. Регулируя SFM в соответствии с обрабатываемым материалом, операторы могут оптимизировать результаты.
Использование SFM в обработке
Ниже приведены основные области применения SFM в обработке:
- Расчет скорости резания:
- На токарном станке заготовка вращается, а резец остается неподвижным.
- На фрезерном станке фреза вращается, а заготовка остается неподвижной.
- Зная SFM для конкретной комбинации инструмента и материала, операторы могут рассчитать оптимальную частоту вращения шпинделя.
- Подбор инструмента и материала:
- Различные инструменты и материалы имеют определенные значения SFM.
- Правильный подбор инструмента для конкретного материала гарантирует эффективную и качественную резку.
- Неправильная SFM может привести к чрезмерному выделению тепла, износу инструмента и ухудшению качества поверхности.
- Оптимизация параметров обработки:
- SFM является ключевым параметром при определении подач и скоростей, которые имеют решающее значение для достижения желаемых результатов обработки.
- Оптимизируя SFM, операторы могут сократить время цикла и повысить производительность.
Скорость поверхности и SFM
Скорость поверхности относится к скорости, с которой режущий инструмент перемещается по заготовке, а футы поверхности в минуту (SFM) — это стандартизированная мера этой скорости в футах в минуту.
- Эффекты чрезмерной скорости поверхности: Высокая скорость обработки поверхности может привести к чрезмерному нагреву, что может повредить как инструмент, так и заготовку. Слишком высокая скорость ускоряет затупление кромки инструмента, сокращая срок службы инструмента и производительность резки.
- Эффект недостаточной скорости поверхности: Если скорость поверхности слишком низкая, инструмент может тереться о материал, а не резать чисто, что приводит к накоплению тепла. Недостаточная скорость поверхности снижает эффективность резки, что отрицательно влияет на срок службы и производительность инструмента.
Единицы измерения SFM
Поверхностные футы в минуту (SFM) можно измерить в двух основных единицах: футы в минуту (FPM) и миллиметры в минуту (MM/min). Обе единицы служат одной и той же цели — измерению скорости поверхности, — но их использование зависит от региона и используемой системы измерения.
| Ед. | Плюсы | Минусы |
|---|---|---|
| Футов в минуту (FPM) | – Широко используется в США и других странах, использующих имперскую систему измерений. – Удобно для станочников в США, работающих на станках с ЧПУ, где преобладают имперские единицы измерения. – Упрощает интеграцию с другими имперскими единицами измерения, такими как дюймы, фунты и футы. | – Требуется перевод в метрические единицы при международном сотрудничестве или использовании станков с ЧПУ с метрическими спецификациями. – Менее интуитивно понятно для машинистов, привыкших к метрической системе, которая используется во многих других частях мира. – При работе с разными системами могут возникать ошибки преобразования, что приводит к неточным расчетам или неэффективности. |
| Миллиметры в минуту (ММ/мин) | – Стандарт в странах, использующих метрическую систему, включая Европу и Азию. – Соответствует международным производственным практикам, что упрощает сотрудничество в глобальном масштабе. – Облегчает интеграцию с метрическими спецификациями в стандартах проектирования и обработки. | – Требуется преобразование для использования в США, где более распространена имперская система мер. – Может потребоваться повторная калибровка или настройка оборудования при переходе с FPM на MM/мин. – Менее знакомо машинистам, которые в основном работают с системами на основе имперской системы мер, что может привести к увеличению времени настройки. |
Преобразования и практическое применение
Хотя для измерения скорости поверхности при обработке используются как FPM, так и MM/min, преобразование между ними является обычным требованием в трансграничном производстве. Преобразование между этими единицами является простым:
1 FPM=25.4 ММ/мин
SFM против RPM
| Spect | SFM (поверхностных футов в минуту) | Об/мин (оборотов в минуту) |
|---|---|---|
| Определение | Измеряет линейную скорость режущей кромки инструмента относительно заготовки. | Измеряет скорость вращения шпинделя или режущего инструмента. |
| Единицы | Футов в минуту (FPM) | Оборотов в минуту (об / мин) |
| Цель | Показывает, насколько быстро инструмент перемещается по поверхности заготовки. | Указывает, сколько раз в минуту совершает оборот шпиндель или инструмент. |
| Формула | ARCXNUMX | SFM = (RPM × π × Диаметр фрезы (в дюймах)) / 12 |
| Зависимость | Зависит от диаметра фрезы и частоты вращения. | Расчет SFM зависит от скорости вращения шпинделя и диаметра фрезы. |
| Влияние на обработку | Влияет на износ инструмента, выделение тепла и скорость съема материала. | Влияет на процесс резания, зацепление инструмента и эффективность. |
Связь между SFM и RPM:
Соотношение между SFM и RPM можно рассчитать по формуле:
Эта формула показывает, что SFM прямо пропорциональна скорости вращения шпинделя (RPM) и диаметру фрезы. С увеличением RPM или увеличением диаметра фрезы скорость поверхности (SFM) также увеличивается.
Формула для расчета SFM
Формула расчета SFM выведена из зависимости между скоростью вращения режущего инструмента и его взаимодействием с поверхностью материала.
Основные параметры:
- Скорость шпинделя (об/мин): Скорость вращения шпинделя.
- Диаметр фрезы (D): Диаметр режущего инструмента.
Формула расчета:
Формула для расчета SFM:
Где:
- RPM = Скорость шпинделя
- D = Диаметр фрезы в дюймах
- π = 3.14159
- 12 — коэффициент перевода (дюймов в футы).
При увеличении скорости вращения шпинделя (RPM) или использовании инструмента большего диаметра SFM увеличится. Однако это должно быть сбалансировано с характеристиками материала и возможностями инструмента, чтобы предотвратить неблагоприятные эффекты, такие как перегрев или поломка инструмента.
Пример расчета:
Для скорости вращения шпинделя 2000 об/мин и диаметра фрезы 1.5 дюйма:
Преобразование SFM:
Чтобы перевести SFM в миллиметры в минуту (MM/мин), используйте формулу:
ММ/мин=SFM×0.3048
Преобразование RPM в SFM:
Если вам известна скорость вращения шпинделя (об/мин) и диаметр фрезы, вы можете рассчитать SFM по формуле:
- Для фрезерования:
- для токарной обработки:
Почему эти формулы важны:
- Они обеспечивают оптимальную скорость резания в зависимости от материала и инструмента, повышая эффективность обработки и долговечность инструмента.
- Они позволяют выполнять точную настройку различных операций обработки, включая фрезерование и поворот.
- Правильные настройки SFM и RPM контролируют тепловыделение, снижая износ инструмента и улучшая качество поверхности заготовки.
Распространенные ошибки, которых следует избегать:
- Неправильные преобразования единиц
- Использование устаревших данных инструмента
- Игнорирование значений SFM, характерных для конкретных материалов
Tип: Всегда дважды проверяйте преобразования и обращайтесь к надежным источникам для получения точных настроек SFM и RPM.
Пример практического применения:
В случае обработки предположим, что диаметр инструмента составляет 0.5 фута, а скорость шпинделя — 1000 об/мин. Используя формулу расчета SFM, получаем:
SFM = 3.14 × 0.5 × 1000 = 1570 поверхностных футов в минуту. В этом примере мы видим, что, зная диаметр инструмента и скорость шпинделя, можно точно рассчитать значение SFM.
В практической обработке операторы могут регулировать диаметр инструмента и скорость шпинделя в соответствии с различными требованиями к обработке и характеристиками материала для достижения желаемого значения SFM. Например, в ситуациях, требующих эффективной обработки, увеличение скорости шпинделя или выбор большего диаметра инструмента может повысить SFM. Такой подход помогает повысить эффективность производства и снизить затраты на обработку, обеспечивая при этом качество обработки.
Необходимые инструменты для точного расчета SFM
Скорость инструмента SFM относится к скорости, с которой режущая кромка инструмента перемещается по поверхности материала. Это ключевой фактор в обработке на станках с ЧПУ, который оказывает влияние. Вот основные инструменты и методы для обеспечения точных расчетов SFM:
1. Калькуляторы скорости поверхности
Эти инструменты позволяют операторам вводить такие параметры, как скорость шпинделя (об/мин) и диаметр фрезы, для легкого расчета SFM.
- Онлайн-калькуляторы SFM: Веб-инструменты, которые мгновенно предоставляют результаты и позволяют выполнять быстрые расчеты на ходу.
- Калькулятор машиниста: Специальный инструмент, упрощающий расчеты SFM и скорости подачи, часто включающий функции преобразования единиц измерения.
- CAM программное обеспечение: CAM программное обеспечение который включает функции расчета SFM как часть общего процесса оптимизации обработки.
- Программное обеспечение для станков с ЧПУ: Встроенное программное обеспечение в Станки с ЧПУ который рассчитывает SFM на основе запрограммированных параметров, оптимизируя процесс настройки.
2. Рекомендуемые инструменты и программное обеспечение
Эти специализированные программные решения предназначены для проведения комплексных расчетов обработки и оптимизации условий резания:
- fswizard: Универсальный инструмент, поддерживающий SFM, скорости подачи и скорости резания для различных материалов и инструментов.
- G-Волшебник: популярный инструмент с расширенными функциями для расчета SFM, скоростей подачи и скоростей, включая базу данных материалов и инструментов для точных рекомендаций.
- HSMAdvisor: Программное обеспечение, разработанное для оптимизации условий резания и срока службы инструмента путем расчета SFM и скорости подачи.
- Калькулятор машиниста Pro: Расширенный калькулятор, предоставляющий точные и надежные данные о SFM и скорости подачи для профессионалов.
Используя эти инструменты и методы, операторы могут гарантировать точность расчетов SFM, что приведет к повышению производительности обработки, долговечности инструмента и качеству обработки поверхности.
Последствия неправильных настроек SFM при обработке на станках с ЧПУ
Если SFM настроен неправильно, это может существенно повлиять на качество обработки и срок службы инструмента. Вот что может произойти:
| Проблема с настройкой SFM | Последствия |
|---|---|
| SFM слишком высокий | – Увеличивает скорость резания, вызывая избыточное тепло, которое может повредить как инструмент, так и заготовку. – Быстрый износ инструмента из-за повышенного нагрева, что приводит к затуплению режущих кромок и сокращению срока службы инструмента. – Избыточное тепло может привести к получению шероховатой или неровной поверхности. – Тепловое расширение, вызванное теплом, приводит к неточностям размеров заготовки. |
| SFM слишком низкий | – Замедляет процесс резания, снижая скорость съема материала и увеличивая время обработки. – Инструмент прилагает больше усилий для удаления материала, что увеличивает давление и риск поломки инструмента. – Низкий SFM приводит к накоплению тепла из-за трения вместо эффективного резания. – Неправильное резание может привести к ухудшению качества обработки поверхности и потенциальной вибрации инструмента. |
Настройка параметров SFM для различных материалов при обработке на станках с ЧПУ
Более твердые материалы (например, инконель, инструментальная сталь и нержавеющая сталь) обычно требуют более низких значений SFM для снижения тепловыделения и износа инструмента. Более мягкие материалы (например, алюминий и латунь) можно обрабатывать при более высоких значениях SFM для эффективного удаления материала и лучшей отделки поверхности.
| Материалы | Рекомендуемый диапазон SFM |
|---|---|
| Титан | 50 – 100 футов в минуту |
| Медь | 200 – 400 футов в минуту |
| Мягкая сталь | ~100 футов в минуту |
| Инструментальная сталь | 30 – 50 футов в минуту |
| Чугун | 50 – 150 футов в минуту |
| Латунь | 300 – 600 футов в минуту |
| Алюминий | 600 – 1000 футов в минуту |
| Нержавеющая сталь | 50 – 100 футов в минуту |
| пластик | 300 – 600 футов в минуту |
| Инконель | 20 – 50 футов в минуту |
Заключение
При использовании формулы SFM машинистам необходимо учитывать конкретную комбинацию инструмента и материала. Каждый инструмент имеет рекомендуемый диапазон значений SFM для различных материалов. Например, твердосплавный инструмент может иметь более высокое значение SFM для резки нержавеющей стали по сравнению с инструментом из быстрорежущей стали (HSS).
На практике, понимая и применяя SFM, операторы могут добиться высококачественной резки, минимизировать износ инструмента, обеспечить безопасность и добиться последовательности в операциях обработки.
бойы предлагает качественные Обработка с ЧПУ с учетом ваших потребностей. Независимо от того, требуется ли вам прототипирование, мелкосерийное производство или крупномасштабное производство. Связаться с нами сегодня, чтобы начать!
Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.
