แผนภูมิความเร็วในการตัดกัด: RPM, SFM และอัตราการป้อนสำหรับวัสดุทุกประเภท

ทำไมความเร็วตัดจึงมีความสำคัญ: รากฐานของการกัดที่มีประสิทธิภาพ

ดอกเอ็นมิลล์คาร์ไบด์ขนาด 1/2" ที่ทำงานที่ 8,000 RPM ในเหล็กกล้าไร้สนิม 304 สามารถเผาไหม้ผ่านคมตัดได้ภายในเวลาไม่ถึงสามนาที หากคุณเพิกเฉยต่อขีดจำกัดความเร็วของพื้นผิว ฟุตต่อนาทีของพื้นผิว (SFM) จะควบคุมความร้อนที่ปลายเครื่องมือโดยตรง เกินช่วง SFM ที่แนะนำของวัสดุ และคมตัดจะอ่อนตัวลง เป็นหลุม และพังทลายลงอย่างร้ายแรง อยู่ภายในนั้นและคุณจะรักษาสมดุลอายุการใช้งานของเครื่องมือกับอัตราการขจัดวัสดุได้อย่างน่าเชื่อถือ

ผู้ผลิตมักจะผลักความเร็วของแกนหมุนเพื่อลดรอบเวลา แต่การพนันนี้ไม่ค่อยได้ผล ความเร็วที่มากเกินไปทำให้เกิดแรงเสียดทานที่เชื่อมเศษเข้ากับร่อง ทำลายผิวสำเร็จ และทำให้ต้นทุนสิ้นเปลืองสูงขึ้น SFM ที่เหมาะสม เมื่อรวมกับอัตราป้อนต่อฟันที่เหมาะสม จะรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในช่วงคงที่ โดยที่ซับสเตรตคาร์ไบด์และสารเคลือบจะทำงานตามที่ออกแบบไว้

กลุ่มวัสดุทุกประเภทมีคุณสมบัติการนำความร้อนและความสามารถในการแปรรูปที่มีลักษณะเฉพาะ อลูมิเนียมกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วและทนทานต่อ SFM สูง ไทเทเนียมทำตรงกันข้าม — เป็นฉนวนบริเวณการตัดและต้องการความเร็วอย่างระมัดระวัง แผนภูมิแบบรวมที่แมปขีดจำกัดเหล่านี้จะช่วยขจัดการคาดเดาและให้จุดเริ่มต้นสำหรับงานใดๆ ตั้งแต่การสร้างต้นแบบด้วยโรงสีแบบตั้งโต๊ะไปจนถึงการผลิตบนเครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ 40 เทเปอร์

แผนภูมิความเร็วในการตัดงานกัด: คำแนะนำของ SFM ตามวัสดุ

ใช้ตารางด้านล่างเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับดอกเอ็นมิลคาร์ไบด์และเหล็กกล้าความเร็วสูง (HSS) ค่าของคาร์ไบด์ถือว่ามีการตั้งค่าที่เข้มงวด มีน้ำหล่อเย็นหรือแรงลมเพียงพอ และรูปทรงมาตรฐานของเครื่องมือ สำหรับการตั้งค่าที่ยากลำบาก — ความยาวเกจยาว ชิ้นงานผนังบาง หรือสปินเดิลที่มีแรงม้าต่ำ — ลด SFM ที่ระบุไว้ลง 20-30% ในการกลึงครั้งแรก และปรับหลังจากสังเกตการก่อตัวของเศษ

ค่าเหล่านี้แสดงถึงพื้นฐานที่มั่นคง ปรับขึ้นหากคุณสังเกตเห็นเศษสีฟางที่สะอาดและมีภาระในสปินเดิลต่ำ ปรับลงหากเศษเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินหรือเครื่องมือแสดงการกะเทาะบนคมตัด โปรดจำไว้ว่าการเคลือบเช่น AlTiN สามารถดันคาร์ไบด์ SFM ได้เพิ่มขึ้น 15-25% ในงานเหล็กและสเตนเลส

จาก SFM ถึง RPM: วิธีคำนวณความเร็วแกนหมุนของคุณ

ความเร็วของสปินเดิลเป็นเพียงฟังก์ชันของ SFM ที่ต้องการและเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือ ใช้สูตรมาตรฐาน: RPM = (SFM × 3.82) / D โดยที่ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวกัดเป็นนิ้ว สำหรับหน่วยเมตริก ให้ใช้ RPM = (SFM × 1000) / (π × D_mm) ค่าคงที่ 3.82 มีค่าประมาณ 12/π โดยแปลงฟุตเป็นนิ้วและคำนึงถึงเส้นผ่านศูนย์กลาง

เพื่อการอ้างอิงอย่างรวดเร็ว ตารางด้านล่างจะแสดง RPM ที่คำนวณได้สำหรับเหล็กโลหะผสมในการตัดดอกเอ็นมิลล์คาร์ไบด์ที่ SFM 250 ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นทั่วไป

ตรวจสอบความเร็วสูงสุดของสปินเดิลของเครื่องเสมอ การใช้เครื่องมือ 1/8" ที่ 7,640 RPM ต้องใช้สปินเดิลที่มีความสามารถอย่างน้อย 8,000 RPM หากเครื่องจักรของคุณมีความเร็วสูงสุดที่ 6,000 RPM ให้ยอมรับผลลัพธ์ SFM ที่ต่ำกว่า และชดเชยด้วยการลดอัตราป้อนต่อฟันลงเล็กน้อย อย่าบังคับ SFM ด้วยการป้อนมากเกินไป เนื่องจากจะทำให้ปริมาณชิปโหลดพุ่งสูงขึ้นและทำให้เกิดการแตกหักได้

อัตราการป้อนไม่ชัดเจน: IPM, IPT และโหลดชิป

อัตราการป้อนเป็นนิ้วต่อนาที (IPM) คือผลคูณของ RPM จำนวนฟัน และอัตราป้อนต่อฟัน (IPT) สูตร: IPM = RPM × จำนวนฟลุต × IPT ตัวแปรวิกฤตคือ IPT — ความหนาของชิปที่ฟันแต่ละซี่จะถูกกำจัดออก ชิปที่บางเกินไปทำให้เกิดการเสียดสี ความร้อน และการพูดคุย เศษหนาเกินไปจะทำให้คมตัดมากเกินไปและทำให้เครื่องมือคาร์ไบด์ไมโครเกรนหักได้

คำแนะนำ IPT จะเปลี่ยนไปตามความแข็งของวัสดุและรูปทรงของเครื่องมือ ดอกเอ็นมิลล์ 2 ร่องคายเศษได้อย่างอิสระมากขึ้น ทำให้รับภาระเศษได้มากกว่าเครื่องมือ 4 ร่องในอะลูมิเนียม แต่สำหรับเหล็กกล้า การออกแบบ 4 ร่องฟันยังมีส่วนต่อประสานพิเศษที่ต้องใช้ IPT ที่ต่ำกว่าเพื่อจัดการกับแรงตัดในแนวรัศมี ตารางด้านล่างแสดงจุดเริ่มต้นที่เป็นประโยชน์สำหรับดอกเอ็นมิลล์คาร์ไบด์

เริ่มต้นด้วย IPT จุดกึ่งกลางและตั้งโปรแกรมการทดสอบการตัดสั้น ฟังเสียงตัดที่สม่ำเสมอ — เสียงฟู่สม่ำเสมอ ไม่ใช่เสียงแหลมเป็นระยะๆ หากผิวเคลือบมัวหรือเครื่องมือแสดงการสึกหรอด้านข้างภายในไม่กี่นาที ให้ยก IPT ขึ้นเล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่าฟันแต่ละซี่กัดได้อย่างเหมาะสมแทนที่จะถู

การแก้ไขปัญหาการกัดทั่วไปด้วยการปรับความเร็วและฟีด

แม้จะมีแผนภูมิที่ถูกต้อง ตัวแปรในโลกแห่งความเป็นจริงก็ยังรบกวนพารามิเตอร์ในอุดมคติ การสะท้าน พื้นผิวที่ไม่ดี และความล้มเหลวของขอบก่อนกำหนดมักไม่ค่อยได้รับการแก้ไขด้วยการหมุนปุ่มเพียงครั้งเดียว ตารางด้านล่างจับคู่อาการกับสาเหตุหลักที่พบบ่อยที่สุดและลำดับการปรับเปลี่ยนที่ควรลองก่อน

เมื่ออาการไม่ตอบสนองต่อการปรับหลัก ให้ประเมินตัวจับยึดเครื่องมือและความแข็งแกร่งของเครื่องจักร เครื่องกัดที่มีแบริ่งสปินเดิลสึกหรอหรือตัวจับยึดเครื่องมือแบบยาวจะช่วยเพิ่มความไม่มั่นคงในการโหลดเศษ การสลับไปใช้ตัวจับยึดที่มีความยาวต้นขั้วมักจะช่วยลดการสั่นสะเทือนโดยไม่ต้องเปลี่ยนความเร็วหรืออัตราป้อน

เคล็ดลับขั้นสูง: การปรับรูปทรงของเครื่องมือ การเคลือบผิว และความแข็งแกร่งของเครื่องจักรให้เหมาะสม

แผนภูมิ SFM มาตรฐานถือว่าเครื่องมือคาร์ไบด์ทั่วไปมีเกลียวสมมาตร ดอกเอ็นมิลสมัยใหม่ผสมผสานองค์ประกอบการออกแบบที่ส่งผลโดยตรงต่อความเร็วตัดที่อนุญาต เรขาคณิตเกลียวที่แปรผันได้จะแยกการพูดคุยแบบฮาร์โมนิคออก ทำให้คุณดัน SFM สูงขึ้นได้ถึง 20% ในการตั้งค่าที่ไม่เสถียร การลบมุมมุมและการจัดทำดัชนีที่ไม่เท่ากันยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงของคมตัด ช่วยลดความจำเป็นในการกำหนดพารามิเตอร์เพื่อความน่าเชื่อถือ

สารเคลือบช่วยดันเพดานระบายความร้อนให้ดียิ่งขึ้นไปอีก ชั้น AlTiN (อะลูมิเนียมไททาเนียมไนไตรด์) สามารถรักษา SFM ที่เพิ่มขึ้นได้ 15–30% ในโลหะผสมเหล็กและวัสดุสเตนเลส โดยการสร้างตัวกั้นอะลูมิเนียมออกไซด์ที่อุณหภูมิสูง สำหรับวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์หรือกราไฟต์ การเคลือบคล้ายเพชร (DLC) ช่วยให้เกิดความเร็วที่จะทำลายคาร์ไบด์ที่ไม่เคลือบได้ภายในไม่กี่วินาที จับคู่การเคลือบที่เหมาะสมกับวัสดุ จากนั้นกลับมาดูตาราง SFM อีกครั้งและทำการยกขึ้น

ความแข็งแกร่งของเครื่องจักรมักทำหน้าที่เป็นตัวจำกัดความเร็วที่ซ่อนอยู่ สำหรับหัวกัดแบบตั้งโต๊ะขนาดกะทัดรัด หน้าสัมผัสในแนวรัศมีที่มากกว่า 15% ของเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือสามารถสร้างการโก่งตัวที่เลียนแบบอาการของเครื่องมือทื่อได้ หัก 25–35% จากค่า SFM คาร์ไบด์ของแผนภูมิเมื่อทำงานกับเครื่องจักรน้ำหนักเบา ในทางกลับกัน VMC ประสิทธิภาพสูงที่มีสปินเดิล 40 เทเปอร์และรางเชิงเส้นช่วยให้คุณเข้าถึงช่วงบนสุดของช่วงได้ สำหรับวัสดุที่มีความยืดหยุ่นเป็นพิเศษ ให้พิจารณาใช้เครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นั้น — หัวกัดโลหะผสมไทเทเนียม ด้วยรูปทรงแกนที่ได้รับการปรับปรุงและการเตรียมคมตัด ทำให้อัตราป้อนต่อฟันสูงขึ้น โดยไม่เกิดการสึกหรอของรอยบากก่อนเวลาอันควร

ระบบจ่ายน้ำหล่อเย็นโต้ตอบโดยตรงกับความเร็ว ในไททาเนียมและอัลลอยด์ที่มีอุณหภูมิสูง สารหล่อเย็นผ่านเครื่องมือแรงดันสูง (1,000 psi ขึ้นไป) จะไล่เศษออกและรักษาโซนการตัดให้ต่ำกว่าจุดอ่อนตัวจากความร้อน ทำให้ SFM อยู่ที่วงเล็บด้านบนของแผนภูมิ สำหรับเหล็กหล่อและเหล็กกล้าบางชนิด การตัดเฉือนแบบแห้งโดยใช้ลมระเบิดจะช่วยป้องกันการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลัน และปล่อยให้เศษพาความร้อนออกไป

สรุป: วางแผนภูมิให้ใช้งานได้ในร้านของคุณ

แผนภูมิความเร็วในการตัดไม่ใช่เส้นชัย แต่เป็นจุดเริ่มต้น แปล SFM เป็น RPM ที่ตั้งโปรแกรมไว้ เลือก IPT จากตารางฟีด และทำการทดสอบสั้นๆ สังเกตรูปร่างของชิป เศษเหล็กโค้งงอหกรูปทรงยืนยันพารามิเตอร์ที่ยอมรับได้ เศษฝุ่นกระจัดกระจายหรือการเปลี่ยนสีจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนทันที

ทำให้การเลือกพารามิเตอร์เป็นกระบวนการที่ทำซ้ำได้:

1. ระบุวัสดุชิ้นงานและสภาพของชิ้นงาน (อบอ่อน ชุบแข็ง ฯลฯ)
2. ค้นหาช่วง SFM ที่ตรงกันบนแผนภูมิคาร์ไบด์หรือ HSS
3. แปลง SFM เป็น RPM โดยใช้สูตรและเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือของคุณ
4. เลือก IPT เริ่มต้นตามจำนวนขลุ่ยและกลุ่มวัสดุ จากนั้นคำนวณ IPM
5. เรียกใช้การทดสอบขนาด 2 นิ้ว ฟังการตัด ตรวจสอบขอบ และปรับตัวแปรเพียงครั้งละหนึ่งตัวแปร

เก็บสมุดบันทึกของร้านค้าหรือความคิดเห็นส่วนหัวของโปรแกรม CNC ติดตามสิ่งที่ได้ผล เมื่อเวลาผ่านไป คุณจะสร้างคลังพารามิเตอร์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วโดยเฉพาะสำหรับเครื่องจักร เครื่องมือ และการตั้งค่าสารหล่อเย็นของคุณ ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าแผนภูมิออนไลน์ทั่วไป