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Feeds und Geschwindigkeiten erklärt: Ein praktischer Leitfaden für Maschinenbauer

Vorschübe und Geschwindigkeiten sind die beiden Schnittparameter hinter jedem Bearbeitungsschnitt: Die Geschwindigkeit ist die Schnittgeschwindigkeit (wie schnell sich die Werkzeugkante über das Material bewegt, in SFM) und die Vorschubgeschwindigkeit ist die Vorschubgeschwindigkeit (wie schnell das Werkzeug vorankommt, in IPM oder IPR).Um ein perfekt sauberes Teil zu erhalten, gegenüber einem gebrochenen Bit, hilft es, etwas über SFM und IPM zu wissen. Im Vorschub haben wir zwei Parameter: Schnittgeschwindigkeit (FPM / SFPM) und Vorschubgeschwindigkeit Wenn wir jedoch versagen, können wir gute Ergebnisse erzielen, wie z. B. eine perfekte Endbearbeitung, minimale Verschwendung der bei der Aufgabe oder schnelle Betriebszeiten, aber die beschissenen Formeln, werden die Einschubraten und die beschaffenen Oberflächen berechnet.

Schnelle Spezifikationen: Die Feeds und Geschwindigkeiten Mathe

Spindelgeschwindigkeit (RPM) RPM (3,8 × SFM) = 2 D =
Vorschubgeschwindigkeit (IPM) IPM = RPM × Chiplast × Anzahl der Flöten
Oberflächengeschwindigkeit (ab Drehzahl) SFM = (RPM × D) 3,82
Drehflächengeschwindigkeit SFM = 0,262 × Werkstückdurchmesser × RPM
Einheiten D = Durchmesser in Zoll · SFM = ft/min · IPM = in/min · Chiplast = in/tooth

Was sind Feeds und Geschwindigkeiten?

Was sind Feeds und Geschwindigkeiten?

Vorschübe und Geschwindigkeiten sind die beiden Bewegungseinstellungen hinter jedem Schnitt: Die Geschwindigkeit (Schneidgeschwindigkeit, in Oberflächenfuß pro Minute) ist, wie schnell sich die Werkzeugkante über das Material bewegt, und die Vorschubgeschwindigkeit (Vorschubgeschwindigkeit, in Zoll pro Minute oder pro Umdrehung) ist, wie schnell das Werkzeug vordringt Man wählt die Schnittgeschwindigkeit aus dem Material und dem Werkzeug aus, wandelt sie in Spindeldrehzahl um und stellt dann eine Vorschubgeschwindigkeit ein, die jedem Zahn den richtigen Biss verleiht.

Nach unserer Erfahrung beim Bau von CNC-Drehmaschinen und -Mühlen behandeln die Bediener, die am meisten Schwierigkeiten haben, diese als eine Einstellung: Sie wählen eine Zufuhrrate, die sicher aussieht, und lassen die Spindelgeschwindigkeit überall dort fallen, wo sie landet. Das geht schief, weil die Schneide dann mit der falschen Oberflächengeschwindigkeit für das Material läuft, und eine Maschine, die für die Aufnahme von 504.000 Drehzahlen ausgelegt ist, kann eine aus dem falschen Grund gewählte Nummer nicht retten. Universitätslehrlabore wie z Engineering Product Innovation Center der Boston University Veröffentlichung bewusst konservativer Geschwindigkeiten und Feeds aus dem gleichen Grund.

Für die Jobshop-Bearbeitung gibt es nur zwei Bewegungsparameter, auf denen eine Schneidaufgabe basiert: Vorschubgeschwindigkeit und Schnittgeschwindigkeit Die Schnittgeschwindigkeit (die “Geschwindigkeit”) gibt an, wie schnell sich die Schneidkante des Werkzeugs über das Werkstück bewegt, meist in Zoll Schneidwirkung pro Minute aufgeführt, auf einer Drehmaschine und allgemein bei rotierendem Werkzeug auf der Mühle wird sie in IPR (Zoll pro Umdrehung) ausgedrückt, oder bei linearer Bewegung auf einer Mühle, als SFPM (Oberflächenfuß pro Minute). Die Vorschubgeschwindigkeit (die “Einspeisung”) bestimmt, wie schnell sich das Schneidwerkzeug durch das Werkstück bewegt, typischerweise in IPM (Zoll pro Minute) auf der Mühle, oder IPR auf einer Drehmaschine, als IPR, angegeben Geschwindigkeits- und Feedeintrag von Wikipedia Setzt es, “wie sie gleichzeitig auftreten... Feeds und Geschwindigkeiten werden oft als verwandter, und häufig zusammen spezifizierter Gegenstand diskutiert”

Warum diese Unterscheidung wichtig ist: Die Schnittgeschwindigkeit wird in erster Linie für die Erzeugung des größten Teils der Wärme und Ihres Werkzeugverschleißes verantwortlich sein Die Vorschubgeschwindigkeit ist für die Spanungsdicke, die Schnittkräfte und die Oberflächenbeschaffenheit verantwortlich, Sie wählen eine Schnittgeschwindigkeit basierend auf Ihrem Material und Werkzeug aus, dann wandeln Sie diese in die Spindel-RPM für den spezifischen Durchmesser Ihrer Schneidwerkzeuge um und wählen Sie eine Vorschubgeschwindigkeit aus, um einen geeigneten Biss pro Zahn zu erzielen Wenn dieser Maschinenaspekt für Sie völlig neu ist, ist unsere Grundierung auf der Grundlagen des Dreh - und Mühlenbetriebs Ein hervorragender Ausgangspunkt ist, der die Hardware abdeckt, mit der diese Zahlen interagieren.

Schnittgeschwindigkeit und SFM: Oberflächengeschwindigkeit nach Material

Schnittgeschwindigkeit und SFM: Oberflächengeschwindigkeit nach Material

Maschinenbauer lesen eine Diagrammgeschwindigkeit oft fälschlicherweise als Drehzahl. Ein 1/8-Werkzeug und eine 2-Grindfräse bei derselben 600-SFM drehen sich mit sehr unterschiedlichen Drehzahlen, sodass ein Geschäft, das die Umwandlung überspringt, das kleine Werkzeug verbrennt und ein gerissenes Schneidwerkzeug riskiert, da die falsche Oberflächengeschwindigkeit der teuerste Fehler im Schnitt ist Wir dimensionieren jede Spindel, die um diese Umwandlung herum aufgebaut ist, so dass ein Spalt mit 301 TP10 T nutzbarer Drehzahl genauso wichtig ist wie die Höchstgeschwindigkeit.

Die Oberflächengeschwindigkeit ist ein Merkmal der Maschineneinrichtung und der Materialien – keine Eigenschaft des Werkzeugs. Sie können beispielsweise eine bessere Oberflächengeschwindigkeit aus rostfreiem Aluminium und Titan erzielen. Wie Sie sehen, stellen Sie sich vor, dass das SFM Sie erreichen möchten, Sie übersetzen dies, um RMP zu spindeln, und die Maschine hat die Kontrolle über RPM und nicht über die Oberflächengeschwindigkeit.

Die 3,82 SFM-zu-RPM-Verknüpfung.

RPM = (3,82 SFM) Werkzeugdurchmesser Die 3,82 ist nicht magic-es sind einfach 12 (die 12” pro Fuß geteilt durch die 3,1416 in Pi).Z.B. bräuchte ein 1/2” Durchmesser Werkzeug, das mit 600SFM läuft (3,82 X 600) X 5” = 4.584 RPM. Merken Sie sich das 3,82 und Sie können geistig die RPM zu SFC Umwandlung für immer schätzen.

Wie konvertiert man SFM in RPM?

Teilen Sie den Oberflächendurchmesser, dann eine Minute auf Skala Die saubere Relation ist RPM = (3.8 ̄N SFM) shop, wobei D entweder der Schneiddurchmesser (Fräsen) oder der Werkstückdurchmesser (Drehen) in Zoll ist Für ein 1/2 Werkzeug bei 600 SFM, das (3,82 × 600) 0,5 = 4,584 RPM, und die meisten Werkzeughandbücher geben die gleiche Relation an.

Fab Lab des MIT Fügt eine wichtige reale Einschränkung zu ihren Geschwindigkeiten und Vorschübe Diagramm: eine Spindel muss möglicherweise über 2000 RPM gehen, nur um eine ordentliche Oberflächengeschwindigkeit aus kleinen Schneidgeräten zu erhalten, was erklärt, warum Hobby-Router kaum einen Chip aus Stahl schneiden können Arbeiten Sie die Berechnung rückwärts (SFM = (STR D) 3.82), um die Oberflächengeschwindigkeit zu bestimmen, die Ihr gewünschtes RPM erzeugt.

Ehrlichkeit mit den Zahlen hier Die Maschinenwerkstattanweisungen von U of Florida sagen Ihnen deutlich “Diese empfohlenen Oberflächengeschwindigkeiten sind auf der konservativen Seite..” Ähnlich neigen die meisten technischen und Handbuchtische dazu Echte Geschäfte, die beschichtete Hartmetallwerkzeuge verwenden, treiben diese Raten oft weit über das hinaus, was eine dieser Tabellen vermuten lässt.

“Die folgende Tabelle enthält empfohlene Oberflächengeschwindigkeiten für gängige Materialien... Diese Werte sind konservativ.”

Abteilung für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik, Design und Fertigungslabor der University of Florida

Futterrate, Chiplast und Futter pro Zahn

Futterrate, Chiplast und Futter pro Zahn

Der mit Abstand häufigste Vorschubfehler, den wir bei Maschinen sehen, die wegen “Spindelproblemen” zurückgeschickt werden, ist eine zu niedrig eingestellte Vorschubgeschwindigkeit. Das Werkzeug reibt statt zu schneiden, weil jeder Zahn fast nichts braucht, und die darauf folgende Wärme trägt die Kante und härtet rostfrei aus Eine Maschine, die für eine Chiplast von 0,004 “entwickelt ist, versagt immer noch bei 0,0005, weil die Physik, nicht die Maschine, die Grenze ist.

Sobald Sie die Drehzahl eingestellt haben, bestimmt die Zufuhrrate, wie viel Material jede Fräserspitze bei einem Biss abnimmt. Die Fräsfutterformel, identisch angegeben durch Fab Lab des MIT und viele andere:

Vorschubgeschwindigkeit (IPM) = RPM × Chiplast pro Zahn STR Anzahl der Zähne

Diese Vorschubratenformel paart sich mit der RPM-Formel aus dem letzten Abschnitt: die RPM-Formel setzt die Spindelgeschwindigkeit aus der Oberflächengeschwindigkeit, dann setzt die Vorschubratenformel den Vorschub aus der Spanlast und die Anzahl der Zähne (die Rillen) am Fräser, ob man Hochgeschwindigkeitsstahl oder Hartmetall läuft, die Mathematik ist identisch; nur die von Ihnen eingesteckte Oberflächengeschwindigkeit ändert sich, da Hartmetall weit höhere Schnittgeschwindigkeiten toleriert als Schnellarbeitsstahl.

Spänebelastung (Futter pro Zahn) ist die Dicke des Materials, das jede Schneide pro Umdrehung entfernt Es ist die am meisten missverstandene Zahl in Vorschüben und Geschwindigkeiten Zu hoch und Sie überlasten das Werkzeug, was zu Geschwätz und gebrochenen Kanten führt Zu niedrig und die Kante reibt statt zu schneiden, was Wärme aufbaut, eine aufgebaute Kante am Werkzeug bildet, es schnell abstumpft und eine Kaltverfestigung in Edelstahl verursacht Eine weit verbreitete Ladenfaustregel ist ungefähr 0,001 Spanlast pro Zahn pro 0,25 Fräserdurchmesser, die später in diesem Leitfaden mit der Per-Durchmesser-Karte übereinstimmt „Online-Tools wie das „ Bearbeitung des Chiplastrechners des Doktors Verwenden Sie die gleiche Futter-pro-Zahn-Basis.

💡 Pro-Tipp

Zuerst bei Prototypen und dann bei ein paar Einheiten die Chiplast wieder auf den unteren Bereich der empfohlenen Bereiche einstellen, dann wissen, dass etwas mehr Reserve beim Schneiden von Parametern zur Verfügung steht - langsam wieder auf höhere Lasten hinarbeiten, testen wie Sie gehen, indem Sie das Werkzeug schneller füttern, bis es anfängt zu ch... So klingt es zumindest, bis es mit einem Klack aufhört. Es ist besser, es zielgerichtet so zu finden, als beim Versuch unerwartet ein Werkzeug zu zerbrechen.

Die Feeds- und Geschwindigkeitsformeln: Ein praktisches Beispiel

Die Feeds- und Geschwindigkeitsformeln: Ein praktisches Beispiel

Hier bekommt ein Shop eine böse Überraschung: Der Rechner gibt 6.112 RPM zurück und der Maschinist schickt es zu einem auf 4.000 Drehung konstruierten Fräser, so dass das Werkzeug nie die geplante Oberflächengeschwindigkeit erreicht Wir kennzeichnen dieses Risiko bei der Maschinenauswahl, weil ein Prozess, der hohe Drehzahlen bei kleinen Werkzeugen benötigt, auf eine Hochgeschwindigkeitsspindel gehört, keine Standardspindel.

Diagramme und Taschenrechner sind in Ordnung, aber Sie sollten in der Lage sein, die Berechnung von Hand durchzuführen, um die geistige Gesundheit zu überprüfen. Überprüfen Sie jede Zahl, die Ihnen eine Maschine oder App gibt. Hier ist die vollständige Kette, die wir nennen Die 4-Eingabe-Feeds-and-Speeds-Methode, Da vier Eingänge (Oberflächengeschwindigkeit, Werkzeugdurchmesser, Spanlast und Rillenanzahl) Ihnen sowohl Ihre Spindelgeschwindigkeit als auch Ihre Vorschubgeschwindigkeit liefern, können Sie die gleiche Berechnung an Universitätsmaschinenwerkstätten durchführen Der Laden des Olin College Unterrichten.

Bearbeitetes Beispiel: 1/2 4-Flötenkarbid-Endmühle aus 6061 Aluminium
  1. Wählen Sie in Schritt 1 die vier Eingänge aus: Oberflächengeschwindigkeit (SFM) = 800; Werkzeugdurchmesser (D) = 0,5 „; Spanlast = 0,004 pro Zahn; Rillen = 4.
  2. Schritt 2PM: (382 ×0000) 3,5 = 3,056 = 8 0,5 = lösen 6.112 RPM.
  3. Schritt 3, Feedrate lösen: 6.112 × 0,004 × 4 = 97,8 IPM.
  4. Schritt 4, Realität prüfen - die Maschine Wenn Ihre Spindel bei 4.000 RPM aufläuft, können Sie 6.112 nicht erreichen, also auf 4.000 begrenzen. Dass die effektive Oberflächengeschwindigkeit auf (4.000 × 0,5) sinkt 3,82 = 524 SFM, und der Feed wird zu 4.000 × 0,004 × 4 = 64 IPM.

Der letzte Punkt ist, wo die meisten Ladenrechner die Studenten belogen haben Die Maschinen mit variabler Geschwindigkeit, die wir bauen, haben Spindelgeschwindigkeitsbereiche von einigen, wo zwischen 50-4000 rpm, so dass der kleine Fräser, der nach hoher Oberflächengeschwindigkeit fragt, möglicherweise eine höhere Drehgeschwindigkeit benötigt hat, als die meisten Spindeln dieser Art sind in der Lage. Ein Fräser mit 1/8 Durchmesser, der bei 1000 sfm nachfragt, möchte etwa 30560 rpm haben, was eine Hochgeschwindigkeits-Routerspindel braucht, um dies zu erreichen Auf der Standardmühle/-Lathe beißen Sie auf die Oberflächengeschwindigkeit zurück und die Zahlen müssen nicht gleich angepasst werden. Möchten Sie den Code sehen, der Sie diese Zahlen finden, die Sie auf einer Sm-Seiten-Seiten-Seiten-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-Seiten-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S.

Feeds und Geschwindigkeitsdiagramme nach Material

Feeds und Geschwindigkeitsdiagramme nach Material

Diagramme verführen Sie, einen Wert als die einzige richtige Antwort zu behandeln, und das ist ein kostspieliger Fehler Ein Maschinist, der 6061 auf einem starren VMC schneidet, und ein anderer auf einer abgenutzten Bankmühle, darf nicht die gleiche Anzahl laufen, denn beim Schieben des falschen Wertes besteht die Gefahr von Geschwätz und gebrochenen Werkzeugen; Steifigkeit, nicht der Tisch, legt die Decke fest, und ein 30%-Einschnitt im Futter ist manchmal die einzige Lösung. Wir veröffentlichen Bereiche, nicht einzelne Werte, aus genau diesem Grund, auf die gleiche Weise Design- und Fertigungslabor der University of Florida Beschriftet seinen Tisch mit Oberflächengeschwindigkeit konservativ.

Verwenden Sie diese als ungefähre, anfängliche Richtlinien. Die Oberflächengeschwindigkeitsbereiche unter den ungefähren konservativen akademischen Werten und die optimaleren Werte für modernes beschichtetes Hartmetall werden erreicht, wählen Sie den niedrigeren Wert für feste Aufbauten aus, in denen Sie Fragen haben, und bauen Sie von hier aus auf Diese werden aus Daten von Universitätswerkstätten quer referenziert, Geschwindigkeit und Vorschubdaten des Werkzeugherstellers, und technische Datenbanken.

Startvorschüsse und -geschwindigkeiten: Oberflächengeschwindigkeit (SFM) nach Material und Werkzeug, Hartmetall vs. HSS.
Material SFM (HSS) SFM (Karbid)
Aluminium (6061) 250–400 600–1,200
Messing / Bronze 150–300 300–700
Gusseisen (grau) 50–90 200–450
Milder / kohlenstoffarmer Stahl (1018) 80–120 350–600
Edelstahl (304) 40–70 150–350
Werkzeugstahl (geglüht) 40–70 150–300
Titanlegierung 30–50 100–250

Die angezeigten Reichweitenwerte stammen aus dem Design and Manufacturing Lab der University of Florida, den Vorschlägen der Werkzeughersteller und technischen Nachschlagewerken und sind als geeignete Mindestbereiche zu betrachten.

Startchiplast (Vorschub pro Zahn, in Zoll) nach Endmühlendurchmesser.
Endmühlendurchmesser Aluminium / Messing Stahl / Edelstahl
1/8 (0,125) 0.001–0.002 0.0005–0.001
1/4 (0,25 „) 0.002–0.004 0.001–0.002
3/8 (0,375) 0.003–0.005 0.0015–0.003
1/2 (0,5 „) 0.004–0.006 0.002–0.004

Futter und Geschwindigkeiten für Fräs- und Endfräser

Futter und Geschwindigkeiten für Fräs- und Endfräser

Klassischer Fräsfehler: ein Vorschub für alles Ein Profilierungsdurchlauf und ein Schlitz über die gesamte Breite sind nicht derselbe Schnitt, so dass ein Maschinist, der beim Profilierungsvorschub schlitzt, das Werkzeug schnappt, weil der Schneidgerät von 301TP10 T eingerastet auf 1001TP10 T springt; überall einen Vorschub zu verwenden ist der Fehler, der mehr Endmühlen bricht als jede falsche Geschwindigkeit. Auf den starren Mühlen, die wir bauen, können Sie den Schlitz schieben, aber erst nachdem Sie die Zahl, die Ihnen das Diagramm gegeben hat, deruppe; Die Fab Lab-Feed-and-Speeds-Referenz des MIT macht den gleichen Punkt bei der Abstimmung von Feed zu Engagement.

Beim Mahlen werden die obigen Formeln am häufigsten verwendet. Wählen Sie die Oberflächengeschwindigkeit aus dem Diagramm, konvertieren Sie sie in Drehzahl für Ihren Endmühlendurchmesser und stellen Sie dann die Zufuhr aus der Spanlast und der Rillenanzahl ein. Auf eine Mühle kommt es auf zwei zusätzliche Variablen an: Radiale Schnitttiefe (wie viel von der Fräserbreite eingerastet ist) und Axiale Schnitttiefe (wie tief).Ein Schlitz über die gesamte Breite greift in den gesamten Fräser ein und erzeugt die meiste Wärme und Kraft, wodurch die Oberflächengeschwindigkeit und der Vorschub im Vergleich zu einem Lichtprofilierungsdurchgang beeinträchtigt werden. Aluminium läuft normalerweise mit 23 Rillen für Chip-Clearance; Stahl- und Edelstahl laufen 4 oder mehr Rillen für Kantenfestigkeit und -oberfläche und eine Schere mit höherem Helixwinkel lässt sich für ein besseres Finish reibungsloser scheren.

Richtung zählt auch. Steigfräsen (die Drehung des Fräsers entspricht der Vorschubrichtung) sorgt für einen dick-dünnen Chip und eine bessere Oberfläche bei einer starren Maschine, und dies ist die Standardeinstellung für die meisten modernen Hartmetallarbeiten. Konventionelles Fräsen (Drehung entgegen Vorschub) startet jeden Chip dünn, was reibt und arbeithärtet einige Materialien, aber toleriert Gegenreaktion auf älteren manuellen Maschinen Halten Sie separate Zahlen für einen Rohschnitt, wo Sie Tiefe und Vorschub für Materialabtragsrate drücken, und einen Endschnitt, wo Sie den Chip für Oberflächenqualität aufhellen.

Welche Vorschübe und Geschwindigkeiten sollte ich für eine 1/4-Endmühle verwenden?

Nehmen wir eine 1/4 (0,25) 3-Flöten-Karbid-Endmühle in 6061 Aluminium Starten Sie mit 700 S “RPM = 3,82 700) = 0,25 = 10,69 6 RPM Bei einer Chiplast von 0,0025 wird Feed = 10,696 × 0,0025 × 3 = 80 IPM Wenn Ihre Spindelkappen bei 4.000 RPM wieder RPM-begrenzt sind, so dass dort die Kappe und der Feed0 3,000 3.

Für das gleiche Werkzeug in Weichstahl auf ungefähr 400 SFM (Karbid) und eine Spänebelastung von 0,0015 fallen Produktion Fräsen wie dieses ist die tägliche Arbeit unserer CNC-Fräsmaschinen, & ein starrer Vertikalbearbeitungszentrum Dadurch können Sie das obere Ende dieser Bereiche tatsächlich ohne Geplapper ausführen.

Technische AnmerkungSpindelsteifigkeit, PS und Drehmoment setzen die wirkliche Decke auf Vorschübe und Geschwindigkeiten Eine schwere gusseiserne Säule und ein kurzer Werkzeugaufkleber lassen Sie das hohe Ende der Hartmetallsäule laufen; eine leichte Bankmühle oder eine große Reichweite fügt Werkzeugauslenkung hinzu und wird bei der Hälfte dieser Zahlen quasseln Spindel PS begrenzt, wie viel Material Sie pro Minute entfernen können, während Drehmoment im unteren Drehzahlbereich begrenzt, wie hart Sie bei niedrigen Drehzahlen in Stahl schneiden können Wenn Sie eine Maschine wie die angeben VMC1050 Bearbeitungszentrum, Gemäß Fig. gelten die veröffentlichten Schnittdaten nur, wenn der Aufbau unter dem Werkzeug so starr ist wie der Test, der es erzeugt hat.

Bohren, Drehen, Reiben und Klopfen

Bohren, Drehen, Reiben und Klopfen

Jede Operation bestraft die falsche Zuführung anders Schieben Sie eine Reibahle mit Bohrgeschwindigkeit und sie reibt und verliert um 0,001 Zoll an Größe; Füttern Sie einen Wasserhahn von seiner Steigung und er streift das Loch, denn ein Wasserhahn hat keine andere Wahl, als dem Faden zu folgen Wir sehen beide Ausfälle an Maschinen, die schnell, aber nicht starr waren, weshalb das Halten des Arbeitsplatzes genauso wichtig ist wie die Leistung an einem Wendezentrum.

Die gleiche Oberflächengeschwindigkeitsmathematik gilt für alle Operationen, aber die Vorschubeinheiten und Anpassungen ändern sich. So unterscheiden sich die einzelnen vom Fräsen.

Wie sich Vorschübe und Geschwindigkeiten im Verhältnis zum Fräsen im Betrieb ändern.
Operation Geschwindigkeitseinstellung Vorschubeinstellung
Bohren Etwa 0 – 0,75 ̄F das Fräs-SFM aus demselben Material; RPM = 3. × SFM 8.6 für Bohrerdurchmesser Feed pro rev (IPR): ~0,001 – 00,002 unter 1/8, bis zu 0,0080,015 über 1/2; tiefe Löcher picken
Drehen SFM = 0,262 × Werkstückdurchmesser; verwenden Sie G96 konstante Oberflächengeschwindigkeit Vorschub pro Drehzahl: 0,005 0,015 Schrupp, 0,002 0,006 Schlicht
Reibend Etwa die Hälfte der Bohrgeschwindigkeit, um Größe und Oberfläche zu schützen 2 –33 ÜF die Bohrzufuhr pro Drehzahl, sodass die Reibahle schneidet, anstatt zu reiben
Klopfen Bescheidene Drehzahl; Lassen Sie den Faden das Werkzeug leiten Die Zufuhr wird durch Steigung festgelegt: Zufuhr pro Drehzahl = 1 Faden pro Zoll; Verwenden Sie starres/synchronisiertes Klopfen

Drehen ist der Vorgang, bei dem der Controller die meiste Arbeit für Sie erledigt Eine Drehmaschine, die G96 läuft, hält eine konstante Oberflächengeschwindigkeit, indem sie die Drehzahl erhöht, wenn der Schneiddurchmesser schrumpft, sodass ein gegenüberliegender Schnitt das gleiche SFM von der Felge bis zur Mitte hält. Wechseln Sie zum Gewinde und zum Bohren auf der Drehmaschine auf G97 (feste Drehzahl).Ein Wasserhahn ist der strengste Fall von allen: Sein Vorschub ist an der Gewindesteigung befestigt, sodass ein auch nur geringfügig ausgeschalteter Wasserhahn das Gewinde abzieht, weshalb synchronisiertes Gewinde vorhanden ist Diese Logik ist an jeder Maschine in unserer Maschine live CNC-Drehmaschine Linie, und für manuelle Arbeiten an einem gelten die gleichen Regeln für die Oberflächengeschwindigkeit Universaldrehmaschine. Betriebsspezifische Geschwindigkeitsfaktoren, wie z. B. das Laufen einer Reibahle oder einer Gegenbohrung, die langsamer als eine Bohrmaschine ist, sind in Universitäts-Shop-Charts dokumentiert, z Referenz zur Fräsgeschwindigkeit des Olin College. Die Auswahl des richtigen Schneider für jeden Auftrag ist ein eigenes Thema, behandelt in unserem Leitfaden zum Wesentliche Drehmaschinen.

Anpassung der Diagrammwerte für die reale Welt

Anpassung der Diagrammwerte für die reale Welt

Diagramme gehen von einem idealen Setup aus Ihre Maschine, Vorrichtung und Werkzeuglänge stimmen selten mit dem Labor überein Verwenden Sie diese Entscheidungssequenz, um die Startnummern in die richtige Richtung zu verschieben Peer-reviewte Arbeit an Schneidparameterauswahl Zeigt den gleichen Kompromiss zwischen Vorschub, Geschwindigkeit und Werkzeuglebensdauer. Wir stimmen veröffentlichte Zahlen auf leichteren Maschinen ab, da die Steifigkeit und nicht das Diagramm die Grenze festlegt und ein Prozess, der auf einer Chiplast von 0,004 basiert, immer noch einen 20%-Haarschnitt benötigt, wenn das Werkzeug lang ist.

Entscheidungsbaum für Feeds und Geschwindigkeiten
  • Chatter oder Vibration? die Drehzahl 10-201TP10 T reduzieren, die Vorschubzuführung leicht anstoßen, das Aufkleben des Werkzeugs verkürzen und die Steifigkeit der Arbeit vor allem anderen überprüfen.
  • Schlechte Oberflächenbeschaffenheit? Reduzieren Sie den Vorschub oder fügen Sie einen leichten Finish-Durchgang bei höherer Drehzahl hinzu und überprüfen Sie den Spindel- und Werkzeugauslauf.
  • Schneller Verschleiß oder Brennkanten? Verlangsamen Sie Ihre Oberflächengeschwindigkeit (RPM), Überschwemmung oder Ihr Ziel mit Kühlmittel und stellen Sie sicher, dass Sie die Chips entfernen und sie nicht rezirkulieren.
  • Niedriger radialer Eingriff? – sagen Sie unter 301 TP10 T Durchmesser 301 TP10 T Durchmesser – nehmen Sie die Chipverdünnung in Anspruch: Ihre tatsächliche Chiplast wird viel kleiner als programmiert sein. Kompensieren Sie sie also mit einem höheren programmierten Feed, um die tatsächliche Chiplast dort zu halten, wo Sie sie haben möchten.
  • Leicht, alt oder lang aufgebaut? leicht mit Oberflächengeschwindigkeit, Schnitttiefe und mehr Durchgänge: Ein wackeliger Aufbau bringt einfach keine Handbuchwerte.

Die meisten vergessen die Spanverdünnung: wie eine Ressource anmerkt, entspricht die Spanlast nur dann dem Vorschub/Zahn, wenn die Schnitttiefe gleich dem Fräserdurchmesser ist oder diesen übersteigt. Sobald wir den Drehknopf herunterdrehen, verwenden Sie weniger als die Hälfte des Fräserdurchmessers eingerastet (radiale Schnitttiefe). “Wir ”dünnen den Chip“ und die tatsächliche Chiplast nimmt ab. Wie es in unserem Bildungsbereich heißt, ist dieses ”Chipverdünnungsphänomen der Hauptgrund dafür, dass die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung bei Lichteingriff so hohe Vorschubraten erzeugt.“”

6 Feeds-and-Speeds-Fehler, die Werkzeuge kaputt machen

6 Feeds-and-Speeds-Fehler, die Werkzeuge kaputt machen

Jeder Fehler unten verknüpft Schnittparameter mit der Werkzeuglebensdauer, eine Beziehung, die im Peer-Review dokumentiert ist Bearbeitungsforschung.

Es gibt nicht viele verschiedene Gründe, warum wir Werkzeuge schnappen, aber die meisten gehen an ein bekanntes halbes Dutzend – aus Jahren in Ladenräumen und Werkzeughalterkatalogen:

  1. Es wird versäumt, die Drehzahlgrenze der Maschine zu überprüfen. Wenn der SFM hoch ist, werden kleinere Endwalzwerke versuchen, die erforderliche Drehzahl zu saugen, bevor wir die Maschinengrenzen erreichen. „So cap it!
  2. Die Spänebelastung zu weit unten halten Geringe Spänelasten sind weniger aggressiv, aber sie lassen die Werkzeuge reiben und mehr erhitzen Sie führen zu einem schnellen Kantenabbau, weil das Werkzeug aus dem billigen und fiesen Low-Chip-Load-Arbeit harte Arbeit erhärtet Teil des Materials, das zuvor missbraucht wurde Dies gilt mehr für rostfreie Stähle als jedes andere Metall!
  3. Vorschub nicht mit Lichteingriff einstellen Ein “konservativer” Lichtschnitt, bei flachem Radialeingriff, kann das Werkzeug verhungern lassen und mit der gleichen Geschwindigkeit eines aggressiven Schnitts tragen, nur weil die Spanstärke mit abnehmender Schnitttiefe abnimmt Ein Lichtchip ist überhaupt kein Chip, also nicht überfüttern und abnutzen!
  4. Schlechte Wahl der Flötennummer für das Material und oder den Schneid-/Werkzeugstil. Zu viele Flöten erzeugen Staus, die das Material auspacken, während zu wenige Flötennummern bei härteren Materialien keine Steifigkeit bieten und weniger frei schneiden, während eine gröbere Oberfläche entsteht.
  5. Handbuchnummern als Decke zu verwenden keine Mindestrichtlinie Die meisten Diagramme werden Ihnen sagen, dass Handbuchnummern (basierend auf HSS) einen effektiven Multiplikator von ca. 3 x für Hartmetallwerkzeuge haben, wenn sie als Basislinie betrachtet werden, keine Grenze und je schneller Sie SFM ausführen, desto mehr verschlechtert sich die Werkzeuglebensdauer 6 Achten Sie einfach darauf, wie schnell.
  6. Verwendung der gleichen Vorschubgeschwindigkeit zum Schlitzen und Profilieren. Ein Volltiefenschnitt, der in eine Schlitzanwendung hinunterführt, wird das Werkzeug bei jeder Rillendrehung viel mehr abfordern als beim Schneiden eines leichteren Enddurchgangs, sodass ein Vorschub, der an einem Finish arbeitet, das Werkzeug wahrscheinlich beim Schlitzen zerschmettern wird.
Wichtig

Die genaue quantitative Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Werkzeuglebensdauer kann durch die Taylor Tool Life Equation angenähert werden und wird mathematisch in ISO 3685 beschrieben Tool-Life Testing von Single-Point Turning Tools Sie sollten auch wissen, dass, sobald Sie ein bestimmtes SFPM auf einem beliebigen Werkzeug für eine bestimmte Anwendung überschreiten, die Werkzeuglebensdauerrate schnell zu sinken beginnt Kurz gesagt, Sie können nicht einfach die Geschwindigkeit maximieren und die Werkzeugzeit minimieren.

Branchenausblick: Adaptive und KI-gesteuerte Feeds und Geschwindigkeiten

Branchenausblick: Adaptive und KI-gesteuerte Feeds und Geschwindigkeiten

Für Maschinenbauer schärft diese Verschiebung die gleiche Fähigkeit, anstatt sie zu ersetzen. Ein Bediener, der SFM nicht versteht, wird einem adaptiven System blind vertrauen und den Moment verpassen, in dem es ein Einrichtungsproblem maskiert, weil die Software Kraft und kein Urteilsvermögen behält. Wir bauen die Spindelerkennung, die diese Systeme speist, und eine Maschine ist immer noch auf einen Maschinisten angewiesen, der 4.000 Drehzahlen gegen den Schnitt überprüfen kann; Auf der Werkstatt unterscheidet dieses Urteil ein Ziel mit 6.112 Drehzahlen von einer Realität mit 4.000 Drehzahlen.

Die größte Änderung an Vorschüben und Geschwindigkeiten ist keine neue Formel; es ist die Person, die die Nummer einstellt Adaptive Steuerungssysteme lesen jetzt Spindellast, Vibration und Temperatur in Echtzeit und marschieren automatisch die Vorschubüberbrückung in Echtzeit nach oben oder unten, um eine konstante Schnittkraft aufrechtzuerhalten, anstatt eine konstante programmierte Vorschub. Dies ist das Herzstück der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (HSM), bei der sehr leichte radiale Schnitte bei sehr hohen Vorschüssen durchgeführt werden. Die Patentliteratur hat dies bereits erkannt. US20020091460A1,„Beschreibt beispielsweise eine adaptive Steuerung, die die effektive Vorschubgeschwindigkeit basierend auf den von Sensoren an der Spindel erfassten Schnittkräften anpasst. US8880212B2 (Hochleistungsfräsen) Ebenfalls offenbart wurde die Steuerung der Vorschubraten, um die Bearbeitungslast in einem vorgegebenen Bereich zu halten. CAM-Softwareunternehmen bieten nun auch adaptive und trochoidale Werkzeugwege an, die den Eingriff des Werkzeugs mit dem Material ziemlich konstant halten, sodass das Werkzeug viel schneller zugeführt werden kann.

Das Haupturteil für einen Ladenbesitzer, der Maschinen mit allen Fähigkeiten herstellen möchte, ist, dass adaptive Steuerungsdrehtische von Startvorgängen und Geschwindigkeiten in Absprungpunkte statt in Landebahnen drehen. Dies hat zur Folge, dass die Bedeutung des Verständnisses der Basisphysik hinter der Leistung des Schneidwerkzeugs nicht abnimmt, sondern zunimmt Wer sich mit SFM, Spanlast und Spanverdünnung auskennt, wird schließlich schnell lernen, wann die Selbstanpassung einer Maschine vernünftige, wirtschaftliche Entscheidungen trifft und wann sie ein grundlegendes Problem maskiert Die Forschung zur Bearbeitungsökonomie - wie dieses von Experten begutachtete Papier, das die Auswahl eines Stücks aus Aluminiumverbundwerkzeug untersucht - hat immer wieder zu dem gleichen Ergebnis geführt: Um die höchste Geschwindigkeit unserer Materialabfuhr zu erhalten, die Sie immer noch haben. ANTISHICNC Bearbeitungsblog.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Feeds und Geschwindigkeiten?

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Geschwindigkeit und Vorschub sind zwei verschiedene Einstellungen ‘Speed’ ist die Schnittgeschwindigkeit: Die Einheiten von SFM (Oberflächenfuß pro Minute) geben an, wie schnell ein Punkt am Rand des Werkzeugs das Material durchquert Vorschub ist, wie schnell man in das Werkstück vordringt Zoll pro Minute im Fräsen und Zoll pro Umdrehung auf einem Lat.

Geschwindigkeiten beeinflussen Werkzeugverschleiß, Hitze und die Menge des produzierten Chips Vorschübe steuern direkt Chipdicke, Chipkraft und Finish in einer Weise, dass Geschwindigkeiten nicht tun Also ja, Sie stellen sowohl die Geschwindigkeit als auch den Vorschub ein Es ist kein irrelevanter Zufall, dass sie zusammen angegeben werden Zum Beispiel verbrennt die Verdoppelung der Spindelgeschwindigkeit meist die Kante, während die Verdoppelung des Vorschubs den Chip größtenteils verdickt und die Spindel belastet, so dass die beiden Knöpfe auf zwei verschiedene Arten versagen und Sie nach einem anderen greifen, je nachdem, ob Sie ein Kreischen sehen oder einen Strömungsabriss hören.

Wie berechnet man RPM aus SFM?

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Um die Geschwindigkeit (RPM) aus der Schnittgeschwindigkeit (SFM) zu erhalten, lautet die Formel RPM = (3,8 ̄NFM) 2 Spindelspindel, wobei D der Werkzeugdurchmesser in Zoll ist Der Koeffizient von 3,82 beträgt 12 geteilt durch pi. Beispielsweise benötigt ein 1-Zoll-Werkzeuglauf bei 600 SFM (3,82 600) 1 = 4,584 RPM.

Überprüfen Sie immer, ob die erforderliche Drehzahl in den Bereich Ihrer Spindel fällt. Kleine Werkzeuge, die mit sehr hohen Schnittgeschwindigkeiten laufen, erfordern mehr Drehzahl, als viele Maschinen liefern können.

Welche Vorschübe und Geschwindigkeiten sollte ich für eine 1/4 Endmühle in Aluminium verwenden?

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Für eine 1/4-Zoll-Karbid-Endmühle aus 6061 Aluminium laufen etwa 700 SFM. Das ergibt ungefähr eine Drehzahl = (3,82 × 700) 0,25 = 10.700 RPM. Multiplizieren Sie eine Chiplast von 0,0025 mit den drei Rillen für eine Zufuhr von etwa 80 IPM.

Wenn Ihre Maschine bei 4.000 RPM aufläuft, sind Sie RPM-begrenzt, also verschließen Sie sie und der Vorschub sinkt auf etwa 30 IPM. Starten Sie immer konservativ; Hören Sie auf die Maschine und erhöhen Sie die Vorschubrate nur, wenn der Fräser sauber klingt.

Kann ich einfach die vom Hersteller empfohlenen Feeds und Geschwindigkeiten verwenden?

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Behandeln Sie eine Herstellerempfehlung als Ausgangspunkt, nicht als Schlussfolgerung Die Empfehlungen des Werkzeugherstellers werden normalerweise unter der Annahme einer starr gebauten Maschine unter idealen Bedingungen ausgesprochen; Sie müssen wahrscheinlich Werte niedriger als angegeben ausführen, oder Sie können mit modernem Hartmetall höher laufen Beginnen Sie immer irgendwo in Reichweite und verfeinern Sie den Betrieb für Ihre spezielle Maschine und Oberflächenbeschaffenheit.

Warum quasselt oder zerbricht mein Tool?

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Quatschen und Bruch gehen normalerweise auf eine der wenigen Ursachen zurück. Chatter bedeutet, dass die Vorschubgeschwindigkeit oder Drehzahl zu hoch für die Steifigkeit, den Werkzeugaufstand oder die Arbeitshaltung ist; Reduzieren Sie die Drehzahl um 10-20%, verkürzen Sie den Werkzeugüberhang und straffen Sie die Arbeitshaltung.

Bruch bedeutet, dass der Vorschub pro Zahn zu hoch ist, das Werkzeug Späne nachschneidet oder ein kleines Werkzeug über seine sichere Spindelgeschwindigkeit hinauslief Überprüfen Sie die Spanfreiheit, fügen Sie Kühlmittel hinzu, bestätigen Sie den Vorschub pro Zahn für den Durchmesser und stellen Sie sicher, dass ein leichter radialer Durchgang den Zahn nicht durch Spanverdünnung aushungert Ändern Sie jeweils nur eine Variable, um den Fix zu isolieren, und wenn das Rauschen bei jedem Durchgang an derselben Stelle im Schnitt zurückkehrt, vermuten Sie den Aufbau, den Stickout oder die Vorrichtung und nicht die Vorschub- und Geschwindigkeitsnummern selbst.

Ändern sich Feeds und Geschwindigkeiten zwischen metrisch und imperial?

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Die Physik ändert sich nicht, nur die Maßeinheiten Metrische Shops arbeiten mit metrischer (Meter pro Minute Schnittgeschwindigkeit, Millimeter pro Zahnspanlast, Millimeter pro Minute Vorschubgeschwindigkeit, und RPM = (1000 x Oberflächengeschwindigkeit) / Durchmesser, mm).Umwandeln Sie eine, und Sie haben einen weiteren Satz von Daten, mit denen Sie arbeiten können.

Was ist die Spanlast pro Zahn?

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Spanlast pro Zahn: Hier wird bestimmt, wie stark sich jeder Zahn in das Werkstück eingräbt Zu viel Spanlast pro Zahn und Sie beschädigen Schneidkante und Werkstück, da jeder Zahn zu viel “beißt”.Zu wenig erzeugt Reibung und Überhitzung an jedem Zahn. Folgende Berechnung wird verwendet; 0,001 Zoll pro Zahn werden oft als Richtwert pro 0,250 Zoll Durchmesser verwendet.

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Der Unterschied zwischen der richtigen Maschine und der falschen Maschine kann manchmal die Schwierigkeit sein, die Vorschubraten und - geschwindigkeiten genau zu steuern Wenn Sie versuchen, die beste Mühle oder Drehmaschine mit den Materialien, die Sie bearbeiten, in Einklang zu bringen, können unsere Ingenieure dabei helfen, die Spindel, die Steuerung und die Steifigkeit zu vergrößern.

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Wie wir diesen Leitfaden erstellt haben

Wir stellen Werkzeugmaschinen her; als Ergebnis betrachten wir Zufuhrraten und Geschwindigkeiten durch die Linse von Schneidwerkzeugen und - maschinen.1TP3 T-Ingenieur betrachtet einen Schneidvorgang durch Geschwindigkeitsbereiche von Spindel-RPM, Steifigkeit und Schneiddaten auf der realen Maschinenwelt Universitätsmaschinen-Shop-Daten und Bearbeitungsdaten wurden als Richtlinien für die Erstellung von Schneiddaten in Tabellen und Beispielen von Hand ausgearbeitet. überprüft von 1TP3 T-Engineering-Team.

Referenzen und Quellen

  1. Geschwindigkeiten und Futter (Definition und Parameter)
  2. Geschwindigkeiten und FuttermittelUniversity of Florida, Abteilung für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik
  3. Geschwindigkeits- und Feeds-Rechnernotizen „Fab Lab) Center für Bits und Atoms
  4. Gemeinsame FräsgeschwindigkeitstabelleMaschinenwerkstatt Olin College
  5. ISO 3685:1993, Werkzeuglebensdauerprüfung mit Einpunkt-Drehwerkzeugen Organisation für Standardisierung
  6. Bearbeitungsökonomie und Schneidparameterauswahl für einen Aluminiumverbund (Peer-Review)
  7. US20020091460A1, Hybrid-CNC-Steuerung / adaptive Feedrate und US8880212B2, HochleistungsfräsenGoogle Patente (USPTO)

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