Как рассчитать SFM и обороты для токарной обработки и фрезерования (пошаговое + самопроверка)

Если вы знаете как рассчитать SFM теоретически, но часто второй угадайте номер на циферблате, прорабатывайте эту страницу шаг за шагом, а не снимайте ее. Вы проведете расчет, чтобы сделать это на машине, а затем покажите, как проверить свою собственную работу, прежде чем приступить к запуску цикла; идея здесь в том, что он дополняет другие ваши справочные материалы.

Как рассчитать SFM это четырехэтапный процесс: найдите свой диаметр, выберите скорость начальной поверхности, запустите формулу, а затем проверьте результат, прежде чем вы его вырежете.

На этой странице описаны этапы расчета, а не только формула

Цель этой страницы - помочь вам рассчитать и SFM и RPM для себя с помощью этих инструкций, и проверить свою математику перед началом вырезать — страница не диаграмма для поиска скорости или подачи, или общий обзор того, почему эти числа движутся вместе Ваша фактическая скорость вырезания в SFM - это скорость, с которой фактическая режущая кромка движется по материалу, и SFM контролирует как износ, так и то, насколько гладкие поверхности вашей детали выходят наружу; это не обязательно набор RPM, считывающий все само по себе!

Представьте, что вы сделали два, казалось бы, одинаковых на вид разреза на одинаковых оборотах, но они дали очень разные результаты с точки зрения износа инструмента из-за разных диаметров заготовки или оснастки OD; это ситуация, которую это руководство предназначено для выделения. Некоторые источники используют другие не для поверхностной скорости, например SFPM или SFM (либо сокращение относится к одной и той же концепции и использованию, а для этого материала мы будем придерживаться S.F. Если вам нужно объяснение основных скоростей подачи как концепции, например, нагрузки на чип режущего инструмента или подачи за оборот, а также факторов, влияющих на скорость подачи, вы можете проконсультироваться с нашим основы питания и скорости руководство, так как мы избежим как можно больше повторять эту информацию здесь В отличие от приложения калькулятора, этот урок также предназначен для того, чтобы вы могли определить настройку скорости без использования внешнего компьютера и исключительно на бумаге, прямо у станка.

4 шага для расчета SFM и оборотов в минуту

Прежде чем шпиндель будет готов, требуется четыре последовательных важных шага, все они основаны на использовании целевого или приблизительного значения SFM: сначала найдите диаметр разреза, затем найдите отправную точку на диаграмме SFM, вычислите настройку по формуле ниже, а затем убедитесь, что результирующая настройка SFM для вашего рассчитанного числа оборотов шпинделя является разумной. Любой из них может вызвать неправильный окончательный расчет, который может привести к неправильно установленному станку, поэтому важнее, чтобы вы не спешили с этими шагами, чем запомнить математические расчеты, лежащие в основе формулы.

1. Определите диаметр, который имеет значение – на токарном станке, то есть диаметр заготовки; на стане или сверле - диаметр режущего инструмента. использование неправильного - единственная наиболее распространенная ошибка настройки (см. Проверку работоспособности ниже).
2. Выберите начальную SFM для своего материала “ использовать справочную таблицу (см. ”Где получить начальный номер SFM” дальше вниз"), а не гадать.
3. Запустите формулу ÷RFM = (SFM × 3,82) ÷ Диаметр, с использованием диаметра в дюймах.
4. Раунд до скорости, которую ваша машина действительно может набрать тогда подтвердите это проверка работоспособности из 4 пунктов прежде чем резать.

Константа 3,82 не является произвольной Она исходит из перестановки SFM = π × Диаметр × RPM ÷ 12, окружность заготовки или инструмента (π × D, в дюймах) умноженная на RPM дает пройденные дюймы в минуту, а деление на 12 преобразует это в футы в минуту Переверните формулу вокруг, чтобы решить для RPM и 12 ÷ π раундов до 3,82 Три независимых источника приземляются на одну и ту же константу, когда вы делаете эту алгебру: a Курс механической обработки Университета Флориды, а Режущий инструмент Инженерное дело торгово-пресс-объяснитель, и Собственный вывод Википедии, что является разумной суммой соглашения для формулы, которой вы собираетесь доверять машине.

Откуда берется константа 3,82?

Константа 3,82 равна 12, разделенной на π, округленной до двух десятичных знаков (12 ÷ 3,14159 = 3,8197..., округлена до 3,82).12 преобразует дюймы в футы, поскольку в футе 12 дюймов, и машинисты обычно измеряют диаметр в дюймах, в то время как SFM отслеживает футы в минуту; π возникает в результате преобразования диаметра в окружность, поскольку режущая кромка проходит по всей окружности один раз за оборот, а не только по диаметру.

Ссылка на механическую обработку Университета Флориды выражает ту же зависимость, что и N = 12V ÷ (π × D), которая алгебраически идентична, когда вы решаете для RPM; эта перекрестная проверка является одной из причин, по которой на этой странице 3.82 указывается как фиксированная константа, а не хеджируется.

Если вы предпочитаете работать в метрике, то сохраняется то же сочетание диаметра и соотношения скоростей: 1 SFM равен 0,00508 метра в секунду, единица скорости SI, поэтому вы можете преобразовать метрическое линейное измерение поверхностной скорости обратно в SFM, умножив примерно на 196,85, или просто переключиться на метрическую форму формулы (RPM = 318 × м/мин ÷ диаметр в мм) вместо преобразования единиц среднего расчета.

“A 1-дюймовый-диа. инструмент должен работать при 100 sfm. Исходя из уравнения, этот инструмент должен поворачиваться при 382 об/мин, чтобы достичь 100 sfm: 100 ÷ 1 × 3,82 = 382.”

Кристофер Инжиниринг, Режущий инструмент

Обработанный пример, включение токарного станка

Вот как рассчитать SFM для токарной обработки конкретно: на токарном станке заготовка вращается, а инструмент остается неподвижным, поэтому важен диаметр - наружный диаметр заготовки — не инструмента. Предположим, вы поворачиваете 2,75-дюймовый вал из мягкой стали на a токарный станок для токарной обработки металла и хотите начать с консервативного 90 SFM. Умножьте 90 на 3,82, чтобы получить 343,8, затем разделите на диаметр 2,75 дюйма: 343,8 ÷ 2,75 = 124,8, который вы бы округлили до 125 об/мин на циферблате шпинделя.

Это весь расчет для поворота い диаметр заготовки и выбранный SFM для материала и инструмента материи для каждого задания, Если заготовка прутка меняется на 1,5 дюйма, но вы хотите те же 90 SFM, скорость шпинделя скачет до 90 × 3,82 ÷ 1,5 = 229,2, округленная до 229 RPM. Меньший диаметр, более высокий RPM, ту же скорость поверхности, которую хорошо знать, потому что именно здесь происходит наиболее распространенная ошибка вычислений (см. Проверку работоспособности ниже).

Обработанный пример, фрезерование

Шаги для расчета SFM для фрезерования переворачивают одну деталь: на мельнице инструмент вращается, а заготовка остается неподвижной, поэтому диаметр, который имеет значение, переворачивается на диаметр режущего инструмента, противоположный токарной обработке. приведенные ниже формулы фрезерования работают одинаково, находитесь ли вы на ручной коленной мельнице или станке с ЧПУ, выполняющем полную программу фрезерных операций; расчеты не меняются, только как вы вводите число. Предположим, вы режете 0,625 дюйма (5/8″), 2-флейтовую концевую мельницу HSS из алюминия и хотите начать с 250 SFM, типичная начальная цифра HSS для алюминия. RPM = 250 × 3,82 ÷ 0,625 = 955 ÷ 0,625 = 1528 об/мин.

Поменяйте ту же самую концевую мельницу на твердосплавную версию, и рекомендуемая скорость поверхности тоже увеличится, обычно примерно в 2-2,5 раза больше, чем показатель HSS для того же материала (подробнее об этом множителе в “Where to Get Your Starting SFM Number” ниже).При 2,5× это 625 SFM, что для этого же инструмента с диагональю 0,625 дюйма работает до 625 × 3,82 ÷ 0,625 = 3820 об/мин, что более чем вдвое превышает настройку HSS для идентичного разреза. Это достаточно большой скачок, поэтому включение неправильного предположения о материале инструмента - реальный, а не теоретический способ закончить резку слишком медленно или попытаться работать быстрее, чем позволяет ваше веретено.

🔎 Граничное условие: эта арифметика предполагает, что номинальный диаметр инструмента - это диаметр, фактически выполняющий резку. Для шарико-носового или другого контурного резца, работающего на небольшой глубине резки, это предположение может сломаться: эффективный диаметр резки в фактической точке контакта меньше, чем полный номинальный диаметр инструмента, поэтому расчет, основанный только на номинальном диаметре, приведет к завышению вашего реального SFM на значимый запас. Обрабатывающая литература по фрезерованию на конце шара документирует этот эффект геометрии, хотя точный размер зазора варьируется в зависимости от глубины резания и достаточно специфичен для каждой установки, чтобы на этой странице к нему не было прикреплено ни одного универсального процента. Фрез с плоским концом и стандартных сверл этой проблемы нет; он кусает только изогнутые режущие кромки.

Идя в другом направлении, найдите SFM с известной скорости вращения

Иногда вы уже знаете обороты, может быть, это то, что последний оператор оставил машине настроенной, и вы хотите знать, что на самом деле представляет собой SFM, прежде чем решить, доверять ли ему. Формула чисто перестраивается из одинаковое соотношение поверхности и скорости используется по всему данному руководству: SFM = (RPM × Диаметр) ÷ 3,82.

Допустим, буровой пресс установлен на 850 об/мин, и вы собираетесь запустить буровое долото диаметром 0,375 дюйма (3/8″). SFM = 850 × 0,375 ÷ 3,82 = 318,75 ÷ 3,82 = 83,4, так что установка работает примерно на 83 Ул. Если машина предлагает только фиксированные ступени, а ближайшие из них составляют 700 об/мин и 1000 об/мин, вы округлите до 700 об/мин (около 69 Ул./мин), а не вверх, поскольку работа немного под целевым УЛП безопаснее, чем обгон. При бурении используется та же формула активной зоны, что и при повороте и фрезеровании, диаметр, который вы подключаете, равен диаметру бура, поскольку режущая кромка находится снаружи доло. Расшивание и постукивание следуют той же математике, но обычно выполняются с долей бурового УЛ для того же материала (конкретный случай см. в FAQ ниже).

4-точечная проверка работоспособности

Вычисление числа - это не то же самое, что доверять ему. Прежде чем зафиксировать вычисленный RPM на шпинделе, проведите его проверка работоспособности из 4 пунктов четыре быстрых вопроса, которые ловят ошибки, которые на самом деле происходят в машине, а не гипотетические.

Режимы сбоя путаницы единиц и смешения диаметров в пунктах 1 и 2 также являются двумя наиболее часто сообщаемыми реальными ошибками УУЛ в независимых машинистских записях и обсуждениях в цехах. Не гипотетический список, а повторяющийся шаблон. достаточно часто, чтобы каждый раз стоить специальной проверки, а не только тогда, когда работа кажется незнакомой.

Где получить стартовый номер SFM

Формула доставит вас только до SFM, который вы в нее подаете, и это число зависит от материала и инструмента. Таблица ниже представляет собой набор отправных точек HSS из эталонной университетской обработки, сопоставленный на том же одночасовом соглашении о сроке службы инструмента, определенном ИСО 3685, международный стандарт испытаний на срок службы одноточечного токарного инструмента; рассматривать каждое значение как отправную точку для точной настройки, а не как фиксированное правило.

Полную таблицу материалов, включающую дополнительные сплавы, а также колонны HSS и твердосплавные колонны, расположенные рядом, см график скорости резки по материалам — эта страница сохраняет заголовок, поэтому вы не застряли без отправной точки, но более полный справочник живет там.

Переключение с HSS на твердосплавную оснастку меняет то, что SFM следует подключать к одному и тому же материалу. Один университетский справочник по механической обработке дает чистое эмпирическое правило: умножьте скорость поверхности HSS примерно на 2,5 для твердосплавного сплава. Другие источники сообщают о более широком диапазоне: некоторые ставят резцы с твердосплавными наконечниками в 3-10 раз на скорость HSS в зависимости от покрытия и нанесения, поэтому не существует единого числа, с которым согласен каждый источник, и чем выше SFM, который вы пытаетесь выполнить, не сопоставляя инструменты и жесткость, тем больше вероятность того, что вы это сделаете сократите срок службы инструмента вместо экономии времени — тот же экономический компромисс, что и рецензируемые документы исследования скорости резки, рассматривайте 2,5× как разумный стартовый множитель, а не как гарантию или официальную рекомендацию производителя, и подтверждайте оптимальную настройку для вашего конкретного материала и настройки, наблюдая за износом инструмента в первые несколько проходов, а не доверяя только номеру.

В таблице ниже та же формула превращается в готовый поиск: выберите свой диаметр и целевую настройку SFM, сразу прочитайте обороты и используйте ее для проверки здравомыслия любого значения, которое вы рассчитываете вручную 0,625 дюйма и 2,75 дюйма. дюймовые ряды точно соответствуют фрезерованию и переворачиванию обработанных примеров выше.

SFM в зависимости от скорости подачи (загрузка чипа) — два разных числа

УУЛ и скорость подачи отвечают на два разных вопроса, и это ошибка, чтобы объединить их, что не зависит от чего-либо, что покрыто Проверкой здравомыслия выше. УУЛ говорит вам, как быстро режущая кромка должна двигаться через материал, который формула выше затем преобразует в шпиндель RPM. Скорость подачи, как быстро стол или заготовка продвигается, обычно выражается как IPM (дюймы в минуту) 2, независимый расчет построен из IPT (вкл на зуб, также называется загрузка чипа) и количество флейт, вовсе не от SFM: IPM = RPM × IPT × количество флейт Для 4-флейтовой концевой мельницы, работающей со скоростью 1528 об/мин (пример фрезерования выше) при 0,003-дюймовой нагрузке чипа, которая получается 1528 × 0,003 × 4 = 18,3 IPM.

Подумайте об этом как о двух отдельных циферблатах на одной машине: SFM устанавливает, насколько быстро инструмент вращается, скорость подачи устанавливает, насколько быстро он проходит через разрез. Это простая скорость подачи x (глубина разреза x ширина разреза), которая является MRR и полезна при угадывании времени цикла инструмента, но вы не пытаетесь в первую очередь рассчитать SFM /RPM. Правильное получение SFM и неправильная скорость подачи (или наоборот) по-прежнему приводит к плохому разрезу. Вы должны вычислить и проверить два числа независимо, затем объединить их. В каталоге производителя вашего инструмента обычно указана рекомендуемая начальная точка IPT на зуб для их конкретных вставок, что стоит проверить, прежде чем полагаться на общую цифру. Калькулятор скорости подачи или общий калькулятор скорости подачи могут автоматизировать эту вторую половину математического расчета, как только вы уже доверяете номеру SFM, через который прошла эта страница.

Часто задаваемые вопросы