غالبًا ما يواجه عمل الماكينات مشاكل مثل بطء التقدم، وارتفاع التكاليف، والأدوات البالية. يحاول العديد من المهندسين ومديري الورش تسريع الأمور، لكنهم قلقون من فقدان جودة القِطع. ربما تكون قد صادفت مصطلح "SFM" في أحد الاجتماعات أو أثناء تقليب دليل الماكينات. لم تعره اهتمامًا كبيرًا. قد تتساءل حتى إذا كان شيئًا تحتاج إلى معرفته.
إليك الحقيقة - إذا كنت لا تفهم معنى SFM، فسيصبح من الصعب عليك تحقيق أقصى استفادة من ماكيناتك. يمكن أن تساعدك معرفة كيفية عملها على القطع بشكل أسرع، وحماية أدواتك، والتحكم في التكاليف. إليك مقدمة واضحة عن SFM وكيفية ارتباطها بأساسيات التصنيع الآلي.
ما هي SFM في التصنيع الآلي؟
SFM تعني "قدم السطح في الدقيقة". وهي تقيس مدى سرعة تحرك حافة القطع للأداة عبر سطح المادة. تعتمد هذه السرعة على سرعة دوران الأداة وحجمها.
فكر في الأمر بهذه الطريقة: إذا كانت أداة القطع تدور ببطء شديد، فقد لا يكون القطع نظيفًا. إذا كانت تدور بسرعة كبيرة، فقد ترتفع درجة حرارة الأداة أو تتآكل بسرعة. تقدم SFM رقمًا للمساعدة في العثور على السرعة المناسبة.
هذا الرقم مفيد عند اختيار السرعات لماكينات التفريز أو المخارط أو المثاقب. فهو ينطبق على كل من الأداة والمادة. تحتاج المواد المختلفة إلى SFM مختلفة للقطع بشكل جيد وتجنب المشاكل.
لماذا تعتبر SFM مهمة في التصنيع الآلي？
تحافظ ماكينة SFM المناسبة على حدة الأدوات لفترة أطول وتوفر تشطيبات أكثر سلاسة. كما أنه يساعد على تجنب السخونة الزائدة، والاهتزاز، والأجزاء ذات الجودة الرديئة. يمكن أن يؤدي استخدام ماكينة SFM الخاطئة إلى إضاعة الوقت وإتلاف الأجزاء وتلف الأدوات بسرعة.
لكل مجموعة من المواد والأدوات نطاق SFM موصى به. يساعد الالتزام بهذا النطاق في تحقيق الاتساق. كما أنه يقلل من تكلفة الإنتاج واستبدال الأدوات.
يستخدم عمال الماكينات SFM لضبط سرعة عمود الدوران الصحيحة (RPM). يقومون بضبطها بناءً على حجم الأداة ونوع المادة. وهذا يجعل التصنيع الآلي أكثر أمانًا وموثوقية.
أساسيات القدم السطحية في الدقيقة الواحدة
يساعد SFM الميكانيكيين على اختيار السرعة التي يجب أن تتحرك بها الأداة عبر المادة. يوضح هذا القسم ما يعنيه وكيف يتم استخدامه في الورشة.
تعريف الإدارة المستدامة للغابات المستدامة من الناحية العملية
يوضح SFM المسافة التي تقطعها حافة القطع للأداة على السطح في دقيقة واحدة. الوحدة بالقدم في الدقيقة. وهي تعتمد على مدى سرعة دوران الأداة وحجم الأداة.
على سبيل المثال، إذا كنت تستخدم أداة ذات قطر كبير، فإنها ستغطي مساحة سطح أكبر في نفس عدد الدورات في الدقيقة مقارنة بأداة صغيرة. يساعدك SFM على مطابقة حركة الأداة مع المهمة والمادة.
إنها طريقة للتحكم في سرعة القطع بأرقام واقعية. يستخدم الميكانيكيون مخططات أو صيغ SFM لاختيار السرعة المناسبة لكل أداة ومادة.
كيف ترتبط SFM بسرعة القطع？
سرعة القطع هي معدل التقاء المادة بأداة القطع. SFM هي إحدى طرق قياس هذه السرعة. وهي تركز على نقطة التلامس السطحي، حيث تلامس الأداة الجزء.
إذا كانت SFM مرتفعة للغاية، فقد تتآكل الأداة أو تتعطل. إذا كان منخفضًا جدًا، فقد يكون القطع خشنًا أو بطيئًا. يعني وجود SFM جيد تحكم أفضل في البُرادة وتشطيب أفضل للسطح وعمر أطول للأداة.
سرعة القطع ضرورية في كل من تحول و طحن. تسهّل SFM مقارنة سرعات القطع عبر الماكينات والمهام.
الاختلافات بين SFM و RPM
إن SFM وRPM مرتبطان، لكنهما ليسا متماثلين. يقيس SFM مدى سرعة تحرك الأداة على طول سطح المادة. RPM هو مدى سرعة دوران الأداة في الدقيقة الواحدة.
تعتمد SFM على كل من عدد الدورات في الدقيقة وقطر الأداة. تحتاج الأداة الأكبر إلى عدد أقل من عدد الدورات في الدقيقة للوصول إلى نفس SFM. تحتاج الأداة الأصغر حجماً إلى عدد دورات في الدقيقة أكبر لمطابقة تلك السرعة.
لذا، عند تغيير الأدوات، يجب عليك ضبط RPM للحفاظ على نفس SFM. لهذا السبب يحسب الميكانيكيون كلاهما قبل بدء القطع.
كيفية حساب SFM？
لاستخدام SFM في الوظائف الحقيقية، تحتاج إلى معرفة كيفية حسابها. يشرح هذا الجزء المعادلة، والمدخلات التي تحتاجها، وكيفية التأكد من صحة الأرقام التي لديك.
الصيغة الخاصة بـ SFM
الصيغة القياسية لـ SFM هي
SFM = (π × قطر الأداة × عدد الدورات في الدقيقة) ÷ 12
وهذا يعطي سرعة السطح بالقدم في الدقيقة. تستخدم π (حوالي 3.1416) لأنك تتعامل مع الحركة الدائرية للأداة.
تساعدك هذه المعادلة على معرفة مدى سرعة تحرك حافة القطع على السطح الخارجي للأداة.
المتغيرات الرئيسية: القطر وعدد الدورات في الدقيقة
هناك متغيران رئيسيان في معادلة SFM: قطر الأداة وسرعة عمود الدوران (RPM).
- قطر الدائرة هو حجم الأداة عند حافة القطع، وعادةً ما يكون بالبوصة.
- دورة في الدقيقة هو عدد المرات التي تدور فيها الأداة في دقيقة واحدة.
تعمل كلتا القيمتين معاً. القطر الأكبر يعني حركة سطح أكبر في كل دورة. يزيد ارتفاع عدد الدورات في الدقيقة من عدد الدورات في الدقيقة الواحدة. يؤثر تغيير أي منهما على SFM.
وحدات القياس
تُقاس الإدارة المستدامة للغاز الطبيعي المسال بـ قدم في الدقيقة.
لإنجاح المعادلة
- يجب أن يكون قطر الأداة بالبوصة
- RPM هي دائماً دورة في الدقيقة
- اقسم على 12 لتغيير البوصة إلى قدم (حيث يوجد 12 بوصة في القدم)
تأكد من صحة جميع الوحدات قبل الحساب. إذا خلطت بين البوصة والملليمتر، فستكون النتيجة خاطئة. تحقق دائماً من مدخلاتك مرتين.
كيفية تحويل SFM إلى RPM؟
في بعض الأحيان تعرف SFM المطلوب ولكنك تحتاج إلى العثور على RPM الصحيح لماكينتك. يوضح هذا القسم كيفية عكس معادلة SFM والحصول على سرعة عمود الدوران المناسبة.
لتحويل SFM إلى RPM، استخدم هذه الصيغة:
عدد الدورات في الدقيقة = (SFM × 12) ÷ (π × قطر الأداة)
وهذا يعطي سرعة عمود الدوران بالدورة في الدقيقة.
تحتاج إلى أمرين
- وحدة التدمير الذاتي المستهدفة للمادة التي تقوم بقصها
- قطر أداتك بالبوصة
تساعدك هذه المعادلة على ضبط الماكينة بشكل صحيح. فهي تمنع استخدام سرعة خاطئة، مما قد يؤدي إلى تآكل الأدوات أو تلف القطعة.
لنفترض أن SFM الموصى به هو 300، وقطر أداتك 1 بوصة. ثم:
دورة في الدقيقة = (300 × 12) ÷ (3.1416 × 1)
عدد الدورات في الدقيقة ≈ 1146
لذا، يمكنك ضبط عمود الدوران على حوالي 1146 دورة في الدقيقة. استخدم الآلة الحاسبة أو مخطط SFM لتوفير الوقت عند القيام بذلك في كثير من الأحيان.
SFM حسب مادة الشغل
تحتاج المواد المختلفة إلى سرعات قطع مختلفة. يوضح هذا القسم قيم SFM الشائعة للمواد الشائعة وكيفية تأثير الصلابة على الأرقام.
مثالية SFM للألومنيوم والصلب والتيتانيوم والبلاستيك
كل مادة لها نطاق SFM موصى به. تساعد هذه القيم على تحقيق التوازن بين سرعة القطع وعمر الأداة وصقل القِطع.
- الألومنيوم: 300 إلى 1,000 متر مربع
الألومنيوم طري ويقطع بسهولة. يمكنك استخدام سرعات عالية دون إتلاف الأداة.
- الفولاذ الطري: 100 إلى 300 متر مربع
الصلب أكثر صلابة من الألومنيوم. يحتاج إلى سرعات أبطأ لتجنب تراكم الحرارة وتآكل الأداة.
- الفولاذ المقاوم للصدأ: من 50 إلى 200 متر مربع
الفولاذ المقاوم للصدأ متين ويصلب بسرعة. يساعد انخفاض SFM على تقليل الإجهاد وإطالة عمر الأداة.
- التيتانيوم: من 30 إلى 70 متر مربع
التيتانيوم قوي ولكن من الصعب قطعه. يحتاج إلى سرعات بطيئة للتحكم في الحرارة وتجنب تعطل الأداة.
- البلاستيك: 500 إلى 1500 متر مربع
تختلف المواد البلاستيكية اختلافًا كبيرًا. اللدائن اللينة تتحمل السرعات العالية، ولكن اللدائن الصلبة أو المملوءة قد تحتاج إلى معدلات أبطأ لمنع الانصهار أو التقطيع.
هذه نطاقات عامة. تحقق دائمًا من مواصفات الأدوات والمواد للحصول على أرقام أكثر دقة.
ضبط صلابة المواد على أساس صلابة المواد
تحتاج المواد الأكثر صلابة إلى SFM أبطأ من SFM. يمكن للمواد الأكثر ليونة استخدام SFM أعلى. تساعد هذه القاعدة على تجنب تلف الأداة وتراكم الحرارة.
على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي قطع الفولاذ المقوى مع ارتفاع SFM إلى تآكل الأداة بسرعة. قد يؤدي قطع الألومنيوم اللين عند استخدام SFM منخفض إلى تشطيب رديء وأزمنة دورات طويلة.
طلاء الأداة ونوع المادة مهمان أيضًا. تسمح أدوات الكربيد بارتفاع SFM. قد تحتاج أدوات الفولاذ عالي السرعة إلى SFM أقل لنفس المادة.
اضبط آلية الإدارة المستدامة للغابات بناءً على:
- صلابة المواد
- مادة الأداة
- قدرة الماكينة
ابدأ بالنهاية المنخفضة للنطاق، ثم قم بزيادته إذا كان القطع نظيفًا وظلت الأداة باردة.
الإدارة المستدامة للغذاء مقابل معدل التغذية
يعمل كل من SFM ومعدل التغذية معًا أثناء القطع. يشرح هذا القسم كيفية تفاعلهما وكيفية تحقيق التوازن بينهما للحصول على نتائج تصنيع أفضل.
فهم العلاقة بين السرعة والتغذية
يتحكم SFM في سرعة حافة الأداة عبر المادة. معدل التغذية هو مدى سرعة تحرك الأداة داخل المادة.
إذا كانت SFM مرتفعة للغاية ولكن التغذية منخفضة للغاية، فقد تحتك الأداة بدلاً من القطع. إذا كانت التغذية عالية جدًا ولكن SFM منخفضة جدًا، فقد تتعرض الأداة للتقشير أو التحميل الزائد.
يجب أن يتطابق كلاهما للحصول على قطع نظيف وتدفق جيد للبُرادة. يمكن أن يؤدي عدم التطابق إلى تآكل الأداة أو سوء تشطيب السطح أو إجهاد الماكينة.
موازنة SFM مع التغذية لكل سن أو ثورة
غالبًا ما يُعطى معدل التغذية على النحو التالي:
- التغذية لكل سن (FPT) للطحن
- التغذية لكل دورة (IPR) للانعطاف
لحساب معدل التغذية الكامل:
معدل التغذية = عدد الدورات في الدقيقة × عدد الأسنان × عدد الأسنان × عزم الدوران
للانعطاف:
معدل التغذية = RPM × IPR
بمجرد معرفة SFM واستخدامها للحصول على عدد الدورات في الدقيقة، يمكنك بعد ذلك حساب معدل التغذية. والهدف هو مطابقة التغذية مع SFM بحيث تقطع الأداة ولا تحتك أو تفرط في التحميل.
يعني ارتفاع SFM الأعلى عادةً معدل تغذية أعلى. ولكن يجب أن تظل التغذية ضمن حدود الأداة والماكينة.
متى يجب إعطاء الأولوية لأحدهما على الآخر？
إذا كان تشطيب السطح أمرًا بالغ الأهمية، فابدأ بطلب SFM. تعطي التغذية المنخفضة مع SFM الصحيح سطحاً أكثر سلاسة.
إذا كانت سرعة الإنتاج أكثر أهمية، ركز على معدل التغذية. استخدم أعلى تغذية يمكن لأداتك وقطعتك تحملها، ثم اضبط SFM لتتناسب مع ذلك.
راقب باستمرار تآكل الأداة وشكل البُرادة. إذا كانت البُرادة رقيقة للغاية أو مسحوقية للغاية، فقد تكون التغذية منخفضة للغاية. إذا كانت البُرادة سميكة وكانت الأداة تقوم بالتقطيع، فقد تكون التغذية عالية جدًا.
آثار الإدارة الآلية المستدامة للغاز الطبيعي المسال على أداء التصنيع
تؤثر SFM بشكل مباشر على كيفية أداء أدواتك وقِطعك وماكيناتك. يبحث هذا القسم في كيفية تغييره لعمر الأداة، وصقل السطح، والحرارة، والتحكم في البُرادة.
التأثير على عمر الأداة
تؤثر SFM تأثيرًا كبيرًا على مدة بقاء أدواتك. إذا كان SFM مرتفعًا جدًا، تصبح حافة الأداة ساخنة جدًا وتتآكل بشكل أسرع. إذا كان منخفضاً جداً، فقد تحتك الأداة بدلاً من القطع، مما يسبب التآكل أيضاً.
البقاء ضمن نطاق SFM الصحيح يساعد الأدوات على القطع النظيف. يقلل من فرصة التقطيع أو الكسر. كما أنه يتجنب الحاجة إلى تغيير الأدوات باستمرار، مما يوفر الوقت والمال.
هل تستخدم الأدوات المغلفة؟ غالبًا ما تسمح باستخدام أدوات مغلفة أعلى من SFM، ولكن فقط إذا كانت إزالة البُرادة والتبريد تحت السيطرة.
التأثير على تشطيب السطح
يساعد SFM الصحيح على إنشاء أسطح ناعمة. إذا كانت SFM مرتفعة للغاية، فقد يصبح القطع خشنًا بسبب الاهتزاز أو انحراف الأداة. إذا كانت منخفضة للغاية، فقد تترك الأداة علامات أو حواف غير مستوية.
يحافظ جهاز SFM الثابت على تعشيق الأداة بشكل صحيح. فهي تقطع بدلاً من السحب. وهذا يجعل اللمسة النهائية أنظف وأكثر اتساقاً، خاصةً في أعمال التشطيبات الدقيقة.
في معظم الحالات، يعطي ارتفاع SFM مع تغذية أقل نتائج أفضل على السطح، ولكنك لا تزال بحاجة إلى البقاء ضمن الحدود الآمنة.
الدور في توليد الحرارة والتحكم في الرقاقة
يزيد ارتفاع SFM من الحرارة عند حافة القطع. تعمل الحرارة على تليين الأداة والمادة، مما قد يتسبب في تعطل الأداة أو القطع الرديء. يمكنك تقليل ذلك باستخدام سوائل التبريد أو اختيار طلاء أفضل للأداة.
يغير SFM أيضًا كيفية تكسّر البُرادة وتدفقها. عند وجود SFM الصحيح، تكون البُرادة عند SFM صغيرة، وتلتف بعيدًا بشكل نظيف. أما عند استخدام SFM الخاطئ، فقد تلتصق البُرادة أو تنسد أو تشكل سلاسل طويلة تتلف الجزء.
آلية الإدارة المستدامة للغابات والماكينة المحدودة
حتى إذا كانت الحسابات تبدو صحيحة، فقد لا تتمكن ماكينتك من تشغيل الأرقام. يشرح هذا القسم كيف تؤثر حدود الماكينة على خيارات SFM وماذا تفعل عندما لا تتطابق النظرية والواقع.
الحد الأقصى لعدد الدورات في الدقيقة وقيود طاقة عمود الدوران
تحتوي كل ماكينة على حد أقصى لعدد الدورات في الدقيقة وحد أقصى لطاقة عمود الدوران. إذا كان الحد الأقصى لعدد الدورات في الدقيقة المحسوب لـ SFM المطلوب مرتفعًا جدًا، فقد لا تصل إليه ماكينتك.
على سبيل المثال، تحتاج الأدوات الصغيرة إلى عدد دورات في الدقيقة عالية للوصول إلى سرعة SFM الصحيحة. ولكن بعض الماكينات تصل إلى الحد الأقصى عند 6,000 أو 8,000 دورة في الدقيقة. يمكن أن يجبرك هذا على تشغيل أقل من SFM المثالي.
قوة عمود الدوران مهمة أيضًا. قد تحتاج ماكينة SFM العالية على الأدوات الكبيرة أو المواد الصلبة إلى عزم دوران أكبر مما يمكن أن توفره ماكينتك. قد يؤدي التشغيل بسرعة كبيرة بدون طاقة كافية إلى توقف عمود الدوران أو تلف المحرك.
متى يجب خفض إدارة SFM من أجل السلامة？
يمكن أن يقلل خفض SFM من تآكل الأداة والحرارة والاهتزاز. إنه خيار حكيم عندما:
- تسمع ثرثرة أو ترى علامات الأدوات
- المادة معقدة أو غير متناسقة
- تكون الأداة طويلة أو رفيعة وقد تنحرف
- الإعداد غير مستقر، أو أن تثبيت الجزء ضعيف
السلامة تأتي أولاً. إذا لم تكن متأكدًا، ابدأ بأداة SFM منخفضة وزدها تدريجيًا. أبقِ البُرادة قصيرة والحواف نظيفة والأداة باردة.
قدرة أداة الماكينة مقابل الحسابات النظرية
تعطي معادلات SFM وRPM أرقاماً مثالية. لكن الماكينات لها حدود - حدود قصوى لعدد الدورات في الدقيقة، وانخفاض الطاقة عند السرعات العالية، ومشاكل الصلابة.
تساعد الأرقام النظرية في التخطيط، ولكن يجب أن يتطابق القطع الحقيقي مع نقاط قوة الماكينة. اختبر دائمًا عمليات القطع البسيطة واستمع إلى الماكينة وتحقق من شكل البُرادة وتآكل الأداة.
أيضًا، قد لا تحتفظ الماكينات الأقدم بتفاوتات تفاوتات ضيقة عند السرعات العالية. في هذه الحالات، يمكن أن يعطي تقليل SFM قليلاً نتائج أكثر استقراراً وقابلية للتكرار.
SFM في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
في عمل الماكينات بنظام التحكم الرقمي، يعتبر SFM أكثر من مجرد رقم - فهو يصبح جزءًا من البرنامج. يغطي هذا القسم كيف يتناسب SFM مع الكود G وكيف يمكن للبرامج مساعدتك في ضبطه بشكل صحيح.
برمجة SFM في كود G
لا تقوم ماكينات CNC بقراءة SFM مباشرةً. فهي تستخدم RPM، والتي يتم حسابها من SFM باستخدام قطر الأداة. يقوم معظم المبرمجين بإجراء العمليات الحسابية من SFM إلى RPM قبل كتابة الكود.
تقوم بإدخال سرعة عمود الدوران باستخدام G97 (سرعة دوران ثابتة في الدقيقة) أو G96 (سرعة سطح ثابتة) في كود G الخاص بك.
- G96 يضبط الماكينة للحفاظ على SFM ثابت. يضبط تلقائيًا RPM بناءً على موضع الأداة وقطرها.
- G97 يضبط عدد دورات في الدقيقة ثابت. لا يتغير أثناء القطع، حتى لو تغير القطر.
مثال على ذلك:
G96 S250 M03 (مجموعة 250 SFM، تشغيل المغزل)
هذا مفيد لمهام الخراطة حيث يتغير القطر. تضبط الماكينة عدد الدورات في الدقيقة للحفاظ على سرعة السطح ثابتة.
بالنسبة للطحن، يستخدم معظم الأشخاص G97، ويقومون بحساب عدد الدورات في الدقيقة يدويًا، ثم يقومون بتوصيلها بالبرنامج.
أدوات برمجية لتحسين الإدارة المستدامة للغابات
تساعد العديد من أنظمة CAM والآلات الحاسبة في تعيين SFM الصحيح. يمكنك إدخال حجم الأداة والمواد ومواصفات الماكينة. يقترح البرنامج السرعات والتغذية بناءً على بيانات القطع القياسية.
تشمل الأدوات الشائعة ما يلي:
- تطبيقات مصنعي الأدوات (على سبيل المثال، كيناميتال، ساندفيك)
- برنامج CAM مثل Fusion 360 أو Mastercam أو SolidCAM
- حاسبات SFM على الإنترنت
تساعد هذه الأدوات على تجنب التخمين. فهي تعمل على تحسين الدقة وتقليل التجربة والخطأ في الورشة. حتى أن بعضها يقوم بتحديث التغذية في الوقت الفعلي بناءً على تآكل الأداة أو هندسة القِطع.
خاتمة
SFM، أو الأقدام السطحية في الدقيقة، هو جزء أساسي من التصنيع الآلي. فهو يخبرك بمدى سرعة تحرك أداة القطع على سطح المادة. يساعد SFM على تحقيق التوازن بين سرعة القطع وعمر الأداة وصقل السطح والحرارة. يعتمد SFM الصحيح على حجم الأداة ونوع المادة وحدود الماكينة. يُستخدم لحساب عدد الدورات في الدقيقة ومعدل التغذية، ويلعب دورًا مهمًا في برمجة الماكينة بنظام التحكم الرقمي والتحكم في البُرادة.
هل تحتاج إلى مساعدة في اختيار سرعات القطع المناسبة لمشروعك القادم في التصنيع الآلي؟ تواصل مع فريقنا-نحن هنا لدعم أهداف منتجاتك من خلال حلول تصنيع سريعة وموثوقة.
مهلا، أنا كيفن لي
على مدى السنوات العشر الماضية، كنت منغمسًا في أشكال مختلفة من تصنيع الصفائح المعدنية، وشاركت رؤى رائعة هنا من تجاربي عبر ورش العمل المتنوعة.
ابقى على تواصل
كيفن لي
لدي أكثر من عشر سنوات من الخبرة المهنية في تصنيع الصفائح المعدنية، وتخصصت في القطع بالليزر، والثني، واللحام، وتقنيات معالجة الأسطح. كمدير فني في شنغن، أنا ملتزم بحل تحديات التصنيع المعقدة ودفع الابتكار والجودة في كل مشروع.
