При механической обработке часто возникают такие проблемы, как медленное продвижение, рост затрат и износ инструментов. Многие инженеры и руководители цехов пытаются ускорить процесс, но при этом опасаются потери качества деталей. Возможно, вы встречали термин "SFM" на совещании или при пролистывании руководства по эксплуатации станка. Вы не обратили на него особого внимания. Возможно, вы даже сомневаетесь, нужно ли вам это знать.
Если вы не понимаете, что такое SFM, вам будет гораздо сложнее получить максимальную отдачу от ваших станков. Знание того, как это работает, поможет вам резать быстрее, защищать инструменты и держать под контролем затраты. Здесь дается четкое представление о SFM и о том, как она связана с основами обработки.
Что такое SFM в механической обработке?
SFM означает "футов поверхности в минуту". Она измеряет скорость перемещения режущей кромки инструмента по поверхности материала. Эта скорость зависит от скорости вращения инструмента и его размера.
Подумайте об этом так: если режущий инструмент вращается слишком медленно, срез может получиться нечистым. Если он вращается слишком быстро, инструмент может перегреться или быстро износиться. SFM дает число, помогающее подобрать правильную скорость.
Это число полезно при выборе скорости для фрез, токарных станков или сверл. Оно относится как к инструменту, так и к материалу. Разным материалам требуется разная SFM, чтобы хорошо резать и избежать проблем.
Почему SFM имеет значение для обработки？
Правильно подобранный SFM дольше сохраняет остроту инструментов и обеспечивает более гладкую обработку. Он также помогает избежать перегрева, вибрации и некачественных деталей. Использование неправильного SFM может привести к потере времени, повреждению деталей и быстрому износу инструментов.
Для каждой комбинации материала и инструмента существует рекомендуемый диапазон SFM. Соблюдение этого диапазона помогает обеспечить постоянство. Это также снижает стоимость производства и замены инструмента.
Машинисты используют SFM для установки правильной скорости вращения шпинделя (RPM). Они регулируют ее в зависимости от размера инструмента и типа материала. Это делает обработку более безопасной и надежной.
Основы поверхностных футов в минуту
SFM помогает машинистам выбрать скорость перемещения инструмента по материалу. В этом разделе мы расскажем, что это такое и как это используется в цеху.
Определение УЛП в практических терминах
SFM показывает, какое расстояние проходит режущая кромка инструмента по поверхности за одну минуту. Единица измерения - футы в минуту. Она зависит от скорости вращения инструмента и его размера.
Например, если вы используете инструмент большого диаметра, он будет покрывать большую площадь поверхности при том же числе оборотов, чем инструмент малого диаметра. SFM помогает подобрать движение инструмента в соответствии с заданием и материалом.
Это способ контролировать скорость резания с помощью реальных цифр. Машинисты используют графики или формулы SFM, чтобы выбрать правильную скорость для каждого инструмента и материала.
Как SFM связана со скоростью резания？
Скорость резания - это скорость, с которой материал встречается с режущим инструментом. SFM - один из способов измерения этой скорости. Он сосредоточен на точке контакта с поверхностью, где инструмент соприкасается с деталью.
Если SFM слишком высок, инструмент может износиться или выйти из строя. Если он слишком низкий, то резка может быть грубой или медленной. Хороший SFM означает лучший контроль над стружкой, лучшее качество обработки поверхности и более длительный срок службы инструмента.
Скорость резания имеет большое значение как для превращение и фрезерование. SFM облегчает сравнение скоростей резания для разных станков и работ.
Различия между SFM и RPM
SFM и RPM связаны, но это не одно и то же. SFM измеряет скорость перемещения инструмента по поверхности материала. Число оборотов - это скорость вращения инструмента за одну минуту.
SFM зависит как от числа оборотов, так и от диаметра инструмента. Большому инструменту требуется меньше оборотов для достижения той же SFM. Меньшему инструменту требуется больше оборотов, чтобы соответствовать этой скорости.
Поэтому при смене инструмента необходимо регулировать число оборотов, чтобы сохранить ту же величину SFM. Вот почему машинисты рассчитывают оба параметра перед началом резки.
Как рассчитать SFM？
Чтобы использовать SFM в реальной работе, вам нужно знать, как его рассчитать. В этой части мы расскажем о формуле, необходимых исходных данных и о том, как убедиться, что ваши цифры верны.
Формула для SFM
Стандартная формула для SFM такова:
SFM = (π × диаметр инструмента × число оборотов в минуту) ÷ 12
Это дает скорость обработки поверхности в футах в минуту. Вы используете π (около 3,1416), потому что имеете дело с круговым движением инструмента.
Эта формула позволяет определить, с какой скоростью движется режущая кромка на внешней поверхности инструмента.
Ключевые переменные: Диаметр и число оборотов в минуту
В формуле SFM есть две основные переменные: диаметр инструмента и скорость вращения шпинделя (RPM).
- Диаметр это размер инструмента на его режущей кромке, обычно в дюймах.
- RPM это количество оборотов инструмента за одну минуту.
Оба значения работают вместе. Больший диаметр означает большее перемещение по поверхности за одно вращение. Более высокое число оборотов увеличивает количество вращений в минуту. Изменение любого из этих параметров влияет на SFM.
Единицы измерения
SFM измеряется в футов в минуту.
Чтобы формула работала:
- Диаметр инструмента должен быть указан в дюймах
- Число оборотов в минуту - это всегда обороты в минуту
- Разделите на 12, чтобы перевести дюймы в футы (поскольку в футе 12 дюймов).
Перед вычислением убедитесь, что все единицы измерения верны. Если вы смешаете дюймы и миллиметры, результат будет неверным. Всегда перепроверяйте вводимые данные.
Как преобразовать SFM в RPM?
Иногда вы знаете требуемое значение SFM, но вам нужно найти правильное число оборотов для вашего станка. В этом разделе показано, как изменить формулу SFM и получить правильную скорость вращения шпинделя.
Чтобы перевести SFM в число оборотов в минуту, используйте эту формулу:
Число оборотов = (SFM × 12) ÷ (π × диаметр инструмента)
Это дает скорость вращения шпинделя в оборотах в минуту.
Вам нужны две вещи:
- Целевой SFM для материала, который вы режете
- Диаметр вашего инструмента в дюймах
Эта формула помогает правильно настроить станок. Она позволяет избежать использования неправильной скорости, что может привести к износу инструмента или повреждению детали.
Допустим, рекомендуемый SFM составляет 300, а диаметр вашего инструмента - 1 дюйм. Тогда:
ОБ/МИН = (300 × 12) ÷ (3,1416 × 1)
RPM ≈ 1146
Таким образом, вы установите шпиндель примерно на 1146 об/мин. Чтобы сэкономить время, часто используйте калькулятор или график SFM.
SFM по материалу заготовки
Разные материалы требуют разной скорости резания. В этом разделе показаны общие значения SFM для популярных материалов и то, как твердость влияет на эти показатели.
Идеальный SFM для алюминия, стали, титана и пластмасс
Каждый материал имеет рекомендуемый диапазон SFM. Эти значения помогают сбалансировать скорость резания, срок службы инструмента и качество обработки деталей.
- Алюминий: От 300 до 1,000 SFM
Алюминий мягкий и легко режется. Вы можете использовать высокие скорости, не повреждая инструмент.
- Мягкая сталь: От 100 до 300 SFM
Сталь более жесткая, чем алюминий. Чтобы избежать нагрева и износа инструмента, ей требуется более низкая скорость.
- Нержавеющая сталь: От 50 до 200 SFM
Нержавеющая сталь прочна и быстро затвердевает. Низкий показатель SFM помогает снизить напряжение и продлить срок службы инструмента.
- Титан: От 30 до 70 SFM
Титан прочен, но сложен для резки. Чтобы контролировать нагрев и избежать поломки инструмента, ему необходимы низкие скорости.
- Пластик: От 500 до 1500 SFM
Пластмассы сильно различаются. Более мягкие пластики выдерживают высокие скорости, а твердые или наполненные пластики могут нуждаться в более медленных скоростях, чтобы предотвратить плавление или растрескивание.
Это общие диапазоны. Для получения более точных данных всегда проверяйте спецификации инструментов и материалов.
Настройка SFM в зависимости от твердости материала
Более твердые материалы требуют более медленного SFM. Для более мягких материалов можно использовать более высокую ШПМ. Это правило помогает избежать повреждения инструмента и повышения температуры.
Например, резка закаленной стали с высоким SFM может привести к быстрому затуплению инструмента. Резка мягкого алюминия при низком SFM может привести к плохой обработке и длительному времени цикла.
Покрытие инструмента и тип материала также имеют значение. Твердосплавные инструменты допускают более высокий SFM. Инструменты из быстрорежущей стали могут потребовать более низкого SFM для того же материала.
Настройте SFM на основе:
- Твердость материала
- Материал инструмента
- Возможности машины
Начните с нижнего предела диапазона, затем увеличьте, если резка получается чистой, а инструмент остается холодным.
Зависимость SFM от скорости подачи
В процессе резания SFM и скорость подачи работают вместе. В этом разделе объясняется, как они взаимодействуют и как сбалансировать их для достижения лучших результатов обработки.
Понимание взаимосвязи между скоростью и подачей
SFM контролирует скорость движения кромки инструмента по материалу. Скорость подачи - это скорость перемещения инструмента в материале.
Если SFM слишком высок, а подача слишком мала, инструмент может тереться, а не резать. Если подача слишком высокая, а SFM слишком низкая, инструмент может обломаться или перегрузиться.
Для получения чистых срезов и хорошего схода стружки оба инструмента должны совпадать. Несоответствие может привести к износу инструмента, плохой обработке поверхности или напряжению станка.
Балансировка SFM с подачей на зуб или оборот
Скорость подачи часто задается как:
- Подача на один зуб (FPT) для фрезерования
- Подача на оборот (IPR) для поворота
Чтобы рассчитать полную скорость подачи:
Скорость подачи = число оборотов в минуту × количество зубьев × FPT
Для поворота:
Скорость подачи = число оборотов в минуту × IPR
Узнав SFM и использовав его для получения числа оборотов, вы сможете рассчитать скорость подачи. Цель - подобрать подачу в соответствии с SFM, чтобы инструмент резал, а не терся или перегружался.
Более высокий SFM обычно означает более высокую скорость подачи. Но подача должна оставаться в пределах возможностей инструмента и станка.
Когда нужно отдавать предпочтение одному, а не другому".
Если чистота поверхности очень важна, начните с настройки SFM. Более низкая подача при правильном SFM обеспечивает более гладкую поверхность.
Если скорость производства имеет большее значение, сосредоточьтесь на скорости подачи. Используйте максимальную подачу, которую может выдержать ваш инструмент и деталь, а затем отрегулируйте SFM в соответствии с ней.
Постоянно следите за износом инструмента и формой стружки. Если стружка слишком тонкая или порошкообразная, подача может быть слишком низкой. Если стружка толстая и инструмент скалывается, подача может быть слишком высокой.
Влияние SFM на производительность обработки
SFM напрямую влияет на работу ваших инструментов, деталей и станков. В этом разделе мы рассмотрим, как она влияет на срок службы инструмента, качество обработки поверхности, нагрев и контроль стружки.
Влияние на срок службы инструмента
SFM оказывает значительное влияние на срок службы инструментов. Если SFM слишком высок, кромка инструмента слишком сильно нагревается и быстрее изнашивается. Если он слишком низкий, инструмент может тереться, а не резать, что также приводит к износу.
Соблюдение правильного диапазона SFM помогает инструментам резать чисто. Это снижает вероятность сколов и поломок. Это также позволяет избежать необходимости постоянной смены инструмента, что экономит время и деньги.
Используете инструменты с покрытием? Они часто позволяют повысить SFM, но только при условии, что удаление стружки и охлаждение находятся под контролем.
Влияние на качество поверхности
Правильно подобранный SFM помогает создавать гладкие поверхности. Если SFM слишком высок, рез может получиться неровным из-за вибрации или отклонения инструмента. При слишком низком SFM инструмент может оставлять следы или неровные края.
Стабильный SFM удерживает инструмент в правильном положении. Он режет, а не тянет. Это делает отделку более чистой и равномерной, особенно при работе с мелкими деталями.
В большинстве случаев более высокий SFM при меньшей подаче дает лучшие результаты обработки поверхности, но все же нужно оставаться в безопасных пределах.
Роль в выделении тепла и контроле за состоянием микросхем
Более высокий SFM увеличивает нагрев режущей кромки. Тепло размягчает инструмент и материал, что может привести к поломке инструмента или некачественному резу. Это можно уменьшить, используя охлаждающие жидкости или выбирая лучшие покрытия для инструмента.
SFM также меняет способ разлома и схода стружки. При правильном SFM стружка имеет небольшие размеры и чисто сходит. При неправильном SFM стружка может прилипать, забиваться или образовывать длинные нити, которые повреждают деталь.
Ограничения SFM и машины
Даже если математика выглядит правильно, ваша машина может оказаться неспособной выполнить эти цифры. В этом разделе объясняется, как ограничения машины влияют на выбор SFM и что делать, если теория и реальность не совпадают.
Ограничения на максимальное число оборотов и мощность шпинделя
У каждого станка есть максимальное число оборотов и предельная мощность шпинделя. Если рассчитанное число оборотов для требуемого SFM слишком велико, станок может не достичь его.
Например, маленьким инструментам требуются высокие обороты, чтобы достичь нужного SFM. Но некоторые станки работают максимум на 6 000 или 8 000 оборотов в минуту. Это может заставить вас работать на оборотах ниже идеального SFM.
Мощность шпинделя также имеет значение. При работе с большими инструментами или твердыми материалами может потребоваться больший крутящий момент, чем может обеспечить ваш станок. Слишком быстрая работа без достаточной мощности может привести к остановке шпинделя или повреждению двигателя.
Когда следует снижать SFM для обеспечения безопасности？
Снижение SFM может уменьшить износ инструмента, нагрев и вибрацию. Это разумный выбор, когда:
- Вы слышите стук или видите следы от инструмента
- Материал сложный или непоследовательный
- Длинный или тонкий инструмент может отклоняться
- Установка нестабильна, или зажим деталей слабый
Безопасность превыше всего. Если вы не уверены, начните с меньшего SFM и постепенно увеличивайте его. Держите стружку короткой, края чистыми, а инструмент - холодным.
Возможности станка в сравнении с теоретическими расчетами
Формулы для SFM и RPM дают идеальные цифры. Но у машин есть ограничения - предельные обороты, падение мощности на высоких скоростях и проблемы с жесткостью.
Теоретические цифры помогают планировать, но реальная резка должна соответствовать сильным сторонам станка. Всегда проверяйте мелкие резы, прислушивайтесь к работе станка, проверяйте форму стружки и износ инструмента.
Кроме того, старые станки могут не выдерживать жестких допусков на высоких скоростях. В таких случаях небольшое уменьшение SFM может дать более стабильные и повторяемые результаты.
SFM в обработка с ЧПУ
При работе с ЧПУ SFM - это не просто число, это часть программы. В этом разделе рассказывается о том, как SFM вписывается в G-код и как программное обеспечение может помочь вам правильно его задать.
Программирование SFM в G-коде
Станки с ЧПУ не считывают SFM напрямую. Они используют число оборотов, которое вычисляется из SFM с помощью диаметра инструмента. Большинство программистов выполняют математические расчеты между SFM и RPM перед написанием кода.
Вы вводите скорость вращения шпинделя с помощью G97 (постоянное число оборотов) или G96 (постоянная скорость поверхности) в G-коде.
- G96 настраивает станок на поддержание фиксированного значения SFM. Он автоматически регулирует число оборотов в зависимости от положения инструмента и его диаметра.
- G97 устанавливает фиксированное число оборотов. Оно не изменяется во время резки, даже если меняется диаметр.
Пример:
G96 S250 M03 (Комплект 250 SFM, шпиндель включен)
Это полезно при токарных работах, когда диаметр меняется. Станок регулирует число оборотов, чтобы поддерживать постоянную скорость поверхности.
Для фрезерования большинство людей используют G97, рассчитывают число оборотов вручную и вводят его в программу.
Программные средства для оптимизации SFM
Многие CAM-системы и калькуляторы помогают установить правильный SFM. Вы вводите размер инструмента, материал и технические характеристики станка. Программа предлагает скорости и подачи на основе стандартных данных о резании.
Популярные инструменты включают:
- Приложения производителей инструментов (например, Kennametal, Sandvik)
- Программное обеспечение CAM, например Fusion 360, Mastercam или SolidCAM
- Онлайн-калькуляторы SFM
Эти инструменты помогают избежать догадок. Они повышают точность и сокращают количество проб и ошибок в цехе. Некоторые из них даже обновляют подачу в режиме реального времени на основе износа инструмента или геометрии детали.
Заключение
SFM, или Surface Feet per Minute, является ключевой частью обработки. Он показывает, с какой скоростью режущий инструмент перемещается по поверхности материала. SFM помогает сбалансировать скорость резания, срок службы инструмента, чистоту поверхности и нагрев. Правильный выбор SFM зависит от размера инструмента, типа материала и ограничений станка. Он используется для расчета числа оборотов и скорости подачи и играет важную роль в программировании ЧПУ и контроле стружки.
Нужна помощь в выборе правильной скорости резания для вашего следующего проекта по обработке? Обращайтесь к нашей команде-Мы готовы поддержать ваши цели, предлагая быстрые и надежные производственные решения.
Привет, я Кевин Ли
Последние 10 лет я занимался различными формами изготовления листового металла и делился здесь интересными идеями из своего опыта работы в различных мастерских.
Связаться
Кевин Ли
У меня более десяти лет профессионального опыта в производстве листового металла, специализирующегося на лазерной резке, гибке, сварке и методах обработки поверхности. Как технический директор Shengen, я стремлюсь решать сложные производственные задачи и внедрять инновации и качество в каждом проекте.
