CNC 人員通常需要確定執(zhí)行加工操作需要多長時間。您可能正在嘗試確定將使用兩個或多個工序中的哪一個來加工工件 - 或者您可能只是想知道加工操作需要多長時間才能完成。
坦率地說,與計算加工時間有關的公式很容易理解和使用。事實上,許多制造人員已將它們合并到電子表格(如 Microsoft Excel)中 - 或者他們已經對計算器進行了編程以包含相關公式。這是最重要的公式:
? 時間(分鐘)= 以英寸為單位的運動長度除以英寸/以分鐘為單位的運動速率
只需將加工所需的運動長度(以英寸為單位)除以每分鐘的進給速度。公制當量是:
? 時間(分鐘)= 以毫米為單位的運動長度除以以毫米/分鐘為單位的運動速率
在本文的其余討論中,我們將使用英寸模式。
示例 1:
假設您必須鉆一個直徑為 1.0 英寸的孔??咨疃葹?0.75,您打算使用 0.1 英寸的接近距離。預期的進給速度為每分鐘 7.0 英寸。當我們將運動距離 (0.85) 除以進給率 (7.0) 時,我們發(fā)現(xiàn)鉆這個孔所需的時間是 0.12143 分鐘。
這是多少秒?我們顯然需要能夠將十進制分鐘 (0.12143) 轉換為秒。這是公式:
? 1 秒 = 0.01666 分鐘
? 以秒為單位的時間 = 以分鐘為單位的時間除以 0.01666
當我們將 0.12143 除以 0.01666 時,結果是 7.2887 秒(剛好超過 7-1/4 秒)。所以我們現(xiàn)在知道鉆孔需要多長時間。
當然,為了使用該公式,您必須能夠確定以英寸每分鐘 (ipm) 為單位的進給率。然而,大多數(shù)加工數(shù)據(jù)手冊以英寸/轉 (ipr) 為單位提供進給率,這意味著您必須首先計算主軸轉速,然后計算英寸/分鐘進給率。但速度建議通常以每分鐘表面英尺數(shù) (sfm) 給出。該速度是一分鐘內通過每個切削刃的工件材料量。這里還有兩個公式,基于 sfm 中推薦的速度和 ipr 中的進給率。
? rpm = 3.82 乘以 sfm 除以直徑(在我們的例子中是刀具直徑)
? ipm = rpm 乘以 ipr
請注意,對于某些刀具,進給率的建議將采用“每齒”方式,這意味著您需要知道切削刀具上的切削刃(刀片、槽或齒)的數(shù)量。這通常是銑削操作的情況。所以我們需要再添加一個公式:
? ipr = ipt 乘以切削刃數(shù)
示例 2:
假設您需要確定粗銑一個直徑為 0.75、四刃鈷立銑刀的 3.0 英寸長槽需要多長時間。三英寸運動距離是總運動長度,包括進給距離和進給距離。根據(jù)您正在加工的材料和您將要執(zhí)行的加工操作類型(粗銑),立銑刀的制造商建議使用 90 sfm 的速度和 0.002 ipt 的進給率。
? 首先,確定轉速(rpm):3.82 乘以 90 除以 0.75 為 458 rpm。
? 接下來確定每轉進給率的英寸數(shù):0.002 的 4 倍等于 0.008 ipr。
? 接下來,確定每分鐘的進給速度:458 乘以 0.008 等于 3.664 ipm。
? 最后,確定所需時間(以分鐘為單位):3 英寸運動除以 3.664 ipm 為 0.8187 分鐘。
要確定秒數(shù),請將 0.8187 除以 0.01666 - 結果為 49.141 秒。
? 固定直徑加工與變直徑加工
請注意,將這些公式應用于加工中心加工操作非常容易,因為切削刀具直徑在加工操作期間不會改變。絕大多數(shù)切削操作都是這種情況,包括銑刀、鉆頭、絲錐、鉸刀以及您在銑床或 CNC 加工中心中使用的任何工具。同樣,被加工的直徑在加工過程中不會改變。
但請注意,在某些操作過程中,正在加工的直徑會在加工操作期間發(fā)生變化。例如,考慮在 CNC 車削中心上進行粗車削操作,需要進行多次走刀。稱為恒定表面速度的特征將導致主軸轉速(以 rpm 為單位)根據(jù)加工的直徑而變化。對于粗車,這意味著您必須為每個粗車路徑計算新的轉速和英寸/分鐘進給率。
? 示例 3:
假設您需要將 4.0 英寸長的直徑從 1.0 英寸粗加工到 0.75 英寸,通過兩次(每次 0.125 英寸)。其中一個通行證為 0.875,另一個通行證為 0.75。包括進場在內,每次通行證的長度為 4.1 英寸。對于正在加工的材料和正在執(zhí)行的加工操作,刀具制造商建議使用 400 sfm 的速度和 0.011 ipr 的進給率。
再次,必須單獨計算每個通道。對于第一遍:
? rpm = 3.82 乘以 400 除以 0.875,即 1,746 rpm
? ipm = 0.011 乘以 1,746,或 19.206 ipm
? 時間 = 4.1 除以 19.206,即 0.213 分鐘(12.785 秒)
對于第二遍
? rpm = 3.82 乘以 400 除以 0.75,即 2,037 rpm
? ipm = 0.011 乘以 2,037,或 22.407 ipm
? 時間 = 4.1 除以 22.407,即 0.182 分鐘(10.924 秒)
在 CNC 車削中心上完成的精車和鏜孔操作的計算時間也更加復雜。為了完美地做到這一點,您必須分別處理正在加工的每個部分。出于這個原因,許多報價人會嘗試提出一個“平均”直徑,以作為轉速計算的基礎。這允許更快地得出一個相當準確的加工時間。
加工時直徑變化
甚至有 CNC 車削中心操作,即使在刀具與工件接合時也需要改變直徑。最常見的兩種是端面和頸縮操作(包括切斷操作)。如果使用恒定的表面速度(應該如此),則以 rpm 為單位的速度將隨著端面工具向工件中心移動而加速。同樣,大多數(shù)估算者會嘗試得出平均直徑,以便快速確定大致的加工時間。
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