In 數控加工, 知道 進給速度 以及 切割速度 是頂部的關鍵 加工效率。這兩個重要的加工參數是製造精密零件和提高生產率的基礎。在本指南中，我將探討它們是什麼、為何它們重要以及它們如何協同工作。透過在這些方面做得更好，我希望提高我的 CNC 技能並獲得一致的高品質結果。
什麼是進給率？
進給速率顯示了加工過程中切削刀具穿過材料的速度。機械師以毫米每分鐘 (mm/min) 或英吋每分鐘 (IPM) 為單位進行測量。此速度也會影響成品表面的品質和材料的去除率。
什麼是切削速度？
切削速度告訴我們加工過程中工件和刀具相對移動的速度。它以英尺每分鐘 (ft/min) 或米每分鐘 (m/min) 為單位進行測量。它會影響過程的溫度、工具的使用壽命以及最終表面的光滑程度。
機械師決定最佳進給速度的主要因素：
當您必須選擇正確的進給速度時，應考慮許多重要因素。
1.表面處理
您選擇的進給速度將直接影響最終表面的光滑度。 0.01 至 0.05 毫米/轉之間的較慢進給速度可創造更光滑的表面，非常適合精加工。更快的速率會在表面留下更明顯的痕跡。
2。 生產率
較高的進給速度可提高產量並更快去除材料。對於正常粗切削，0.05 至 0.5 毫米/轉的進給率最能提高產量，並且刀具也將保持良好狀態。但請記住，更快的速度並不總是更好，因為您需要平衡速度與刀具磨損和表面品質。
3.進給速度限制
每台機器的運轉速度都有其限制。因此，基本車床的速度選擇較少。另一方面，數控工具機的可調速度在 20 至 200 m/min 之間，這取決於您要製造的產品。
4. 切割寬度
如果進給率發生變化，則切削寬度也會改變。當您必須切削小於刀具直徑一半的工件時，可以提高進給率。寬度較大的切割需要較低的進給率，以節省刀具並完全去除材料。
5. 工具機能力
更大的進給率會在切削時引起更大的振動。每台機器對其所能承受的振動程度都有一定的限制。您必須將進給速度與機器可以安全處理的速度相匹配，以避免問題。
6. 切削刀具幾何形狀
切削刀具的設計和形狀會影響進給率。由硬質合金等較硬材料製成的刀具可以處理更高的進給率。切削刃的數量也很重要，因為它決定了您可以輕鬆去除的材料數量。
如何決定最佳切削速度？
選擇正確的切削速度對於加工操作非常重要。許多方面共同努力，為您的特定工件找到最佳切削速度
切削刀具強度
切削刀具的材料強度設定了安全操作的最大速度限制。現代工具，例如 立方氮化硼（CBN） 以及 聚晶鑽石 (PCD) 工作速度比高速鋼 (HSS) 快 5 倍。硬質合金刀具的工作速度也比高速鋼刀具快 3 倍。您的工具需要非凡的耐熱性和硬度才能使用壽命更長，因為速度過快會導致更多的熱量和振動。
工件硬度
工件材料的硬度也會影響速度選擇。您需要以通常低於 60 m/min 的較慢速度切割鈦等硬質材料。鋁等軟材料可承受高達 500 m/min 的速度。這表明硬質材料需要較慢的切削速度，以防止工具過快磨損。
刀具壽命
您選擇的切削速度直接影響刀具的使用壽命。高速時熱量累積得更快，導致刀具磨損更快。切削速度太慢也會損壞刀具或降低切削製程的生產率。最好的方法是找到一個能夠為您帶來良好生產力並延長工具使用壽命的速度。
切削刀具材質
不同的工具材料可以處理不同的最大速度。高速鋼刀具的最佳工作速度為 20 至 40 m/min，而硬質合金刀具的工作速度則快得多，即高達 200 m/min。對於大規模生產，鑽石工具和立方硼等現代材料非常有用，因為它們可以處理約 500 m/min 的速度。
進給率和切削速度之間的差異
進給速率和切削速度用於不同的目的，它們以不同的方式影響加工操作。
- 計量單位： 進給速率的單位為毫米每分鐘 (mm/min) 或英吋每分鐘 (IPM)，切削速度的單位為公尺每分鐘 (m/min) 或表面英尺每分鐘 (SFM)。
- 運動類型： 刀具的旋轉運動決定了切削速度。另一方面，進給速率是工件的直線運動。
- 對材料的影響： 進給速度影響成品表面的品質以及切屑的形成方式。 切削速度會因發熱而磨損工具。
- 行動類型： 在車削中，進給率會根據您所處的加工階段而變化，但切削速度保持不變
- 表面質量： 進給速度在成品表面上形成特定的圖案。相反，切割速度的熱量會影響表面的光滑程度。
- 過程控制： 飼料速率 設定工具在每次走刀中移除的材料量。材料被去除的速度取決於 切割速度.
- 參數調整： 透過改變軸運動來控制進給速度。而在切削速度的情況下，主軸速度會對其進行調整。
- 刀具壽命： 高進給率會因機械應力而損壞刀具。 快速切削會導致刀具熱損壞。
- 生產力平衡： 進給速率控制去除的材料量，切削速度決定機器的工作速度。
- 機器限制： 機器沿其軸線移動的能力限制了進給速率。 而且主軸的功率限制了切削速度。
| 參數 | 進給率 | 切割速度 |
|---|---|---|
| 測量單位 | IPM 或毫米/分鐘 | SFM 或米/分鐘 |
| 運動類型 | 工件直線運動 | 刀具旋轉運動 |
| 操作類型 | 因階段而異 | 保持不變 |
| 材料的影響 | 影響表面光潔度 | 產生刀具磨損 |
| 表面質量 | 創建表面圖案 | 影響表面光滑度 |
| 過程控制 | 每道次材料 | 材料去除率 |
| 參數調整 | 軸運動控制 | 主軸轉速調整 |
| 刀具壽命 | 機械應力損傷 | 熱相關磨損 |
| 生產力平衡 | 物料量控制 | 加工生產力 |
| 機器限制 | 軸移動能力 | 主軸功率限制 |
如何計算加工作業中的進給率？
進給率計算使用一個簡單的公式：進給率=（主軸轉速×槽數）/1000。您的最終計算必須考慮三個主要方面，即刀具類型、工件材料和所需的表面光潔度。
切削速度的計算公式是什麼？
根據您的測量系統，切割速度計算有所不同。對於公制單位，請使用：
Vc = (π × D × N) / 1000
其中：Vc = 切削速度（公尺/分鐘），
π = Pi（約 3.14159），
D = 工件直徑（毫米），
N = 主軸轉速 (rpm)
對於英制測量，此公式變更為：
Vc = (π × D × N) / 12
其中：Vc = 切割速度（SFM），
D = 工件直徑（英吋）
注意：銑削期間的這些計算中使用刀具直徑而不是工件直徑。
確定切削速度與進給率
切削速度和進給率之間的正確平衡始於選擇足夠的切削深度。此選擇取決於您的工具品質和材料。根據機器穩定性和所需的表面光潔度設定進給速度。之後應改變切削速度，以便以最佳方式去除材料並最大限度地延長刀具壽命。請記住，硬質材料需要較低的這些參數設置，而軟質材料可以處理更高的值。這些變化有助於控制熱量和正確的切屑形成。
進給率和切削速度的交互作用
切割過程中有兩個主要動作。切割速度啟動主運動，透過壓縮力去除材料。進給速率控製刀具在工件表面上的運動。這些運動結合起來形成連續的切屑。每種類型的加工操作都需要不同的進給運動強度才能獲得最佳結果。
非線性路徑
在加工過程中，進給率通常沿著直線移動，但在進行圓形或圓弧切削時，刀具會沿著曲線路徑移動。隨著切削深度的增加，軌跡的變化也會增加。刀具與材料的接觸角變得更大，特別是在切削內角時。與外角相比，工具與材料的接觸更多。這些變化直接影響表面光潔度品質和切割精度。
結語
切削速度和進給率之間的正確平衡可以實現成功的加工。您應該了解很多方面，例如工件材料、切削刀具的設計以及機器處理材料的能力。當您真正了解這兩者如何協同工作時，您就可以進行最好的加工。
常見問題解答
切削速度和進給率如何影響CNC加工的品質和生產率？
切削速度和進給率的組合決定了您去除材料的速度以及您將獲得的表面光潔度類型。速度快可以提高生產率，但這會更快磨損工具。為了獲得最佳結果，請選擇在機器能力範圍內平衡表面質量和速度的進給速率。
進給量的變化如何影響切屑厚度？
進給速度直接影響切屑厚度，因為快速進給速度會產生更堅硬和更厚的切屑，更容易斷裂。當您減慢進給速度時，切屑會變得有彈性且更薄。這使得它們更難乾淨地破碎。這些變化將影響最終的表面品質和去除率。
哪種材料支援最快的切削速度以獲得最佳的加工輸出？
在常見材料中，鋁的切割速度最快。您可以以 100 至 500 SFM 對其進行加工，因為它易於切割且柔軟。
使用非常高的切削速度會產生什麼後果？
機器運作得太快會導致熱量過多。這可能會引發許多問題，例如您的工件可能會因熱量而損壞，您的工具可能會迅速磨損，並且表面光潔度也會受到影響。這會增加你的開支。
