ในขอบเขตของการกัดชิ้นส่วน CNC ปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งที่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพ ประสิทธิภาพ และความคุ้มค่าของกระบวนการตัดเฉือนคือความเร็วในการตัด ในฐานะซัพพลายเออร์ที่เชื่อถือได้ในด้าน CNC Milling For Parts ฉันมาที่นี่เพื่อแบ่งปันความรู้เชิงลึกเกี่ยวกับความเร็วตัดและความหมายของความเร็วตัด
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความเร็วตัด
ความเร็วตัด ซึ่งมักแสดงเป็น (V_c) หมายถึงความเร็วเชิงเส้นสัมพัทธ์ระหว่างเครื่องมือตัดกับพื้นผิวชิ้นงานระหว่างการกัด CNC โดยทั่วไปจะวัดเป็นเมตรต่อนาที (m/min) หรือฟุตต่อนาที (ft/min) ในทางคณิตศาสตร์ ความเร็วตัดสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร (V_c=\pi DN/1000) โดยที่ (D) คือเส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือตัดในหน่วยมิลลิเมตร และ (N) คือความเร็วในการหมุนของสปินเดิลในหน่วยรอบต่อนาที (RPM)
ตัวอย่างเช่น หากเรามีเครื่องมือตัดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. และแกนหมุนหมุนที่ 500 RPM ความเร็วในการตัด (V_c=\pi\times20\times500/1000\approx 31.4) m/min
ความสำคัญของความเร็วตัด
คุณภาพของชิ้นส่วนกลึง
ความเร็วในการตัดมีผลกระทบโดยตรงต่อผิวสำเร็จของชิ้นส่วนที่กลึง เมื่อความเร็วตัดต่ำเกินไป เครื่องมือตัดอาจเสียดสีกับชิ้นงานแทนที่จะตัดให้หมดจด ซึ่งอาจส่งผลให้ได้ผิวสำเร็จที่หยาบ มีครีบเพิ่มขึ้น และอาจสร้างความเสียหายให้กับคมตัดของเครื่องมือได้ ในทางกลับกัน หากความเร็วตัดสูงเกินไป ก็อาจทำให้เกิดความร้อนมากเกินไป ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายจากความร้อนต่อวัสดุชิ้นงาน เช่น เฟสของโลหะเปลี่ยนไป หรือการหลอมละลายของพลาสติก ความเร็วตัดที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ถึงผิวสำเร็จที่เรียบและแม่นยำ ตรงตามข้อกำหนดคุณภาพสูงของชิ้นส่วน
อายุการใช้งานของเครื่องมือ
อายุการใช้งานของเครื่องมือตัดสัมพันธ์กับความเร็วตัดอย่างใกล้ชิด ความเร็วตัดที่สูงจะทำให้เกิดความร้อนที่คมตัดมากขึ้น ซึ่งจะทำให้เครื่องมือสึกหรอเร็วขึ้น เนื่องจากความร้อนทำให้วัสดุเครื่องมืออ่อนตัวลง ทำให้เสี่ยงต่อการเสียดสี การยึดเกาะ และการสึกหรอแบบกระจายได้ง่ายขึ้น ในทางกลับกัน ความเร็วตัดที่ต่ำมากอาจทำให้เครื่องมือได้รับความเค้นเชิงกลมากขึ้น เนื่องจากแรงตัดที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้อายุการใช้งานลดลงด้วย ด้วยการเลือกความเร็วตัดที่เหมาะสมที่สุด เราสามารถยืดอายุเครื่องมือ ลดความถี่ในการเปลี่ยนเครื่องมือ และลดต้นทุนการผลิตโดยรวม
ประสิทธิภาพการตัดเฉือน
ความเร็วตัดเป็นปัจจัยสำคัญของประสิทธิภาพการตัดเฉือน โดยทั่วไปความเร็วตัดที่สูงขึ้นหมายความว่าสามารถกำจัดวัสดุได้มากขึ้นในระยะเวลาที่สั้นลง อย่างไรก็ตาม ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ความเร็วในการตัดจะมีขีดจำกัด นอกเหนือจากขีดจำกัดนี้ คุณภาพของชิ้นส่วนและอายุการใช้งานของเครื่องมือจะได้รับผลกระทบอย่างรุนแรง ดังนั้นการหาสมดุลที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญ ด้วยการปรับความเร็วตัดให้เหมาะสม เราจะสามารถเพิ่มอัตราการขจัดวัสดุ (MRR) ซึ่งหมายถึงปริมาณของวัสดุที่ขจัดออกต่อหน่วยเวลา และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของกระบวนการกัด CNC
ปัจจัยที่ส่งผลต่อความเร็วในการตัด
วัสดุชิ้นงาน
วัสดุชิ้นงานที่แตกต่างกันมีคุณสมบัติทางกลและทางความร้อนที่แตกต่างกัน ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อความเร็วตัดที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น วัสดุเนื้ออ่อน เช่น อะลูมิเนียม สามารถทนต่อความเร็วตัดที่ค่อนข้างสูงได้ อลูมิเนียมมีค่าการนำความร้อนที่ดี ซึ่งช่วยกระจายความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการตัด ความเร็วในการตัดโดยทั่วไปสำหรับอะลูมิเนียมในการกัด CNC อยู่ในช่วงตั้งแต่ 100 - 500 ม./นาที ในทางตรงกันข้าม วัสดุแข็ง เช่น สแตนเลสหรือไทเทเนียม ต้องใช้ความเร็วตัดต่ำกว่า วัสดุเหล่านี้มีความแข็งแรงสูงและการนำความร้อนต่ำ ดังนั้นความเร็วตัดที่สูงอาจนำไปสู่การสะสมความร้อนที่มากเกินไปและการสึกหรอของเครื่องมืออย่างรวดเร็ว ความเร็วในการตัดเหล็กสเตนเลสอาจอยู่ในช่วง 20 - 100 ม./นาที
วัสดุเครื่องมือตัด
วัสดุของเครื่องมือตัดยังมีบทบาทสำคัญในการกำหนดความเร็วตัดอีกด้วย เครื่องมือเหล็กความเร็วสูง (HSS) มีราคาไม่แพงนัก แต่มีความต้านทานความร้อนต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องมือคาร์ไบด์ ด้วยเหตุนี้ จึงมักใช้เครื่องมือ HSS ที่ความเร็วตัดต่ำลง ในทางกลับกัน เครื่องมือคาร์ไบด์สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นและเหมาะสำหรับความเร็วตัดที่สูงขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้ดอกเอ็นมิลล์ HSS เพื่อกัดเหล็กเหนียว ความเร็วในการตัดอาจอยู่ที่ประมาณ 30 - 60 ม./นาที ในขณะที่ดอกเอ็นมิลล์คาร์ไบด์สามารถทำงานได้ที่ 100 - 200 ม./นาที สำหรับวัสดุชนิดเดียวกัน
เรขาคณิตของเครื่องมือ
รูปทรงของเครื่องมือตัด เช่น มุมคาย มุมหลบ และจำนวนร่องฟัน จะส่งผลต่อความเร็วตัด โดยทั่วไปเครื่องมือที่มีมุมคายมากกว่าจะมีแรงตัดต่ำกว่า ซึ่งอาจส่งผลให้ใช้ความเร็วตัดสูงขึ้นได้ เครื่องมือที่มีร่องฟันมากขึ้นสามารถขจัดวัสดุได้มากขึ้นต่อรอบการหมุน แต่ยังอาจต้องใช้ความเร็วตัดต่ำลงด้วยเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เครื่องมือทำงานหนักเกินไป ตัวอย่างเช่น ดอกเอ็นมิลล์แบบ 2 ฟลุตอาจใช้ความเร็วตัดที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับดอกเอ็นมิลล์ 4 ฟลุต เมื่อตัดเฉือนวัสดุชนิดเดียวกัน เนื่องจากดอกกัด 4 ฟลุตมีหน้าสัมผัสของคมตัดที่ใหญ่กว่า
การเลือกความเร็วตัดที่เหมาะสมที่สุด
ในฐานะ [ตำแหน่งบริษัทของคุณ] ในเครื่องจักรกลซีเอ็นซีที่มีความแม่นยำอุตสาหกรรม เราปฏิบัติตามแนวทางที่เป็นระบบเพื่อเลือกความเร็วตัดที่เหมาะสมที่สุด
อันดับแรก เราจะดูคำแนะนำของผู้ผลิตเครื่องมือ ผู้ผลิตเครื่องมือทำการทดสอบผลิตภัณฑ์ของตนอย่างครอบคลุม และให้คำแนะนำเกี่ยวกับความเร็วตัดที่เหมาะสมสำหรับวัสดุชิ้นงานต่างๆ คำแนะนำเหล่านี้เป็นจุดเริ่มต้นที่ดี
ต่อไปเราจะพิจารณาข้อกำหนดเฉพาะของชิ้นส่วนนั้น หากชิ้นส่วนมีข้อกำหนดด้านการตกแต่งพื้นผิวที่เข้มงวด เราอาจจำเป็นต้องปรับความเร็วในการตัดให้เหมาะสม เรายังคำนึงถึงปริมาณการผลิตด้วย สำหรับการผลิตที่มีปริมาณมาก เราอาจตั้งเป้าที่จะปรับความเร็วตัดให้เหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดโดยที่ยังคงรักษาคุณภาพของชิ้นส่วนไว้
สุดท้ายนี้ เราใช้ประสบการณ์ของเราและดำเนินการทดลองตัด ด้วยการทดลองตัดด้วยความเร็วตัดที่แตกต่างกัน และประเมินพื้นผิวสำเร็จ การสึกหรอของเครื่องมือ และเวลาในการตัดเฉือน เราจึงสามารถปรับความเร็วตัดอย่างละเอียดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
กรณีศึกษา
มาดูกรณีศึกษาสองกรณีเพื่อแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของความเร็วตัดในการกัดชิ้นส่วน CNC
กรณีที่ 1: การตัดเฉือนชิ้นส่วนอะลูมิเนียม
ลูกค้าต้องการขายึดอะลูมิเนียมจำนวนมากสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในตอนแรก ตั้งความเร็วตัดต่ำเกินไปที่ 50 ม./นาที กระบวนการตัดเฉือนช้า และผิวสำเร็จของชิ้นส่วนไม่เป็นที่พอใจ โดยมีเครื่องหมายเครื่องมือมองเห็นได้ หลังจากวิเคราะห์สถานการณ์ เราได้เพิ่มความเร็วตัดเป็น 200 ม./นาที อัตราการขจัดวัสดุเพิ่มขึ้นอย่างมาก และพื้นผิวสำเร็จได้รับการปรับปรุงเพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้า เวลาในการผลิตลดลง 30% และต้นทุนโดยรวมก็ลดลงด้วยเนื่องจากประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น
กรณีที่ 2: การตัดเฉือนชิ้นส่วนสแตนเลส
เราได้รับมอบหมายให้ทำการตัดเฉือนชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีทำจากสแตนเลส ความพยายามครั้งแรกใช้ความเร็วตัด 150 ม./นาที ซึ่งสูงเกินไป เครื่องมือตัดสึกหรออย่างรวดเร็ว และพื้นผิวของชิ้นส่วนถูกไฟไหม้เนื่องจากความร้อนมากเกินไป จากนั้นเราลดความเร็วตัดลงเหลือ 50 ม./นาที อายุการใช้งานของเครื่องมือเพิ่มขึ้นอย่างมาก และคุณภาพของชิ้นส่วนก็ดีขึ้น แม้ว่าเวลาในการตัดเฉือนต่อชิ้นส่วนจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่ต้นทุนโดยรวมก็ลดลงเนื่องจากความถี่ในการเปลี่ยนเครื่องมือลดลง
บทสรุป
โดยสรุป ความเร็วในการตัดเป็นตัวแปรสำคัญในการกัดชิ้นส่วน CNC ซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพของชิ้นส่วนที่กลึง อายุการใช้งานของเครื่องมือ และประสิทธิภาพการตัดเฉือน ในฐานะซัพพลายเออร์ที่เชื่อถือได้ของการประมวลผลชิ้นส่วนโลหะที่มีความแม่นยำเราเข้าใจถึงความสำคัญของการเลือกความเร็วตัดที่เหมาะสมที่สุด เมื่อพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น วัสดุชิ้นงาน วัสดุเครื่องมือตัด และรูปทรงของเครื่องมือ และการปฏิบัติตามแนวทางการเลือกความเร็วอย่างเป็นระบบ เราจึงสามารถรับประกันได้ว่าชิ้นส่วนมีคุณภาพสูง อายุการใช้งานเครื่องมือยาวนาน และการผลิตที่มีประสิทธิภาพ
หากคุณต้องการชิ้นส่วนกลึง CNC คุณภาพสูง เราขอเชิญคุณติดต่อเราเพื่อขอคำแนะนำโดยละเอียด ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะมอบโซลูชั่นที่ดีที่สุดที่เหมาะกับความต้องการเฉพาะของคุณ
อ้างอิง
- คัลปักเจียน, เอส. และชมิด, เอสอาร์ (2009) วิศวกรรมการผลิตและเทคโนโลยี เพียร์สันเด็กฝึกหัดฮอลล์
- เทรนท์, อีเอ็ม, และไรท์, พีเค (2000) การตัดโลหะ บัตเตอร์เวิร์ธ - ไฮเนอมันน์
- Dornfeld, DA, Minis, I. และ Takeuchi, Y. (2007) คู่มือการตัดเฉือนด้วยเครื่องมือตัด ซีอาร์ซี เพรส.
