سرعات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والتغذية: كيفية الحساب والتحسين

مقدمة

السرعات والتغذية هما المعلمتان الأكثر ضبطًا في أي عملية تصنيع آلي باستخدام الحاسب الآلي. عند ضبطهما بشكل صحيح، يعملان على زيادة معدلات إزالة المواد إلى أقصى حد مع حماية عمر الأداة. عند ضبطهما بشكل غير صحيح، يتسببان في حدوث رفرفة أو تشطيب سطح رديء أو أدوات مكسورة.

ما هي السرعات والتغذية؟

هناك متغيران يحددان حركة القطع:

• سرعة القطع (Vc): السرعة التي تشتبك بها حافة القطع مع المادة. تُقاس بالأمتار في الدقيقة (م/دقيقة) أو بالأقدام السطحية في الدقيقة (SFM). تحدد سرعة القطع توليد الحرارة ومعدل تآكل الأداة.

• معدل التغذية (F): المسافة التي تتقدم بها الأداة داخل قطعة العمل لكل وحدة زمنية. عادةً مم/دقيقة أو بوصة في الدقيقة (IPM). يتحكم معدل التغذية في حمل البُرادة وصقل السطح.

تعمل هاتان المعلمتان معًا. تشغيل سرعة قطع عالية مع تغذية منخفضة يولد حرارة دون قطع بكفاءة. السرعة المنخفضة مع تغذية عالية تخاطر بانحراف الأداة أو انكسارها.

كيفية حساب السرعات والتغذية

المعادلات الأساسية التي يحتاجها كل مشغل ماكينة CNC:

سرعة عمود الدوران (RPM): عدد الدورات في الدقيقة = (سرعة القطع × 1000) / (π × قطر الأداة)

سرعة القطع بالمتر/الدقيقة، وقطر الأداة بالمليمتر

معدل التغذية (مم/الدقيقة): معدل التغذية = عدد الدورات في الدقيقة × التغذية لكل سن × عدد المزامير

التغذية لكل سن بالملليمتر (تسمى أيضًا حمولة البُرادة)

مثال: تفريز الألومنيوم باستخدام ماكينة تفريز ذات 4 مزامير 12 مم، مع استهداف سرعة قطع 250 م/دقيقة وتغذية 0.1 مم/سن تغذية:

• عدد الدورات في الدقيقة = (250 × 1000) / (3.14 × 12) = 6630 دورة في الدقيقة

• التغذية = 6630 × 0.1 × 0.1 × 4 = 2652 مم/دقيقة

يمنحك هذا نقطة بداية. تعتمد التعديلات الفعلية على صلابة الإعداد، وسائل التبريد، وعمق القطع.

السرعات والتغذية الموصى بها للمواد الشائعة

يوضح الجدول أدناه نطاقات البدء النموذجية لأدوات الكربيد. هذه إرشادات وليست مطلقة -يجب أن تكون الأولوية دائمًا لتوصيات الشركة المصنعة للأداةعند توفرها.

تعديلات لمواد الأداة:

• فولاذ عالي السرعة (HSS): تقليل السرعات بنسبة 50-70% من قيم الكربيد

• الكربيد المطلي (TiAlN، AlTiN): يمكن التشغيل في الطرف العلوي من النطاقات، خاصةً في المواد الأكثر صلابة

العوامل التي تؤثر على المعلمات المثلى

صلابة المواد وحالتها

يمكن أن تختلف درجة المادة الواحدة بشكل مختلف تمامًا اعتمادًا على المعالجة الحرارية والبنية المجهرية. يقطع الألومنيوم 6061-T6 بشكل مختلف عن 6061-O. 304 غير القابل للصدأ 304 ذو المحتوى العالي من الكبريت (تصنيع حر) يعمل بشكل أسرع من 304 القياسي.

هندسة الأداة والطلاء

المزيد من المزامير تسمح بمعدلات تغذية أعلى ولكنها تقلل من مساحة البُرادة. تؤثر الطلاءات على مقاومة درجات الحرارة والتشحيم. تُعد بيانات الشركة المصنعة للأداة أكثر موثوقية من المخططات العامة لأنها تأخذ هذه المتغيرات في الحسبان.

الماكينة والإعداد

• يمكن للماكينات الصلبة المزودة بمحامل مغزل جيدة تشغيل معلمات أعلى

• يتطلب البروز الطويل للأداة سرعات وتغذيات منخفضة لتجنب الرفرفة

• تحتاج القِطع رقيقة الجدران إلى تغذية متحفظة لمنع الانحراف

سائل التبريد وإخلاء البُرادة

يسمح سائل التبريد المتدفق بسرعات قطع أعلى في المواد الحساسة للحرارة. يساعد سائل التبريد العابر للأداة في التجاويف العميقة. يفرض الخلوص الضعيف للبُرادة تخفيض التغذية.

لماذا تعتبر المواد المتسقة مهمة للتشغيل الآلي المستقر

إليك سيناريو مر به أي شخص قام بتشغيل مهام الإنتاج:

تقوم بطلب مهمة جديدة. تقضي ساعات في العثور على النقطة المثالية - تشطيب السطح الجيد، وعمر الأداة المقبول، وزمن الدورة حيث يجب أن يكون. في الشهر التالي، تطلب المزيد من المواد من مورد مختلف. نفس الدرجة، نفس ورقة المواصفات. ولكن الآن الأدوات تتآكل بشكل أسرع. لا تنكسر البُرادة بنفس الطريقة. تتدهور الطبقة النهائية للسطح.

السبب: عدم اتساق المواد.

تفترض توصيات سرعة القطع أن المادة تتصرف بشكل متوقع. إذا اختلفت الصلابة عن المواصفات، فإن عدد الدورات في الدقيقة المحسوبة يكون خاطئًا لتلك الدفعة. إذا كانت بنية الحبيبات غير منتظمة، فستحصل على بقع صلبة دقيقة تضرب الحافة خارج الأداة. في حالة وجود إجهاد داخلي، تتحرك الأجزاء بعد التصنيع الآلي.

هذا هو المكان الذي يرتبط فيه مصدر المواد مباشرةً بالسرعات والتغذية. عندما تعرف أن المخزون الخام متناسق - صلابة ثابتة وبنية مجهرية موحدة وتخفيف الضغط - يمكنك تثبيت المعلمات وتشغيلها في مهمة تلو الأخرى.

نصائح عملية لضبط السرعات والتغذية

ابدأ بتحفظ، ثم قم بزيادة السرعة

برمجة التشغيل التجريبي عند 70-80% من القيم المحسوبة. تحقق

• لون البُرادة وشكلها (البُرادة الزرقاء تعني ساخنة جدًا)

• تشطيب السطح

• عدادات حمل الماكينة

• الرفرفة أو الاهتزاز

قم بزيادة التغذية أولاً (لتحسين الكفاءة)، ثم السرعة (لتحسين التشطيب). التراجع بنسبة 10-15% من الحد الأقصى لعمليات الإنتاج.

توثيق كل شيء

لا تسجل المعلمات فقط، ولكن سجل دفعة المواد التي عملت بها. إذا وجدت إعدادات تعمل بشكل جيد، فقم بتدوين مصدر المواد وبيانات الاختبار. هذا ينشئ مرجعًا ينتقل مع الطلبات المستقبلية.

استمع إلى الماكينة

يمكن للمشغلين المتمرسين سماع متى يكون القطع صحيحًا. الصرير عالي النبرة عادةً ما يعني وجود ثرثرة - تقليل السرعة أو زيادة التغذية. قد يشير الصرير البليد إلى الاحتكاك - قم بزيادة السرعة أو تحقق من حالة الأداة.

الملخص

حساب السرعات والتغذية عملية حسابية بسيطة. يتطلب تحسينها للإنتاج الانتباه إلى الأدوات، والإعداد، والأهم من ذلك اتساق المواد.

ابدأ بالجداول والصيغ أعلاه، واضبطها بناءً على ظروفك الخاصة، ووثق ما يصلح. إذا كانت المواد غير المتناسقة تجبرك على إعادة التحسين باستمرار، فألقِ نظرة على ما يدخل في الماكينة. اتصل بنا لمناقشة متطلبات المواد أو اطلب عرض أسعار بمواصفاتك.

الأسئلة المتداولة

ما الفرق بين السرعة والتغذية في التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي؟

تشير السرعة إلى مدى سرعة تحرك أداة القطع بالنسبة لقطعة العمل، في حين أن التغذية هي معدل تقدم الأداة في المادة.

كيف تؤثر خصائص المواد على السرعات والتغذية؟

عادةً ما تتطلبالمواد الأكثر صلابة سرعات وتغذيات أقل لمنع تآكل الأداة وضمان جودة التصنيع الآلي.

هل يمكن أن تؤدي السرعات والتلقيمات غير الصحيحة إلى تلف الأداة؟

نعم، يمكن أن يؤدي استخدام سرعات وتغذيات غير مناسبة إلى تآكل مفرط للأدوات أو تكسر أو تشطيب سطح رديء.

كيف تساعد تقنية التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي في حساب السرعات والتلقيمات؟

تستخدم ماكينات بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي أنظمة تحكم دقيقة تسمح بحساب دقيق وتعديل السرعات والتلقيمات بناءً على المعلمات المبرمجة.

ما هي الأدوات الضرورية لحساب سرعات التشغيل الآلي والتغذية؟

تُعد حاسبات سرعة الماكينات، وإرشادات الشركات المصنعة للأدوات، وبرامج ماكينات التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي ضرورية لإجراء حسابات دقيقة.