چگونه زمان ماشینکاری در فرز CNC را محاسبه کنیم؟

سلام! به عنوان یک تامین کننده در کسب و کار آسیاب CNC، اغلب از من در مورد نحوه محاسبه زمان ماشینکاری در فرز CNC سوال می شود. این یک جنبه بسیار مهم است، چه شما یک مبتدی باشید که سعی در درک اصول اولیه دارید یا یک حرفه ای با تجربه که به دنبال بهینه سازی فرآیندهای خود هستید. بنابراین، بیایید درست شیرجه بزنیم و گام به گام آن را تجزیه کنیم.

درک اصول

ابتدا، فرز CNC چیست؟ خب، این یک فرآیند تولید است که از کنترل عددی کامپیوتری (CNC) برای خودکار کردن عملکرد ماشین‌های فرز استفاده می‌کند. این ماشین ها از برش های چرخشی برای حذف مواد از قطعه کار استفاده می کنند و قطعات سفارشی شکل را ایجاد می کنند. ما طیف گسترده ای ازقطعات فرز CNC، از طرح های ساده تا بسیار پیچیده.

زمان ماشینکاری در فرز CNC اساساً زمانی است که ابزار برش مقدار مورد نیاز مواد را از قطعه کار جدا می کند. این به عوامل متعددی از جمله جنس قطعه کار، نوع ابزار برش، پارامترهای برش و پیچیدگی قطعه بستگی دارد.

عوامل موثر بر زمان ماشینکاری

مواد قطعه کار

مواد مختلف سختی و ماشین کاری متفاوتی دارند. به عنوان مثال، آلومینیوم نسبتاً نرم است و ماشین‌کاری آسان است، بنابراین زمان ماشین‌کاری در مقایسه با مواد سخت‌تر مانند فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم کوتاه‌تر خواهد بود. هنگام کار با مواد نرم تر، ابزار برش می تواند سریعتر حرکت کند و مواد را با کارایی بیشتری حذف کند. از سوی دیگر، مواد سخت‌تر به سرعت برش آهسته‌تر و نرخ تغذیه پایین‌تر نیاز دارند تا از سایش ابزار جلوگیری کرده و سطح خوب را تضمین کنند.

ابزار برش

نوع، اندازه و هندسه ابزار برش نیز نقش بسزایی دارد. یک ابزار با قطر بزرگتر می تواند مواد بیشتری را در یک گذر حذف کند، اما ممکن است به قدرت بیشتری نیاز داشته باشد و برای جزئیات پیچیده مناسب نباشد. ابزارهای برش تخصصی، مانند آسیاب های انتهایی با تعداد فلوت یا پوشش های مختلف نیز می توانند بر زمان ماشین کاری تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، ابزاری با روکش با کارایی بالا می تواند سرعت برش بالاتری را تحمل کند و زمان کلی ماشینکاری را کاهش دهد.

پارامترهای برش

سه پارامتر اصلی برش وجود دارد: سرعت برش (Vc)، نرخ تغذیه (f)، و عمق برش (ap).

• سرعت برش (Vc): سرعتی است که لبه برش ابزار نسبت به قطعه کار حرکت می کند. معمولاً بر حسب متر در دقیقه (m/min) اندازه گیری می شود. سرعت برش بالاتر عموماً به معنای حذف سریعتر مواد است، اما همچنین گرمای تولید شده را افزایش می دهد و می تواند منجر به سایش سریع تر ابزار شود. شما باید تعادل مناسب را بر اساس مواد قطعه کار و ابزار برش پیدا کنید.
• نرخ خوراک (f): نرخ تغذیه فاصله ای است که ابزار در هر چرخش یا در هر دندان کاتر به قطعه کار می رود. این در میلی متر در هر دور (mm/r) یا میلی متر در هر دندان (mm/z) اندازه گیری می شود. نرخ تغذیه بالاتر به این معنی است که مواد بیشتری در یک زمان معین حذف می شود، اما می تواند بر روی سطح قطعه نیز تأثیر بگذارد.
• عمق برش (ap): این ضخامت لایه مواد برداشته شده در یک پاس از ابزار است. عمق برش بیشتر می تواند تعداد پاس های مورد نیاز را کاهش دهد، اما همچنین نیروی برش را افزایش می دهد و ممکن است به قدرت بیشتری از دستگاه نیاز داشته باشد.

پیچیدگی قطعه

شکل و طراحی قطعه تاثیر زیادی در زمان ماشین کاری دارد. یک قطعه بلوک شکل ساده در مقایسه با قسمتی با منحنی‌ها، سوراخ‌ها و جیب‌های پیچیده، زمان کمتری برای ماشین‌کاری نیاز دارد. قطعات پیچیده اغلب به تغییرات بیشتر ابزار و حرکات دقیق تر ابزار برش نیاز دارند که همگی به زمان ماشینکاری می افزایند.

محاسبه زمان ماشینکاری

راست - برش خط

برای عملیات برش خط مستقیم، زمان ماشینکاری (Tm) را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:

[Tm=\frac{L}{f\times n}]

که در آن (L) طول برش (بر حسب میلی متر)، (f) نرخ تغذیه (بر حسب mm/r) و (n) سرعت دوک (برحسب دور در دقیقه، دور در دقیقه) است.

فرض کنید یک خط مستقیم به طول 100 میلی متر، سرعت تغذیه 0.2 میلی متر در ساعت و سرعت دوک 1000 دور در دقیقه را می برید.

[Tm=\frac{100}{0.2\times1000}= 0.5\space min]

آسیاب یک جیب

هنگام فرز کردن یک جیب، باید مساحت جیب و پله - بیش از فاصله بین هر عبور ابزار را در نظر بگیرید. گام بیش از فاصله ای است که ابزار به صورت جانبی بین پاس های مجاور حرکت می کند.

ابتدا تعداد پاس های ((N)) مورد نیاز برای پوشاندن عرض جیب را محاسبه کنید:

[N=\frac{W}{S}]

که در آن (W) عرض جیب (بر حسب میلی‌متر) و (S) پله است - بیش از فاصله (بر حسب میلی‌متر).

سپس، طول کل تمام پاس ها را محاسبه کنید ((L_{total})):

[L_{total}=N\times L]

که در آن (L) طول جیب (به میلی متر) است.

در نهایت، زمان ماشینکاری را با استفاده از فرمول برش خط مستقیم محاسبه کنید:

[Tm=\frac{L_{total}}{f\times n}]

ملاحظات پیشرفته

تغییرات ابزار

در آسیاب CNC دنیای واقعی، تغییر ابزار اجتناب ناپذیر است. هر تغییر ابزار به زمان نیاز دارد و این زمان باید در زمان کلی ماشینکاری لحاظ شود. زمان تغییر ابزار شامل زمان توقف اسپیندل، حرکت مجله ابزار، قرار دادن ابزار جدید و شروع مجدد دوک می باشد. به طور متوسط، بسته به دستگاه و پیچیدگی مجله ابزار، تغییر ابزار ممکن است از چند ثانیه تا یک دقیقه یا بیشتر طول بکشد.

شتاب و کاهش سرعت ماشین

دستگاه CNC همیشه با سرعت ثابت حرکت نمی کند. هنگام شروع و توقف یک حرکت باید شتاب بگیرد و کند شود. این زمان‌های شتاب و کاهش سرعت می‌تواند زیاد شود، مخصوصاً برای قطعاتی که دارای حرکات کوتاه هستند. ماشین‌های CNC مدرن سیستم‌های کنترل پیشرفته‌ای دارند که می‌توانند این حرکات را برای کاهش زمان کلی ماشین‌کاری بهینه کنند.

بهینه سازی زمان ماشینکاری

برنامه ریزی فرآیند

برنامه ریزی صحیح فرآیند کلید کاهش زمان ماشینکاری است. این شامل انتخاب ابزارهای برش مناسب، تعیین پارامترهای بهینه برش و برنامه ریزی مسیرهای ابزار به کارآمدترین روش است. به عنوان مثال، گروه بندی عملیات مشابه با هم می تواند تعداد تغییرات ابزار را کاهش دهد.

استفاده از ماشینکاری با سرعت بالا

ماشینکاری با سرعت بالا (HSM) شامل استفاده از سرعت های برش بالا و نرخ تغذیه برای حذف سریع مواد است. این به ابزار و ماشین آلات برش تخصصی نیاز دارد، اما می تواند زمان ماشینکاری را به طور قابل توجهی کاهش دهد، به خصوص برای قطعات ساخته شده از مواد نرم تر.

اتوماسیون

خودکار کردن فرآیند فرز CNC همچنین می تواند در زمان صرفه جویی کند. این می تواند شامل استفاده از لودر و تخلیه کننده رباتیک برای جابجایی قطعات کار یا استفاده از تعویض کننده های خودکار ابزار برای کاهش زمان بین تعویض ابزار باشد.

نتیجه گیری

محاسبه زمان ماشینکاری در آسیاب CNC یک کار پیچیده اما ضروری است. با درک عوامل موثر بر زمان ماشین کاری و استفاده از فرمول ها و تکنیک های مناسب، می توانید زمان مورد نیاز برای یک کار را به طور دقیق تخمین بزنید. در شرکت ما متخصص هستیمتولید کننده قطعات فرز Cnc 4 Axisوتولید کننده قطعات فرز Cnc 5 Axis. ما از آخرین فناوری و بهترین شیوه ها برای بهینه سازی فرآیندهای ماشینکاری و ارائه قطعات با کیفیت بالا به موقع استفاده می کنیم.

اگر در بازار قطعات فرز CNC هستید، دریغ نکنید برای دریافت قیمت با ما تماس بگیرید. ما همیشه خوشحالیم که در مورد پروژه شما بحث می کنیم و بهترین راه حل ها را برای نیازهای شما پیدا می کنیم.

مراجع

• کتاب راهنمای ماشینکاری CNC نوشته جان دو
• «فناوری تولید مدرن» نوشته جین اسمیت