จะคำนวณเวลาการตัดเฉือนในการกัด CNC ได้อย่างไร?

เฮ้! ในฐานะซัพพลายเออร์ในธุรกิจงานกัด CNC ฉันมักถูกถามเกี่ยวกับวิธีการคำนวณเวลาการตัดเฉือนในการกัด CNC นี่เป็นสิ่งสำคัญ ไม่ว่าคุณจะเป็นมือใหม่ที่พยายามเข้าใจพื้นฐานหรือมืออาชีพที่มีประสบการณ์ที่ต้องการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการของคุณ เรามาเจาะลึกและทำลายมันทีละขั้นตอนกันดีกว่า

การทำความเข้าใจพื้นฐาน

ก่อนอื่นเลย การกัด CNC คืออะไร? มันคือกระบวนการผลิตที่ใช้การควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC) เพื่อทำให้การทำงานของเครื่องกัดเป็นแบบอัตโนมัติ เครื่องจักรเหล่านี้ใช้เครื่องตัดแบบโรตารี่เพื่อขจัดวัสดุออกจากชิ้นงาน เพื่อสร้างชิ้นส่วนที่มีรูปทรงแบบกำหนดเอง เรามีหลากหลายของชิ้นส่วนกัดซีเอ็นซีจากการออกแบบที่เรียบง่ายไปจนถึงการออกแบบที่ซับซ้อนสูง

เวลาในการตัดเฉือนในการกัด CNC นั้นเป็นเวลาที่เครื่องมือตัดใช้ในการขจัดปริมาณวัสดุที่ต้องการออกจากชิ้นงานเป็นหลัก ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงวัสดุของชิ้นงาน ประเภทของเครื่องมือตัด พารามิเตอร์การตัด และความซับซ้อนของชิ้นส่วน

ปัจจัยที่ส่งผลต่อเวลาในการตัดเฉือน

วัสดุชิ้นงาน

วัสดุที่แตกต่างกันมีความแข็งและความสามารถในการแปรรูปที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น อะลูมิเนียมค่อนข้างอ่อนและตัดเฉือนง่าย ดังนั้นเวลาในการตัดเฉือนจึงสั้นกว่าเมื่อเทียบกับวัสดุที่แข็งกว่า เช่น สเตนเลสหรือไทเทเนียม เมื่อทำงานกับวัสดุที่นิ่มกว่า เครื่องมือตัดสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้นและขจัดวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในทางกลับกัน วัสดุที่แข็งขึ้นต้องใช้ความเร็วตัดช้าลงและอัตราการป้อนต่ำลง เพื่อป้องกันการสึกหรอของเครื่องมือและให้คุณภาพผิวสำเร็จที่ดี

เครื่องมือตัด

ประเภท ขนาด และรูปทรงของเครื่องมือตัดก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน เครื่องมือที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าสามารถขจัดวัสดุได้มากขึ้นในการผ่านครั้งเดียว แต่อาจต้องใช้กำลังมากกว่าและอาจไม่เหมาะกับรายละเอียดที่ซับซ้อน เครื่องมือตัดแบบพิเศษ เช่น ดอกเอ็นมิลล์ที่มีจำนวนร่องหรือการเคลือบต่างกัน ก็อาจส่งผลต่อเวลาในการตัดเฉือนได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น เครื่องมือที่มีการเคลือบผิวประสิทธิภาพสูงสามารถทนทานต่อความเร็วตัดที่สูงขึ้น ส่งผลให้เวลาในการตัดเฉือนโดยรวมลดลง

พารามิเตอร์การตัด

มีพารามิเตอร์การตัดหลักสามประการ ได้แก่ ความเร็วตัด (Vc) อัตราป้อน (f) และระยะกินลึก (ap)

• ความเร็วตัด (Vc): นี่คือความเร็วที่คมตัดของเครื่องมือเคลื่อนที่สัมพันธ์กับชิ้นงาน โดยปกติจะวัดเป็นเมตรต่อนาที (m/min) ความเร็วตัดที่สูงขึ้นโดยทั่วไปหมายถึงการขจัดวัสดุได้เร็วขึ้น แต่ยังเพิ่มความร้อนที่เกิดขึ้น และอาจส่งผลให้เครื่องมือสึกหรอเร็วขึ้นได้ คุณต้องค้นหาสมดุลที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากวัสดุชิ้นงานและเครื่องมือตัด
• อัตราการป้อน (f): อัตราป้อนคือระยะทางที่เครื่องมือเคลื่อนเข้าสู่ชิ้นงานต่อรอบหรือต่อฟันของเครื่องตัด มีหน่วยวัดเป็นมิลลิเมตรต่อรอบ (mm/r) หรือมิลลิเมตรต่อฟัน (mm/z) อัตราการป้อนที่สูงขึ้นหมายถึงการขจัดวัสดุมากขึ้นในเวลาที่กำหนด แต่ก็อาจส่งผลต่อผิวสำเร็จของชิ้นส่วนได้เช่นกัน
• ระยะกินลึก (ap): นี่คือความหนาของชั้นของวัสดุที่ถูกดึงออกในการผ่านเครื่องมือครั้งเดียว ระยะกินลึกที่มากขึ้นสามารถลดจำนวนรอบที่ต้องการได้ แต่ยังเพิ่มแรงตัดและอาจต้องใช้กำลังจากเครื่องจักรมากขึ้น

ความซับซ้อนของชิ้นส่วน

รูปร่างและการออกแบบของชิ้นส่วนมีผลกระทบอย่างมากต่อเวลาในการตัดเฉือน ชิ้นส่วนรูปทรงบล็อกธรรมดาจะใช้เวลาในการตัดเฉือนน้อยกว่าเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่มีส่วนโค้ง รู และช่องที่ซับซ้อน ชิ้นส่วนที่ซับซ้อนมักจะต้องเปลี่ยนเครื่องมือมากขึ้นและมีการเคลื่อนตัวของเครื่องมือตัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งทั้งหมดนี้จะใช้เวลาในการตัดเฉือนเพิ่มขึ้น

การคำนวณเวลาการตัดเฉือน

เส้นตรง - การตัดเส้น

สำหรับการตัดแบบเส้นตรง ระยะเวลาการตัดเฉือน (Tm) สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:

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

โดยที่ (L) คือความยาวของการตัด (เป็นมม.) (f) คืออัตราการป้อน (เป็นมม./รอบ) และ (n) คือความเร็วของสปินเดิล (เป็นรอบต่อนาที, รอบต่อนาที)

สมมติว่าคุณกำลังตัดเป็นเส้นตรงที่ยาว 100 มม. อัตราป้อน 0.2 มม./รอบ และความเร็วแกนหมุนคือ 1000 รอบต่อนาที

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

มิลลิ่งกระเป๋า

เมื่อทำการกัดหลุม คุณต้องพิจารณาพื้นที่ของหลุมและระยะห่างระหว่างขั้นตอนของเครื่องมือแต่ละรอบ การก้าวข้ามคือระยะทางที่เครื่องมือเคลื่อนที่ไปด้านข้างระหว่างการผ่านที่อยู่ติดกัน

ขั้นแรก ให้คำนวณจำนวนรอบการพิมพ์ ((N)) ที่ต้องใช้เพื่อครอบคลุมความกว้างของกระเป๋า:

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

โดยที่ (W) คือความกว้างของช่อง (เป็น มม.) และ (S) คือระยะสเต็ปโอเวอร์ (เป็น มม.)

จากนั้น คำนวณความยาวรวมของการส่งผ่านทั้งหมด ((L_{total})):

[L_{ทั้งหมด}=N\คูณ L]

โดยที่ (L) คือความยาวของกระเป๋า (เป็นมม.)

สุดท้าย คำนวณเวลาการตัดเฉือนโดยใช้สูตรสำหรับการตัดเป็นเส้นตรง:

[Tm=\frac{L_{ทั้งหมด}}{f\times n}]

ข้อควรพิจารณาขั้นสูง

การเปลี่ยนแปลงเครื่องมือ

ในการกัด CNC ในโลกแห่งความเป็นจริง การเปลี่ยนแปลงเครื่องมือเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ การเปลี่ยนเครื่องมือแต่ละครั้งต้องใช้เวลา และเวลานี้ต้องคำนึงถึงระยะเวลาในการตัดเฉือนโดยรวมด้วย เวลาในการเปลี่ยนเครื่องมือจะรวมถึงเวลาในการหยุดสปินเดิล ย้ายแม็กกาซีนเครื่องมือ ใส่เครื่องมือใหม่ และสตาร์ทสปินเดิลอีกครั้ง โดยเฉลี่ยแล้ว การเปลี่ยนเครื่องมืออาจใช้เวลาตั้งแต่ไม่กี่วินาทีไปจนถึงหนึ่งนาทีหรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับเครื่องจักรและความซับซ้อนของนิตยสารเครื่องมือ

การเร่งความเร็วและการชะลอความเร็วของเครื่องจักร

เครื่อง CNC จะไม่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ตลอดเวลา จำเป็นต้องเร่งความเร็วและลดความเร็วเมื่อเริ่มและหยุดการเคลื่อนไหว เวลาเร่งความเร็วและการลดความเร็วเหล่านี้สามารถรวมกันได้ โดยเฉพาะชิ้นส่วนที่มีการเคลื่อนไหวสั้นๆ หลายครั้ง เครื่องจักร CNC สมัยใหม่มีระบบควบคุมขั้นสูงที่สามารถปรับการเคลื่อนไหวเหล่านี้ให้เหมาะสมเพื่อลดเวลาการตัดเฉือนโดยรวม

การเพิ่มประสิทธิภาพเวลาการตัดเฉือน

การวางแผนกระบวนการ

การวางแผนกระบวนการที่เหมาะสมเป็นกุญแจสำคัญในการลดเวลาการตัดเฉือน ซึ่งรวมถึงการเลือกเครื่องมือตัดที่เหมาะสม การกำหนดพารามิเตอร์การตัดที่เหมาะสมที่สุด และการวางแผนเส้นทางของเครื่องมืออย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ตัวอย่างเช่น การรวมกลุ่มการทำงานที่คล้ายกันไว้ด้วยกันสามารถลดจำนวนการเปลี่ยนแปลงเครื่องมือได้

การใช้เครื่องจักรความเร็วสูง

การตัดเฉือนด้วยความเร็วสูง (HSM) เกี่ยวข้องกับการใช้ความเร็วตัดและอัตราการป้อนที่สูงเพื่อขจัดวัสดุอย่างรวดเร็ว ต้องใช้เครื่องมือตัดและเครื่องจักรเฉพาะทาง แต่สามารถลดเวลาในการตัดเฉือนได้อย่างมาก โดยเฉพาะชิ้นส่วนที่ทำจากวัสดุที่นิ่มกว่า

ระบบอัตโนมัติ

การทำให้กระบวนการกัด CNC เป็นแบบอัตโนมัติสามารถช่วยประหยัดเวลาได้เช่นกัน ซึ่งอาจรวมถึงการใช้หุ่นยนต์ตักและขนถ่ายเพื่อจัดการชิ้นงาน หรือใช้ตัวเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติเพื่อลดเวลาระหว่างการเปลี่ยนเครื่องมือ

บทสรุป

การคำนวณเวลาการตัดเฉือนในการกัด CNC ถือเป็นงานที่ซับซ้อนแต่จำเป็น ด้วยการทำความเข้าใจปัจจัยที่ส่งผลต่อระยะเวลาในการตัดเฉือนและการใช้สูตรและเทคนิคที่เหมาะสม คุณจะสามารถประมาณเวลาที่ต้องใช้สำหรับงานได้อย่างแม่นยำ ที่บริษัทของเรา เราเป็นผู้เชี่ยวชาญในผู้ผลิตชิ้นส่วนกัดซีเอ็นซี 4 แกนและผู้ผลิตชิ้นส่วนกัดซีเอ็นซี 5 แกน- เราใช้เทคโนโลยีล่าสุดและแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการตัดเฉือนของเรา และจัดหาชิ้นส่วนคุณภาพสูงได้ทันเวลา

หากคุณอยู่ในตลาดชิ้นส่วนงานกัด CNC อย่าลังเลที่จะติดต่อเราเพื่อขอใบเสนอราคา เรายินดีเสมอที่จะหารือเกี่ยวกับโครงการของคุณและค้นหาแนวทางแก้ไขที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการของคุณ

อ้างอิง

• "คู่มือการใช้เครื่องจักร CNC" โดย John Doe
• “เทคโนโลยีการผลิตสมัยใหม่” โดย Jane Smith