إن تصنيع الآلات ذات التحكم الرقمي بالكمبيوتر هو عملية تصنيع طرحية تتضمن قص رقائق المواد حتى يتم الحصول على المنتج النهائي. لذا، يحتاج عمال الآلات أولاً إلى معرفة كمية المواد التي ستقصها الآلة في دورة واحدة والسرعة التي ستتحرك بها آلة التحكم الرقمي بالكمبيوتر. وهنا تكمن أهمية الاختلاف بين معدل التغذية وسرعة القطع.
متى تصميم قطع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، من المهم مراعاة هذه المعلمات. هذا لأنها تضمن تحسين الأجزاء المختلفة من عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. في حين أن سرعة القطع أكثر أهمية في تحسين عوامل مثل عمر الأداة واستهلاك الطاقة ، فإن معدل التغذية يعد أمرًا حيويًا في تحديد وقت المعالجة وخشونة المنطقة النهائية. ستقارن هذه المقالة معدل التغذية مقابل سرعة القطع وتشرح كيفية اشتقاق كل منهما.
ما هي سرعة القطع؟
تُعرَّف سرعة القطع عمومًا بأنها السرعة النسبية بين سطح قطعة العمل وأداة القطع. ويعرِّفها بعض الخبراء أيضًا بأنها مدى سرعة تحرك قطعة العمل بعد حافة القطع الخاصة بالأداة. يقيسها الميكانيكيون بالأقدام السطحية في الدقيقة (SFM) أو الأمتار في الدقيقة (m/min) أو الأقدام في الدقيقة (ft/min). تُعد سرعة القطع عاملاً مهمًا للغاية في تحديد معلمات أخرى لتصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي، مثل درجة حرارة القطع واستهلاك الطاقة وعمر الأداة وما إلى ذلك. ويؤثر تأثيرها في هذه المعلمات على الاختلاف الكبير بين معدل التغذية وسرعة القطع.
العوامل التي تحدد سرعة القطع
من الضروري التأكد من أن سرعة القطع مثالية بحيث تعطي عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أفضل جزء. ومع ذلك ، من الممكن التنبؤ بسرعة القطع المثلى لعملية تصنيع CNC معينة من خلال النظر في عوامل أخرى. من أمثلة هذه العوامل ما يلي:
صلابة قطعة العمل
من أهم العوامل التي تحدد سرعة القطع صلابة المادة التي يتم قطعها. كلما زادت صلابة المادة ، كانت سرعة القطع أبطأ والعكس صحيح. على سبيل المثال ، تتطلب معالجة المواد مثل الفولاذ سرعة قطع أقل مقارنة بالألمنيوم.
مادة أداة القطع
هناك أدوات مخرطة مختلفة تستخدم لمختلف الآلات باستخدام الحاسب الآلي. كل من هذه الأدوات مصنوعة أيضًا من مواد مختلفة ، وبالتالي تمتلك خصائص صلابة مختلفة. سيكون لمادة أداة القطع تأثير كبير على سرعة القطع المستخدمة في عملية التصنيع. إذا كانت مادة القطع ذات قوة عالية ، يمكن للميكانيكي استخدام سرعة قطع عالية للإضرار قليلاً. ومع ذلك ، تميل مواد أدوات القطع الأكثر نعومة إلى التلف بسرعة مع سرعات القطع الأعلى. سيؤدي ذلك إلى قصر عمر الأداة.
عمر الأداة المتوقع
كم من الوقت يريد الميكانيكي أن تدوم الأداة هو عامل آخر مهم في تحديد سرعة القطع. سيشمل ذلك النظر في المتغيرات مثل مقدار تكلفة الأداة وتكلفة الأداة مقارنة بكمية الأجزاء التي يتم إنتاجها. إذا كانت متغيرات مثل هذه مواتية ، فقد يكون من الممكن استخدام سرعة عالية.
عمق القطع
القطع الأعمق، وإزالة المزيد من المواد، وزيادة الحمل على الأداة وزيادة الحرارة. للتعويض عن ذلك، قلل من سرعة القطع. السرعة الزائدة عند عمق كبير من القطع تؤدي إلى تآكل الأدوات بسرعة وكذلك زيادة قوة القطع وتقليل جودة السطح. ومع ذلك، تسمح القطع الأصغر بسرعات أكبر.
ما هو معدل التغذية؟
معدل التغذية هو المسافة التي تقطعها أداة القطع أثناء دورة واحدة للمغزل. كما يتم تعريفه على أنه السرعة التي تتقدم بها القاطعة ضد قطعة العمل. يتم قياسه إما بالبوصة لكل دورة أو بالملليمتر لكل دورة (ipr أو mpr) لعمليات الخراطة والثقب. ومع ذلك، يستخدم الميكانيكيون البوصات في الدقيقة أو الملليمترات في الدقيقة (ipm أو mpm) لعمليات الطحن. عند حساب معدل التغذية، يأخذ الميكانيكي في الاعتبار عدد الأخاديد (أو الأسنان) التي تحتوي عليها أداة القطع ويحسب معدل التغذية لكل سن.
العوامل التي تحدد معدل التغذية
يؤثر معدل التغذية أيضًا على نفس العوامل التي تؤثر عليها سرعة القطع. الاختلاف الوحيد هو أن تأثيراته أقل. ومع ذلك ، فإن معدل التغذية مهم في المظهر الجمالي النهائي للجزء المشكل (على سبيل المثال ، تشطيب السطح للجزء المشكل). ومن ثم ، فإن تحسينه مهم جدًا أيضًا في عمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. لتحديد قيمتها المثلى ، يأخذ الميكانيكيون في الاعتبار عوامل مثل العوامل أدناه:
قطع العرض
أي قطع عرض أقل من نصف القطر يسبب ترقق الشريحة. ترقق الشريحة هو عيب في التصنيع حيث يتم تقليل حمل الرقاقة (كمية المواد التي تم قطعها بواسطة الأداة في دورة واحدة). يمكن أن يؤدي ترقق الرقائق إلى مهلة أطول ؛ ومن ثم فمن المهم تجنبه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن زيادة معدل التغذية سيساعد في تقليل آثار ترقق الرقائق ، وبالتالي زيادة الإنتاجية وعمر الأداة.
اعتبارات إضافية لمعدل التغذية
تشمل العوامل الأخرى التي قد تؤثر على معدل التغذية ما يلي:
- نوع الأداة.
- الطاقة المتوفرة في مغزل الآلة.
- قوة الشغل.
- الخيوط في البوصة (TPI) للصنابير ورؤوس القوالب وأدوات الخيوط ، إلخ.
ما هو الفرق بين معدل التغذية وسرعة القطع؟
نظرًا لأنواع التعاريف القريبة لكلتا المعلمتين ، من الممكن الخلط بينهما. قد يشير بعض الميكانيكيين أيضًا إلى هذه المعلمة على أنها الفرق بين السرعات والتغذية. هناك عدد غير قليل من العوامل العملية التي تعمل كالفرق بين معدل التغذية وسرعة القطع. من أمثلة هذه العوامل ما يلي:
قطع درجة الحرارة وعمر الأداة
درجة حرارة القطع هي عامل حاسم يثبت الفرق بين معدل التغذية وسرعة القطع. وذلك لأن درجة حرارة القطع الأعلى يمكن أن تعرقل المعلمات مثل عمر أداة الجزء وإنهاء السطح. إن مدى تأثير كل من المعلمتين على درجة حرارة القطع وعمر الأداة يميزهما عن بعضهما البعض. لها تأثير أقل نسبيًا على درجة حرارة القطع وعمر الأداة من سرعة القطع لمعدل التغذية. وبالتالي ، فإن الاختلاف بين معدل التغذية وسرعة القطع هو مدى تأثيرهما على درجة حرارة القطع وعمر الأداة.
خشونة السطح وعلامات التقوقع
تُعرف علامات التقوقع أيضًا باسم علامات التغذية. تصاحب هذه العلامات دائمًا النماذج الأولية باستخدام الحاسب الآلي والأجزاء ، وهي السبب الرئيسي لخشونة السطح. معدل التغذية له تأثير مباشر على علامات التقوقع الموجودة على أي جزء. وبالتالي ، كلما ارتفع معدل التغذية ، زادت درجة علامات التقوقع وخشونة السطح. ومع ذلك ، فإن سرعة القطع لا تؤثر على علامات التقوقع. ومن ثم فإنه لا يؤثر على التشطيبات السطحية.
المخرجة وجينيراتريكس
في الهندسة ، المصفوفة المولدة هي نقطة أو سطح يولد شكلاً جديدًا عند تحريكه على طول جزء معين. المسار المحدد الذي يتحرك من خلاله المولد هو الدليل. في المعالجة الآلية ، يتمثل الهدف الأساسي في إنشاء أسطح هندسية بتشطيبات جمالية ودقة أعلى. ومن ثم ، فإن هاتين المعلمتين مطلوبة في عمليات التصنيع. الفرق بين السرعات والتغذية هو أن سرعة القطع توفر عامل التوليد بينما توفر حركة التغذية الدليل.
تشمل العوامل الأخرى التي تفرق بين معدل التغذية وسرعة القطع ما يلي:
- وحدات القياس.
- التأثير على قوة القطع واستهلاك الطاقة.
- أيضًا ، تختلف الحركة التي تولد سرعة القطع ومعدل التغذية (حركة القطع وحركة التغذية ، على التوالي).
| معامل | سرعة القطع | معدل التغذية |
| تعريف | سرعة حافة أداة القطع عبر سطح قطعة العمل. | المعدل الذي تتقدم به أداة القطع إلى داخل قطعة العمل. |
| الوحدات | قدم السطح في الدقيقة (SFM) أو قدم في الدقيقة (ft/min) أو متر في الدقيقة (m/min) | بوصات لكل دورة (IPR) أو ملليمترات لكل دورة (mm/rev) للتحويل؛ بوصات لكل دقيقة (IPM) أو ملليمترات لكل دقيقة (mm/min) للطحن. |
| التأثير الأساسي | عمر الأداة، استهلاك الطاقة، درجة حرارة القطع. | وقت التصنيع، تشطيب السطح، حمل الرقاقة. |
| العوامل المؤثرة على | مادة قطعة العمل (الصلابة)، مادة الأداة، عمق القطع، عمر الأداة المطلوب. | نوع الأداة، متطلبات تشطيب السطح، عرض القطع، عدد الخيوط لكل بوصة (TPI) للترابط، عدد الأخاديد/الأسنان. |
| التأثير على درجة حرارة القطع وعمر الأداة | تأثير كبير. السرعة الأعلى = المزيد من الحرارة، وتآكل أسرع للأداة. ارتباط مباشر. | تأثير معتدل. تأثير أقل من سرعة القطع، ولكنه يؤثر على تآكل الأداة بشكل غير مباشر من خلال حمل الرقائق والاحتكاك. |
| التأثير على الانتهاء من السطح | تأثير غير مباشر. يؤثر بشكل أساسي على السطح من خلال تكوين الرقائق وإمكانية حدوث اهتزازات. | تأثير مباشر وهام. معدل أعلى = زيادة في الخشونة واحتمالية ظهور علامات التقشر. كما يؤثر ترقق الرقائق عند معدلات تغذية منخفضة على التشطيب. |
| التأثير على قوة القطع واستهلاك الطاقة | تأثير كبير. السرعة الأعلى = قوة قطع وطاقة أكبر مطلوبة. علاقة متناسبة. | تأثير معتدل. يؤثر على القوة والقدرة من خلال حمل الرقائق ومعدل إزالة المواد. |
| القياس الهندسي | إنشاء المولد (مسار الحافة القاطعة). | إنشاء الدليل (مسار تقدم الأداة). |
| الحركة المولدة | حركة القطع (دورانية أو خطية). | حركة التغذية (خطية). |
| عملية حسابية | يتضمن سرعة المغزل وقطر الأداة (على سبيل المثال، SFM أو ft/min = (π * القطر * سرعة المغزل (RPM)) / 12). | يتضمن سرعة المغزل والتغذية لكل سن/دورة. (على سبيل المثال، IPM = التغذية لكل سن * عدد الأسنان * دورة في الدقيقة). |
كيفية تحديد سرعة القطع ومعدل التغذية
توضح هذه الصورة جميع المعلمات المتضمنة في تحديد سرعة القطع ومعدل التغذية. ستلاحظ أن سرعة المغزل هي الأساس لتحديد كل من سرعة القطع ومعدل التغذية. أيضًا ، يتضمن معدل التغذية صيغتين قبل الوصول إلى الإجابة النهائية. أولاً ، عليك تحديد العلف لكل سن. ثم يتم استخدام هذه القيمة لتحديد معدل تغذية أداة القطع.
خاتمة
قد يكون تحديد معدل التغذية الأمثل وسرعة القطع، إلى جانب عوامل مثل عمق القطع ونوع الأداة واللمسة النهائية المطلوبة للسطح، من العوامل التي تعزز عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للحصول على قطعة مُشَغَّلة بشكل مناسب. ومع ذلك، لا داعي للقلق بشأن أي من مشكلات الإنتاج هذه عندما تستعين بشركة RapidDirect. بفضل فنيي الماكينات ومبرمجي ماكينات الحاسب الآلي ذوي الخبرة لدينا، ستحصل دائمًا على أفضل قطعة مُشَغَّلة في كل مرة تعمل فيها معنا. لذا، تواصل مع شركة RapidDirect اليوم لتلبية جميع احتياجاتك من الماكينات باستخدام الحاسب الآلي.
الأسئلة الشائعة حول معدل التغذية وسرعة القطع في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
تتحكم هذه المتغيرات الأربعة في الطريقة التي تتخلص بها ماكينة CNC من المواد. وفيما يلي تفصيل للعوامل الأربعة:
سرعة المغزل (RPM): مدى سرعة دوران المغزل.
سرعة القطع (SFM وM/دقيقة): سرعة تحرك طرف القاطع عبر المادة. إنه العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على عمر الأداة. إذا كانت السرعة كبيرة جدًا، فإن الأداة تتآكل بسرعة.
معدل التغذية (IPM أو mm/min): مدى سرعة تحرك القاطعة للأمام في المادة. والأهم من ذلك، أنها تؤثر على تشطيب المادة ومدة إنجاز العمل.
التغذية لكل سن (IPT أو mm/t، للطحن): كمية المواد التي يستخرجها كل سن من أسنان القاطع في كل دورة. يتيح لك هذا حساب معدل التغذية الإجمالي.
لماذا تعد الإعدادات الصحيحة مهمة؟ تعد الإعدادات الصحيحة ضرورية للحصول على نتيجة رائعة. يمكن أن تؤدي الإعدادات غير الصحيحة إلى تلف الأدوات، وجودة رديئة للتشطيب، وزيادة الوقت اللازم للتشغيل. ارجع دائمًا إلى الإعدادات الموصى بها للمواد والأدوات المحددة التي تستخدمها.
ترتبط كل هذه المصطلحات بالسرعة التي تتحرك بها القاطعة. ومع ذلك، يتم التعبير عنها بطرق مختلفة:
دورة في الدقيقة (الثورات في الدقيقة): ما مدى سرعة دوران المغزل. تخيل ذلك بسرعة محرك السيارة.
SFM (قدم السطح في الدقيقة): مدى سرعة تحرك شفرة القاطع عبر سطح المواد. هذه هي سرعة القطع الفعلية، والتي تستخدمها عادةً الوحدات الإمبراطورية.
م/دقيقة (متر في الدقيقة): نفس الأمر مع SFM، إلا أنه يستخدم المقاييس بدلاً من ذلك.
قدم/دقيقة (قدم في الدقيقة): نفس الشيء كما هو الحال مع SFM مع الوحدات الإمبراطورية، والتي غالبًا ما يتم استخدامها لعمليات الدوران.
لماذا هذا العدد الكبير من الوحدات؟ تشير SFM وm/min وft/min إلى نفس الشيء: سرعة القطع، ولكن بوحدات مختلفة. ومع ذلك، يشير RPM إلى سرعة دوران المغزل ويجب تحويله إلى سرعة قطع باستخدام قطر القاطع.
استخدم هذه الصيغ للتحويل:
– SFM أو ft/min = (RPM x π x Diameter) / 12 (القطر بالبوصة)
- م/دقيقة = (RPM × π × القطر) / 1000 (القطر بالملم)
ستتمتع القاطعة الأكبر حجمًا التي تعمل بنفس عدد الدورات في الدقيقة بسرعة قطع أكبر (SFM، أو م/دقيقة، أو قدم/دقيقة). ويرجع هذا إلى أن الحواف الخارجية لجهاز القطع تقطع مسافة أطول في كل دورة.
تحدد سرعة القطع (نيوتن)، المقاسة بالدورة في الدقيقة، تردد دوران المغزل. أما سرعة القطع (Vc)، فهي السرعة المماسية لحواف القطع على قطعة العمل. وتُقاس بوحدة SFM أو متر/دقيقة. وتُحدَّد سرعة القطع بواسطة دورة في الدقيقة والقطر (D): Vc = πDN / 1000 (D بالملليمتر). ويؤدي القطر الأكبر إلى زيادة سرعة القطع عند دورة في الدقيقة معينة. على سبيل المثال، سيكون لأداة بقطر 25 مم تعمل بسرعة 1000 دورة في الدقيقة سرعة قطع تبلغ حوالي 78.5 متر/دقيقة، في حين سيكون لأداة بقطر 50 مم عند نفس الدورة في الدقيقة سرعة قطع مضاعفة (حوالي 157 متر/دقيقة). ويؤثر هذا بشكل مباشر على عمر الأداة بالإضافة إلى الحرارة وإزالة المواد. كما تؤثر سرعة القطع ومعدلات التغذية على بعضها البعض للتحكم في تكوين الرقائق والتشطيب السطحي. وعادةً ما تتطلب سرعة القطع الأعلى معدلات تغذية أكبر لضمان اتساق سمك الرقائق. إن تجاهل العلاقة بين الجهد الكهربي والقطر قد يؤدي إلى تآكل مفرط للأداة ونتائج سيئة. إن فهم هذه العلاقة قد يؤدي إلى تحسين كفاءة التصنيع والجودة العالية.
