Die Oberflächenfußzahl pro Minute (SFM) gibt der Maschine Auskunft über die Materialabtragsrate von der Arbeitsfläche, ob schnell oder langsam. CNC-Bediener und -Ingenieure kennen diesen Begriff auch als die Geschwindigkeit des Spindelkopfs, also wie schnell Zähne die Späne zum Formen des Werkstücks bilden.
Der CNC-SFM-Parameter wird auch in Millimetern ausgedrückt, die als Oberflächenmillimeter pro Minute oder SMM bezeichnet werden. Die Berechnung und Optimierung von SMM oder SFM bei der Bearbeitung ist für eine schnelle und genaue Fertigung unerlässlich.
Darüber hinaus besprechen wir das Konzept und die Berechnung und erfahren, warum SFM bei CNC-Bearbeitungsvorgängen so wichtig ist.
Sind Schnittgeschwindigkeit und SFM die gleichen Parameter?
Sowohl Schnittgeschwindigkeit als auch SFM befassen sich beim Zerspanen im Großen und Ganzen mit demselben Thema, aber mathematisch gesehen sind sie nicht genau dasselbe. Sie geben die Geschwindigkeit des Materialabtrags an: SFM berechnet anhand der Geschwindigkeit, mit der die Schneide des Werkzeugs über die Oberfläche des Werkstücks gleitet, während Schnittgeschwindigkeit die Geschwindigkeit ist, mit der sich das Schneidwerkzeug durch das Material bewegt (Zoll/Minute oder Meter/Minute).
Eine schematische Darstellung des SFM-Konzepts
Darüber hinaus liefert SFM in der Zerspanung klare Informationen über die optimale Schnittgeschwindigkeit für CNC-Bearbeitungsprozess. Ingenieure und Bediener verlassen sich auf SFM, um die beste Spindeldrehzahl basierend auf Bearbeitungseigenschaften und Arbeitsmaterial zu finden.
Konvertieren von SFM in RPM
Bei der CNC-Bearbeitung sind SFM und RPM miteinander verknüpfte Begriffe. Die Werte in Oberflächenfuß pro Meter können mithilfe eines mathematischen Ausdrucks in Spindeldrehzahlen (die Geschwindigkeit, mit der sich das bewegliche Werkzeug oder Werkstück dreht) umgewandelt werden.
U/min = SFM/(Fräserdurchmesser x π)
Oder SFM = RPM x Fräserdurchmesser x π
(Hinweis: Hier ist der Fräserdurchmesser in Fuß angegeben. Wenn er in Zoll angegeben ist, müssen Sie den Fräserdurchmesser durch 12 teilen.)
Darüber hinaus können wir aus dieser Beziehung zwischen SFM und RPM erkennen, dass der Fräserdurchmesser der Hauptfaktor ist, der den Ausdruck definiert.
Probieren Sie Boda jetzt aus!
Was ist SFM bei der Bearbeitung?
SFM wird in der CNC-Maschine basierend auf den bereitgestellten Werkzeugwegeingaben berechnet. Dieser Parameter beschreibt, wie viel Einheitsfuß in einer Minute bearbeitet wird oder wird. Da der Durchmesser des rotierenden Elements (Werkzeug oder Werkstück) ebenfalls den Bearbeitungsprozess beeinflusst, berücksichtigt SFM den rotierenden Durchmesser während der Berechnung.
Es kann verwirrend sein, wenn eine Maschine mehrere CNC-Operationen an einem einzigen Werkstück ausführen muss. Die Verwendung von Werkzeugvarianten erschwert die Berechnung der SFM, da Sie berücksichtigen müssen, welche CNC-Prozesse und Werkzeuge dafür verwendet werden.
Wie berechnet man Oberflächenfuß pro Minute bei Bearbeitungsprozessen?
Berechnung der SFM in der Zerspanung
Die grundlegende Formel zur Berechnung CNC SFM-Wert ist seine Beziehung zur Drehzahl und zum Durchmesser des Schneidwerkzeugs, unabhängig davon, ob Sie eine Drehbank, Fräse, Oberfräse oder andere Verfahren verwenden.
Der wichtigste Punkt ist, dass Sie zuerst die sekundären Parameter, Drehzahl und Fräserdurchmesser (D), ermitteln müssen. Anschließend können Sie mit der folgenden Gleichung rechnen:
Oberflächenfuß pro Minute (SFM) = (RPM x Fräserdurchmesser x π)/12 Zoll (wenn ⌀ in Zoll angegeben ist)
Dieser SFM-Wert kann in Oberflächenmeter pro Minute und Oberflächenmillimeter pro Minute umgerechnet werden.
Die folgende Tabelle zeigt, wie Sie SFM in andere Einheiten und umgekehrt umrechnen können.
| Konvertieren von | Zu | Formel |
| SFM (ft/min) | mm / min | mm/min = SFM × 304.8 |
| SFM (ft/min) | m / min | m/min = SFM × 0.3048 |
| mm / min | SFM (ft/min) | SFM = mm/min ÷ 304.8 |
| m / min | SFM (ft/min) | SFM = m/min ÷ 0.3048 |
| mm / min | m / min | m/min = mm/min ÷ 1000 |
| m / min | mm / min | mm/min = m/min × 1000 |
Beispiel einer CNC-SFM-Berechnung
Nehmen wir ein Beispiel: Berechnung des CNC-Fräsens mit einer Spindeldrehzahl von 2000 U/min und einem Schaftfräser von 0.5 Zoll Durchmesser;
Nun gilt: SFM = U/min x Fräserdurchmesser x π / 12 ( 1ft=12 “ als “ /ft”-Faktor)
= (2000 x 0.5 Zoll x 3.14)/12
= 261.67 Fuß pro Minute
Die Schneidkopfgeschwindigkeit oder SFM für diesen Bearbeitungsprozess beträgt also 261.67 Fuß/Minute. Wenn Sie dies weiter in Meter/Minute umrechnen müssen, ergibt das SFM × 0.3048 = 79.75 ~ 80 Meter/Minute.
Darüber hinaus können Sie „Das Excel-Sheet zur SFM-Berechnung“ Hier verfügt es über eine formatierte Struktur, um Ihre Eingaben entgegenzunehmen und entsprechende SFMs bereitzustellen.
Bedeutung von SFM in der CNC-Bearbeitung
Die SFM bei der CNC-Bearbeitung bestimmt, wie schnell sich die Schneidkanten auf der Arbeitsfläche bewegen, und beeinflusst somit direkt die Abtragsrate. CNC-Bearbeitungstoleranz, Endbearbeitungsqualität, Reibungs- und Wärmeentwicklung sowie Werkzeugverschleiß. Sowohl zu langsame als auch zu hohe SFM-Werte wirken sich auf Ihr Bearbeitungsergebnis aus.
Der Hitzeentwicklung entgegenwirken
Erhitzung des CNC-Werkzeugs durch übermäßige Reibung
Wenn die CNC-SFM zu hoch ist, greift der Zahn des Fräsers in das Material ein und bildet schnell Späne, das Problem ist jedoch die Wärmeentwicklung. Die hohe Reibung des Fräsers und der Arbeitsfläche erzeugt mehr Wärme und erhöht den Wärmestau in den Bearbeitungsbereichen. Eine optimale SFM bietet also die beste Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Werkzeuglebensdauer
Ohne die optimierte SFM für jeden Bearbeitungsvorgang neigen die Werkzeuge dazu, mit der Zeit stumpfer zu werden und erfordern einen häufigen Werkzeugwechsel für CNC-PräzisionsbearbeitungDarüber hinaus kommt es durch die hohen Drehzahlen auch zu einem schnellen Werkzeugverschleiß.
Oberflächenqualität
CNC als bearbeitetes Finish
Sowohl zu niedrige als auch zu hohe SFM bei der Bearbeitung wirken sich negativ auf die Oberflächengüte der bearbeiteten Oberfläche aus. Niedrige Geschwindigkeiten reiben die Schneidkanten am Werkstück und hohe Geschwindigkeiten, während hohe Geschwindigkeiten tendenziell rauere Oberflächen erzeugen.
Bearbeitungseffizienz
Die Verwendung der optimalen SFM basierend auf Materialtyp und Werkzeug maximiert die Bearbeitungseffizienz durch effizienten Materialabtrag.
Wie wirkt sich das Werkstückmaterial auf das SFM aus?
Empfohlene SFM- und CNC-Materialien
Die SFM-Werte unterscheiden sich auch je nach Materialart. Dies liegt an den unterschiedlichen Drehzahlen je nach Werkstückmaterial. Weiche und gut bearbeitbare Materialien wie Aluminium haben höhere SFM-Werte, während sie bei härteren Materialien kontinuierlich abnehmen.
Die folgende Tabelle zeigt den typischen SFM-Bereich für einige gängige CNC-Bearbeitungsmaterialien.
| Material | Empfohlenes SFM |
| Aluminium | 600 – 1000 Fuß/min |
| Messing | 300 – 600 Fuß/min |
| Kupfer | 200 – 400 Fuß/min |
| Kunststoff | 300 – 600 Fuß/min |
| Titan | 50 – 100 Fuß/min |
| Edelstahl | 50 – 100 Fuß/min |
| Gusseisen Kochgeschirr | 50 – 150 Fuß/min |
| Werkzeugstahl | 30 – 50 Fuß/min |
SFM-Diagramm zum Fräsen
Ein Fräs-SFM-Diagramm ist ein Werkzeug oder eine systematische Tabelle, die der Bediener verwendet, um basierend auf Arbeitsmaterialien und Fräsergröße den richtigen SFM-Wert auszuwählen.
Unten sehen Sie ein typisches SFM-Diagramm zum Fräsen, das die ft/min entsprechend der entsprechenden Schaftfräsergröße veranschaulicht.
SFM Frästabelle
Wie verwendet man ein Fräs-SFM-Diagramm?
- Bestimmen Sie Ihren Arbeitsmaterialtyp und identifizieren Sie ihn anhand der ersten Spalte der Tabelle.
- Wählen Sie Ihr Fräsermaterial (HSS, Hartmetall, Kobalt usw.) und den Vorschub (1/16″, 1/18″ Zoll/Zahn usw.) für den Vorgang.
- Wählen Sie eine Spindeldrehzahl, die für Ihren CNC-Betrieb am besten geeignet ist.
- Suchen Sie nun anhand der obigen Identifizierung nach dem entsprechenden SFM-Wert.
Mehr lesen: Fasenbearbeitung
Probieren Sie Boda jetzt aus!
Summieren
Insgesamt sorgt SFM bei der Bearbeitung für optimale Spindeldrehzahlen für den Materialabtrag beim Fräsen, Drehen, Gewindeschneiden usw. Es hilft Bedienern und Ingenieuren, präzise Teile herzustellen, ohne die Werkzeuglebensdauer und die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu beeinträchtigen. Darüber hinaus bestimmt es auch den Oberflächenrauheitsgrad und die Wärmeentwicklung.
Wenn Sie das Design Ihres Teils bearbeiten möchten und sich über die SFM und Schnittgeschwindigkeit nicht sicher sind, können Ihnen unsere Industrieingenieure helfen. Wir sind seit über einem Jahrzehnt im Bereich der CNC-Fertigung tätig und bieten Bearbeitungsdienste für diverse Branchen weltweit.
Wir kümmern uns um die Umsetzung Ihres Designs in CNC-G- und M-Codes präzise und die Verwendung optimaler CNC-Variablen, einschließlich SFM. So entsprechen die bearbeiteten Teile genau den entworfenen Spezifikationen und Endanforderungen.
Häufig gestellte Fragen
Ist die Vorschubgeschwindigkeit beim Bearbeiten dasselbe wie die SFM?
Die Vorschubgeschwindigkeit misst die Distanz, die das Werkzeug in einer Umdrehung oder Zeiteinheit zurücklegt. Die SFM hingegen ist die lineare Geschwindigkeit, mit der die Kanten der Zähne die Oberfläche des Werkstücks berühren.
Was ist der Unterschied zwischen SFM und Spindeldrehzahl?
Anstatt der Rotationsgeschwindigkeit geht es bei SFM um die Schnittfläche über dem Werkstück.
Wie kann ich SFM in RPM konvertieren?
Sie können SFM umrechnen oder berechnen, indem Sie die mathematische Beziehung zwischen SDM und RPM verwenden.
Unterscheidet sich SFM beim Drehen und Fräsen?
Ja, die SFM variiert beim Drehen und Fräsen aufgrund von Unterschieden in der Werkzeugbewegung und im Materialeingriff.