Что такое SFM в обработке? Концепция и расчет

Surface Feet Per Minute (SFM) сообщает станку о скорости удаления материала с рабочей поверхности, быстрой или медленной. Операторы и инженеры ЧПУ также узнали этот термин как скорость шпиндельной головки, которая означает, насколько быстро зубья формируют стружку для формования заготовки. 

Параметр CNC SFM также выражается в виде миллиметров, известных как поверхностные миллиметры в минуту или SMM. Расчет и оптимизация SMM или SFM при обработке имеют важное значение для быстрого и точного производства.

Кроме того, мы обсудим концепцию, расчеты и то, почему SFM так важен в операциях обработки на станках с ЧПУ. 

Являются ли скорость резки и SFM одинаковыми параметрами?

Скорость резания и SFM в обработке в целом имеют дело с одним и тем же, но математически они не совсем одинаковы. Они определяют скорость удаления материала: SFM рассчитывается в терминах скорости, с которой режущая кромка инструмента перемещается по поверхности заготовки, тогда как скорость резания — это скорость, с которой режущий инструмент перемещается по материалу (дюймы/минуту или метры/минуту).

Схематическая диаграмма концепции SFM

Более того, SFM при обработке дает четкую информацию относительно оптимальной скорости резания для любого Процесс обработки с ЧПУИнженеры и операторы полагаются на SFM, чтобы найти оптимальную частоту вращения шпинделя с учетом характеристик обработки и обрабатываемого материала.

Преобразование SFM в RPM

В обработке на станках с ЧПУ SFM и RPM являются взаимосвязанными терминами. Значения футов на метр поверхности можно преобразовать в RPM шпинделя (скорость вращения движущегося инструмента или заготовки) с помощью математического выражения; 

RPM = SFM/ (Диаметр фрезы x π) 

Или, SFM = RPM x диаметр фрезы x π

(Примечание: здесь диаметр фрезы указан в футах. Если он указан в дюймах, вам необходимо разделить диаметр фрезы на 12.)

Более того, из этой зависимости между SFM и RPM мы видим, что диаметр фрезы является основным фактором, определяющим выражение.

Что такое SFM в обработке?

SFM рассчитывается в станке с ЧПУ на основе предоставленных входных данных перемещения инструмента. Этот параметр описывает, сколько футов единицы обрабатывается или будет обработано за одну минуту. Поскольку диаметр вращающегося элемента (инструмента или заготовки) также влияет на процесс обработки, SFM учитывает вращающийся диаметр во время расчета.

Это может сбивать с толку, если станок должен выполнять несколько операций ЧПУ на одной заготовке. Использование вариаций инструментов затрудняет расчет SFM, поскольку необходимо учитывать, какие процессы ЧПУ и инструменты для этого используются. 

Как рассчитать количество футов поверхности в минуту в процессах обработки?

Расчет SFM при обработке 

Основная формула для расчета Значение ЧПУ SFM его связь с частотой вращения и диаметром режущего инструмента, независимо от того, используете ли вы токарный станок, фрезерование, фрезерование или любые другие процессы. 

Главное, что вам нужно сначала определить вторичные параметры, RPM и диаметр фрезы (D). Затем вы можете рассчитать с помощью следующего уравнения;

Поверхностные футы в минуту (SFM) = (RPM x диаметр фрезы x π)/12 дюймов (если ⌀ в дюймах) 

Это значение SFM можно преобразовать в метры поверхности в минуту и ​​миллиметры поверхности в минуту.

В таблице ниже показано, как можно преобразовать SFM в другие единицы и наоборот;

Пример расчета ЧПУ SFM

Рассмотрим пример: расчет фрезерования на станке с ЧПУ со скоростью вращения шпинделя 2000 об/мин и диаметром концевой фрезы 0.5 дюйма;

Теперь, SFM = RPM x Cutter Dia. x π / 12 (1 фут=12 “ как “ / фут” фактор)

                  = (2000 x 0.5” x 3.14)/12 

                 = 261.67 футов в минуту

Итак, скорость режущей головки или SFM для этого процесса обработки составляет 261.67 фут/минуту. Если вам нужно преобразовать это в метры/минуту, SFM × 0.3048 = 79.75 ~ 80 метров/минуту.

Кроме того, вы можете скачать «Таблица Excel для расчета SFM” здесь он имеет отформатированную структуру для приема ваших входных данных и предоставляет соответствующие SFM.

Значение SFM в обработке на станках с ЧПУ

SFM при обработке на станках с ЧПУ определяет, насколько быстро режущие кромки будут перемещаться по рабочей поверхности, поэтому он напрямую влияет на скорость съема материала. Допуск на обработку с ЧПУ, качество отделки, трение и тепловыделение, а также износ инструмента. Как слишком низкие, так и слишком высокие значения SFM влияют на результат обработки.

Противодействие накоплению тепла

Нагрев инструмента с ЧПУ из-за чрезмерного трения 

Если CNC SFM слишком высок, зуб фрезы входит в зацепление с материалом и быстро образует стружку, но проблема заключается в выделении тепла. Высокое трение фрезы и рабочей поверхности генерирует больше тепла и увеличивает накопление тепла в зонах обработки. Таким образом, оптимальный SFM обеспечивает наилучшую скорость обработки.

Срок службы инструмента

Без оптимизированного SFM для любой операции обработки инструменты со временем затупляются и требуют частой замены инструмента. Точная обработка с ЧПУ. Кроме того, высокие скорости также приводят к быстрому износу инструмента.

Качество обработки поверхности 

ЧПУ как обработанная поверхность

Как слишком низкая, так и высокая скорость SFM при обработке плохо влияет на качество обработанной поверхности. Низкие скорости приводят к стиранию режущих кромок на заготовке, а высокие скорости, в то время как высокие скорости, как правило, приводят к образованию более грубых поверхностей. 

Эффективность обработки 

Использование оптимального SFM с учетом типа материала и инструмента обеспечивает максимальную эффективность обработки за счет эффективного удаления материала. 

Как материал заготовки влияет на SFM?

Рекомендуемые материалы SFM и CNC 

Значения SFM также различаются от одного типа материала к другому. Это связано с разной скоростью вращения в зависимости от обрабатываемого материала. Мягкие и легкообрабатываемые материалы, такие как алюминий, имеют более высокие значения SFM, тогда как для более жестких материалов они непрерывно уменьшаются.

В таблице ниже показан типичный диапазон SFM для некоторых распространенных материалов, обрабатываемых с помощью ЧПУ;

Фрезерование SFM диаграмма

Диаграмма SFM фрезерования — это инструмент или систематическая таблица, которую оператор использует для выбора правильного значения SFM в зависимости от обрабатываемых материалов и размера фрезы. 

Ниже представлена ​​типичная диаграмма фрезерования SFM, иллюстрирующая фут/мин, соответствующие размеру концевой фрезы.

Диаграмма фрезерования SFM 

Как использовать диаграмму фрезерования SFM?

1. Определите тип вашего рабочего материала и идентифицируйте его по первому столбцу таблицы.
2. Выберите материал фрезы (HSS, твердый сплав, кобальт и т. д.) и подачу (1/16″, 1/18″ дюйма/зуб и т. д.) для операции.
3. Выберите частоту вращения шпинделя, наиболее подходящую для работы вашего ЧПУ.
4. Теперь, основываясь на вышеуказанной идентификации, найдите соответствующее значение SFM. 

Прочитайте больше: Обработка фасок

Подведение итогов

В целом, SFM в обработке обеспечивает оптимальные обороты шпинделя для удаления материала при фрезеровании, точении, нарезании резьбы и т. д. Он помогает операторам и инженерам создавать точные детали без ущерба для срока службы инструмента и скорости обработки. Кроме того, он также определяет уровень шероховатости поверхности и тепловыделение.

Если вы хотите обработать конструкцию вашей детали и не уверены в SFM и скорости резки, наши промышленные инженеры могут вам помочь. Мы работаем в сфере производства с ЧПУ более десяти лет, предоставляя Услуги по обработке для различных отраслей промышленности по всему миру.

Мы заботимся о том, чтобы превратить ваш дизайн в Коды G и M ЧПУ точно и использование оптимальных переменных ЧПУ, включая SFM. Таким образом, обработанные детали будут точно соответствовать разработанным спецификациям и конечным требованиям.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) 

Является ли скорость подачи такой же, как и SFM при обработке?

Скорость подачи измеряет расстояние, которое инструмент проходит за один оборот или единицу времени. С другой стороны, SFM — это линейная скорость, с которой кромки зубьев соприкасаются с поверхностью заготовки.

В чем разница между SFM и Spindle RPM?

Вместо скорости вращения SFM измеряет поверхность резания по всей поверхности заготовки.

Как конвертировать SFM в RPM?

Вы можете преобразовать или рассчитать SFM, используя математическую связь между SDM и RPM,

Отличается ли SFM для токарной и фрезерной обработки?

Да, SFM различается при точении и фрезеровании из-за различий в движении инструмента и взаимодействии материала.