如何計算精密加工產(chǎn)品的機加工時間

     CNC 人員通常需要確定執(zhí)行加工操作需要多長時間。您可能正在嘗試確定將使用兩個或多個工序中的哪一個來加工工件 - 或者您可能只是想知道加工操作需要多長時間才能完成。

　　坦率地說，與計算加工時間有關(guān)的公式很容易理解和使用。事實上，許多制造人員已將它們合并到電子表格(如 Microsoft Excel)中 - 或者他們已經(jīng)對計算器進行了編程以包含相關(guān)公式。這是最重要的公式：

　　? 時間(分鐘)= 以英寸為單位的運動長度除以英寸/以分鐘為單位的運動速率

　　只需將加工所需的運動長度(以英寸為單位)除以每分鐘的進給速度。公制當(dāng)量是：

　　? 時間(分鐘)= 以毫米為單位的運動長度除以以毫米/分鐘為單位的運動速率

　　在本文的其余討論中，我們將使用英寸模式。

　　示例 1：

　　假設(shè)您必須鉆一個直徑為 1.0 英寸的孔。孔深度為 0.75，您打算使用 0.1 英寸的接近距離。預(yù)期的進給速度為每分鐘 7.0 英寸。當(dāng)我們將運動距離 (0.85) 除以進給率 (7.0) 時，我們發(fā)現(xiàn)鉆這個孔所需的時間是 0.12143 分鐘。

　　這是多少秒?我們顯然需要能夠?qū)⑹M制分鐘 (0.12143) 轉(zhuǎn)換為秒。這是公式：

　　? 1 秒 = 0.01666 分鐘

　　? 以秒為單位的時間 = 以分鐘為單位的時間除以 0.01666

　　當(dāng)我們將 0.12143 除以 0.01666 時，結(jié)果是 7.2887 秒(剛好超過 7-1/4 秒)。所以我們現(xiàn)在知道鉆孔需要多長時間。

　　當(dāng)然，為了使用該公式，您必須能夠確定以英寸每分鐘 (ipm) 為單位的進給率。然而，大多數(shù)加工數(shù)據(jù)手冊以英寸/轉(zhuǎn) (ipr) 為單位提供進給率，這意味著您必須首先計算主軸轉(zhuǎn)速，然后計算英寸/分鐘進給率。但速度建議通常以每分鐘表面英尺數(shù) (sfm) 給出。該速度是一分鐘內(nèi)通過每個切削刃的工件材料量。這里還有兩個公式，基于 sfm 中推薦的速度和 ipr 中的進給率。

　　? rpm = 3.82 乘以 sfm 除以直徑(在我們的例子中是刀具直徑)

　　? ipm = rpm 乘以 ipr

　　請注意，對于某些刀具，進給率的建議將采用“每齒”方式，這意味著您需要知道切削刀具上的切削刃(刀片、槽或齒)的數(shù)量。這通常是銑削操作的情況。所以我們需要再添加一個公式：

　　? ipr = ipt 乘以切削刃數(shù)

　　示例 2：

　　假設(shè)您需要確定粗銑一個直徑為 0.75、四刃鈷立銑刀的 3.0 英寸長槽需要多長時間。三英寸運動距離是總運動長度，包括進給距離和進給距離。根據(jù)您正在加工的材料和您將要執(zhí)行的加工操作類型(粗銑)，立銑刀的制造商建議使用 90 sfm 的速度和 0.002 ipt 的進給率。

　　? 首先，確定轉(zhuǎn)速(rpm)：3.82 乘以 90 除以 0.75 為 458 rpm。

　　? 接下來確定每轉(zhuǎn)進給率的英寸數(shù)：0.002 的 4 倍等于 0.008 ipr。

　　? 接下來，確定每分鐘的進給速度：458 乘以 0.008 等于 3.664 ipm。

　　? 最后，確定所需時間(以分鐘為單位)：3 英寸運動除以 3.664 ipm 為 0.8187 分鐘。

　　要確定秒數(shù)，請將 0.8187 除以 0.01666 - 結(jié)果為 49.141 秒。

　　? 固定直徑加工與變直徑加工

　　請注意，將這些公式應(yīng)用于加工中心加工操作非常容易，因為切削刀具直徑在加工操作期間不會改變。絕大多數(shù)切削操作都是這種情況，包括銑刀、鉆頭、絲錐、鉸刀以及您在銑床或 CNC 加工中心中使用的任何工具。同樣，被加工的直徑在加工過程中不會改變。

　　但請注意，在某些操作過程中，正在加工的直徑會在加工操作期間發(fā)生變化。例如，考慮在 CNC 車削中心上進行粗車削操作，需要進行多次走刀。稱為恒定表面速度的特征將導(dǎo)致主軸轉(zhuǎn)速(以 rpm 為單位)根據(jù)加工的直徑而變化。對于粗車，這意味著您必須為每個粗車路徑計算新的轉(zhuǎn)速和英寸/分鐘進給率。

　　? 示例 3：

　　假設(shè)您需要將 4.0 英寸長的直徑從 1.0 英寸粗加工到 0.75 英寸，通過兩次(每次 0.125 英寸)。其中一個通行證為 0.875，另一個通行證為 0.75。包括進場在內(nèi)，每次通行證的長度為 4.1 英寸。對于正在加工的材料和正在執(zhí)行的加工操作，刀具制造商建議使用 400 sfm 的速度和 0.011 ipr 的進給率。

　　再次，必須單獨計算每個通道。對于第一遍：

　　? rpm = 3.82 乘以 400 除以 0.875，即 1,746 rpm

　　? ipm = 0.011 乘以 1,746，或 19.206 ipm

　　? 時間 = 4.1 除以 19.206，即 0.213 分鐘(12.785 秒)

　　對于第二遍

　　? rpm = 3.82 乘以 400 除以 0.75，即 2,037 rpm

　　? ipm = 0.011 乘以 2,037，或 22.407 ipm

　　? 時間 = 4.1 除以 22.407，即 0.182 分鐘(10.924 秒)

　　在 CNC 車削中心上完成的精車和鏜孔操作的計算時間也更加復(fù)雜。為了完美地做到這一點，您必須分別處理正在加工的每個部分。出于這個原因，許多報價人會嘗試提出一個“平均”直徑，以作為轉(zhuǎn)速計算的基礎(chǔ)。這允許更快地得出一個相當(dāng)準確的加工時間。

　　加工時直徑變化

　　甚至有 CNC 車削中心操作，即使在刀具與工件接合時也需要改變直徑。最常見的兩種是端面和頸縮操作(包括切斷操作)。如果使用恒定的表面速度(應(yīng)該如此)，則以 rpm 為單位的速度將隨著端面工具向工件中心移動而加速。同樣，大多數(shù)估算者會嘗試得出平均直徑，以便快速確定大致的加工時間。