DIY桌面CNC機床進給和速度的計算秘密

線上加工速度與進給量計算工具專為工業級機器設計，其 非常堅固，能承受高負荷。但它們不適用於DIY或桌面型CNC機器。 路由器。因此，我將談談我是如何找到正確的切削速度和進給量，以將我的機器推到極限的。 我將通過不斷推進我自己的機器，直到它再也無法承受為止，來展示這一點。 此邏輯與方法適用於任何CNC機器，但特別適用於 至於任何桌上型或愛好者級的CNC機器。在我的上一個影片中，我打造了一台桌上型的DIY機器 CNC銑床。我用它加工過鋁和鋼。但我沒能完成 充分發揮機器的潛力。從那以後，我對它進行了一些升級。 機器上進行操作，並致力於尋找合適的切削速度、進給量及其他加工參數。 在我們開始實際加工之前，讓我們先來看看能幫助我們達成目標的理論知識。 我們的目標是實現更快的加工。請繼續跟著我。我向你保證，這絕對值得。 加工性能全在於切屑，其大小或厚度。 某種金屬的形狀和顏色。當刀具旋轉並與材料接觸時， 它會切下一部分材料，形成切屑。切屑的厚度取決於主軸。 每分鐘轉速、進給速率、切削深度或步距、刀具的刃數以及其他許多因素 因素。假設我們一次只改變其中一個因素，而其他所有因素保持不變。 保持不變，可通過降低主軸轉速來增加切屑厚度。 或通過提高進給速率，或通過減少銑刀的刃數來實現。 或通過增加步距來實現。這些內容如箭頭右側所示 代表切屑厚度增加的方向。如果你持續增加切屑 透過使用上述任何或全部因素，最終切屑負荷將會過高 導致工具堵塞或損壞、馬達跳步等多個問題， 主軸卡死等問題。本質上，這正是貪多嚼不爛的真實寫照。 在光譜的另一端，如果切屑厚度過低，刀具可能會發生轉變 變成砂紙，導致工具僅在工件表面摩擦。 而且不裁剪任何素材。我們希望找到一個平衡點，這正是問題的關鍵所在。 我們正在嘗試做的是。調整速度時還有一個更重要的方面需要考慮。 會大幅影響整個過程的進料，也就是刀具路徑。 我將全程使用適應性清角或高效銑削（HEM）刀具路徑。 這些工具的原理在於，其在切割時會以弧線而非直線移動。 這確保了切削過程中刀片厚度保持均勻。一個例子是 這裡右側顯示的是適應性清角刀具路徑，而左側則是傳統的直線刀具路徑。 線路刀具路徑。適應性銑削的目標是通過減少刀具的徑向負載來實現。 進刀量或切削寬度，但大幅提高進給速率並使用極高的 軸向接觸以實現高材料去除率。高軸向接觸意味著極大的接觸深度。 我們工具的長度在切割材料時，不僅僅是尖端部分在起作用，而是整體長度都在參與切割。因此，我們希望有更多部分能夠發揮作用。 左側的範例，而非右側。這對於提升材料去除率非常有幫助。 不僅在大型工業機器中，也在缺乏剛性的小型機器中 承受高徑向負載。現在你已經了解了其中的原理，讓我們來看看它實際上是否有效。 實際上是通過製作一些晶片來實現的。這裡我有三次獨立的嘗試，其中使用了鋁。 正在加工中。這裡的目的不是給出具體數字，因為這些數字可能有所不同。 根據不同機器的剛性、主軸承載能力等條件而有所差異。但這是要讓您了解的 軌跡與遵循的邏輯。從左到右，切屑厚度逐漸增加。 每次接續的嘗試。第一個的主軸轉速為 12,000 rpm，進給速率為 8 英寸 每分鐘200毫米，切削重疊率或徑向切深為20%，相當於5000，以及 切削深度為四分之一英寸或6.35毫米，相當於該硬幣直徑的整個尺寸。 英寸刀具。重疊率20%高於常規適應性清角加工的水平。通常建議 我們使用百分之八到百分之十，並透過提高進給速率來補足這些較輕的切削，但我是 僅使用 20% 是因為我想推動機器。一旦我知道了限制，就可以減少重疊。 並提高進給速度，稍後在影片中我會示範。這是表面狀況 外觀看起來就像是第一次嘗試的樣子。對於下一次，切屑負荷已經增加。 將進給速率加倍至每分鐘16英寸。這台機器似乎能很好地處理此情況，無任何問題。 問題。以下是表面粗糙度的檢視。進一步增加切屑負荷，透過提高切屑量。 進給速率似乎也運作正常，但我們開始聽到震動的噪音。 正是在刀具剛接觸材料開始切削的瞬間。如前所述， 也可以通過增加重疊度來提高切屑負荷。我們已經處於一個非常高的值。 20%。讓我們看看當我們將其提高到40%時會發生什麼情況。看起來它還挺好的。 但一開始薯片非常燙，我之所以知道，是因為其中一片掉到了我的手上。 而且很快便發生了這情況。工具堵塞了。這實在是意料之中。我們真的試著用力推進 這台機器的妙處在於適應性銑削。我們可以降低重疊度或徑向重疊度。 切削深度調整至12％或三毫英寸，並提高進給速率。在此情況下，我將進給速率加倍。 進給速率設定為每分鐘48英寸，是上次嘗試時的兩倍。 工具堵塞了。因此我們會減輕切削力度，但加快進給速度，這樣就能順利應對。這是 太棒了。我們原本希望能更快，但我明白我的步進馬達會開始出現問題。 跳過任何較高速度的步驟。但對於桌面型自組機器來說，這非常棒且極具滿足感。 我希望這能幫助釐清我用來計算切削速度與進給率時所採用的邏輯。 以及其他參數。讓我們將其轉換為鋼材。我們知道鋼材要硬得多，也更堅韌。 比鋁更重。我使用的鋼材是304不鏽鋼，這是一種非常有名的材料。 由於加工的需要，我們肯定需要採用較輕的切削量。正如前面理論部分所提到的， 一種做法是增加刀具上的刃數，從而使每個切削刃 正在啃得淺一些。所以我這裡使用四刃刀具。這也有幫助。 為了使刀具承受的負載更加均勻，我認為使用四刃銑刀並降低 重疊度降至10％或2.5毫米，並將進給量降低至每分鐘8英寸，將可減少 切削量多到機器無法承受。但這根本不是它喜歡的。刀具開始黏住。 立即提升。讓我們再稍微降低一點，將主軸轉速降至7200 rpm。 讓我們切得更輕一些。好吧，這其實也不錯。你可能已經注意到，我有 同時也減少了軸向切削深度。這並非因為自適應清角加工無法進行，而是…… 處理它。適應性清角的重點在於使用較大的軸向切深。但我剛才卻沒有 當然，我無法確定我的斜坡值（即刀具達到軸向切深的速率） 準確無誤，才能讓我 的工具深入到如此深處而不會造成災難。 到目前為止的所有嘗試中，我一直使用每分鐘2英寸的極慢進給率。 或每分鐘50毫米。因此，我目前仍堅持使用此較低的軸向切深值。 一旦我对切削速度更有信心，我就会增加轴向切削深度。你將 稍後再看。既然那一次嘗試成功了，我便運用適應性清除原則。 再次說明，正如你可能已經猜到的，這次我將步進量減小至 8% 或 2 個千分尺。 並將進給速率提高至每分鐘12英寸。正如預期的那樣，這效果非常好。現在我可以嘗試 將刀具緩慢進給至四分之一英寸的全軸向深度，以增加軸向切屑負荷。 這台桌面式自組型CNC能夠以相當不錯的材料去除速率，加工出非常棘手的工件。 現在我們可以應用所開發的製程參數，並製造一個示例零件。 我已選擇了一個需要銑削的區域， 鑽孔加工與輪廓加工。首先，我們將使用適應性清角法處理凹槽。 接下來是鑽孔。這兩項操作均使用 我們所開發的清除參數。最後一項要完成的是外輪廓。 外部輪廓無法使用自動清除功能，整個刀具必須與材料完全接觸。 在這種情況下，我必須以每分鐘4英寸的進給速度極其緩慢地進行加工。 軸向切深為1/16英寸。這樣，零件就完成了。 從機器上下來後，經過這些敲打，經過一些修整後，最終的樣子就是這樣。 如果你喜歡影片中的解釋並有所收穫，請