+201503144483

📞

حاسبة زمن التشغيل على المخرطة وسرعة الغزل والقدرة

سؤال الورشة الشهير: «عمود Ø100 بطول 200 مم، قطع 6 مم، ادراج carbide — الـ RPM كام والوقت كام؟» — القانون n = 1000 × Vc ÷ (π × D): سرعة قطع 200 m/min على قطر 100 مم تعطي 637 rpm، ومن T = L ÷ (n × f) مع تغذية 0.30 مم/ثورة يطلع المرور 1.05 دقيقة، وعمق 6 مم بحد عمق 2 مم في المرور = 3 مرور فالزمن الكلي 3.54 دقيقة (مع 8 ثواني توجه لكل مرور).

وهنا بيتضح فخ الوحدات: أوروبا ومصر m/min وmm/rev وµm، وأمريكا SFM وinch/rev وµin — و1 m/min = 3.281 SFM. لو كتبت SFM في خانة m/min فالـ RPM هيزيد 3.3× على طول، و1 µm = 40 µin فنفس السطح يكتبونه Ra 125 µin ونكتبه 3.2 µm. الحاسبة بتشتغل على النظامين ومفتاح الوحدة في الفورم.

والباقي بيتخرج من نفس الأرقام: معدل إزالة المعدن MRR = a × f × Vc = 120 سم³/دقيقة (≈ 942 جم/دقيقة على الفولاذ)، وقدرة القطع 4,000 وات فالموتور 4,706 وات عند كفاءة 85٪ (≈ 4.7 kW ≈ 6.3 hp)، والتشطيب النظري 3.52 µm — ومعدل 120 ج/ساعة على زمن 2.09 دقيقة (مرورين) يعطي 4.19 جنيه للقطعة.

سرعة القطع Vc قطر القطع طول القطع التغذية لكل ثورة عمق القطع وحد المرور سرعة الغزل RPM زمن المرور والكلي MRR والقدرة Ra والتكلفة

المحاكاة: القطعة بتغزل والأداة بتقطع

— — — — —

—

المدخلات

m/min

من دليل الادراج — المدى 1–1,200 m/min (أو SFM حسب مفتاح السرعة).

بتأثر على Vc وحدها — القانون الأمريكي n = 3.82 × SFM ÷ D(بوصة).

مم

القطر المتزايد للقطع — مش قطر الظرف؛ المدى حتى 1,000 مم.

مم

الطول اللي الأداة بتقطعه فعلاً — المدى حتى 5,000 مم؛ L/D > 8 يحتاج دعم.

مم/ثورة

—

—

مم

اللي بيحدد عدد المرات — على القطر (نصف القطر المتزايد = عمق القطع).

مم

من دليل الادراج (غالباً 0.5–3 مم) — بيأثر على MRR والقدرة كمان.

N/mm²

الوسط من نطاق الدليل — للقدرة فقط؛ الجدول التوضيحي تحت فيه النطاقات.

مم

—

ثانية

—

٪

النموذجي 85٪ (نفس مستند حاسبة الكفاءة الميكانيكية) — لقدرة الموتور فقط.

ج/ساعة

—

—

الحقول المظللة لا تمر الفحص — صحّحها أولاً. أزرار المادة تعبّئ Vc وkc بقيم Carbide من الدليل.

● —
سرعة الغزل — rpm —
زمن المرور الواحد — دقيقة —
الزمن الكلي للقطعة — دقيقة —
عدد المرات — مرور —

—

—

    القوانين المستخدمة

    n (rpm) = 1000 × Vc ÷ (π × D) — Vc بـ m/min وD بـ مم
    n (rpm) = 12 × SFM ÷ (π × D(بوصة)) = 3.82 × SFM ÷ D(بوصة) — الطريق الأمريكي
    T_pass (دقيقة) = L ÷ (n × f) — L مم وf مم/ثورة
    N = ceil(عمق القطع ÷ أقصى عمق/مرور) · T_total = N × T_pass + N × زمن التوجه
    MRR (سم³/دقيقة) = a × f × Vc — a أقصى عمق في المرور
    P_cut (وات) = kc × a × f × Vc ÷ 60 · P_motor = P_cut ÷ η (η ≈ 0.85)
    Ra النظري (µm) = f² ÷ (32 × r_n) × 1000 — وبالرسم الأمريكي ×40 µin
    تكلفة القطعة = (T_total ÷ 60) × معدل الماكينة-ساعة

    جدول سرعة القطع Vc (m/min): HSS مقابل Carbide

    المادةHSSCarbideملاحظة
    فولاذ (كاربون)25 – 35180 – 280الفرق ≈ 7× — نفس القطعة بتاخد سبع الزمن تقريباً
    حديد زهر30 – 45200 – 350الافضل للقطع المتقطع — ادراج مخصصة
    ستانلس ستيل15 – 25120 – 200الأدنى — القطع الجاف ممنوع
    ألومنيوم40 – 80300 – 700شرائح لزجة — زاوية قطع كبيرة وسائل
    نحاس30 – 60200 – 400تلميع — feed صغيرة وr_n كبيرة

    النطاقات من أدلة موردي الادراج (Sandvik/Iscar/Walter) وMachinery's Handbook — القيم الفعلية ±20٪ حسب الدليل؛ الأزرار في الفورم بتدي قيمة Carbide.

    جدول مقاومة القطع النوعية kc (N/mm²)

    المادةأدنىأعلىالقيمة المستخدمة
    فولاذ (كاربون)1,8002,2002,000
    حديد زهر1,3001,8001,550
    ستانلس ستيل2,0002,5002,250
    ألومنيوم600900750
    نحاس9001,2001,050
    برونز1,0001,400— (مخصص)

    kc من JMC/AWS وأدلة الادراج — بتدخل في قدرة القطع فقط (MRR لا يتأثر بها).

    تحويلات الوحدات (متري ↔ أمريكي)

    البندمتريأمريكيمثال على الافتراضي
    سرعة القطع200 m/min656 SFM1 m/min = 3.281 SFM — لو كتفته في الخانة الغلط الـ RPM يتغيّر 3.3×
    القطر100 مم3.937 بوصةn = 637 rpm بالطريقين (1000×200/(π×100) = 3.82×656/3.937)
    التغذية0.30 مم/ثورة0.0118 بوصة/ثورةنفس الزمن (1.05 دقيقة) — بس الرقم بيتكتب مختلف
    التشطيب Ra3.52 µm141 µin1 µm = 40 µin — الرسم الأمريكي يكتب Ra 140
    القدرة4.71 kW6.31 hp1 hp = 0.746 kW — نفس الموتور برقمين

    مفتاحا الوحدة في الفورم (mm/in للقطر والطول والتغذية، وm/min|SFM لـ Vc) — والقانون واحد بعد التحويل.

    مستويات التشطيب السطحي Ra (ISO 4287 مقابل ASME B46.1)

    Ra (µm)Ra (µin)مقابل N (ISO 230-1)الاستخدام النموذجي
    0.416N5تلميع/دقة عالية — feed ≤ 0.10 مم/ثورة
    0.832N6سطح مضغوط/محمل — feed 0.10–0.15
    1.663N7سطح محامل وشطف — feed 0.15–0.20
    3.2125N8الأشهر على الرسم — feed 0.20–0.30 (الافتراضي هنا 3.52)
    6.3250N9قطع خشن مقبول — feed 0.35–0.45
    12.5500N10حد التحذير هنا — قطع خشن/تقطيع

    Ra النظري = f² ÷ (32 × r_n) × 1000 — عمودياً على التغذية (مربعها) وعكسياً على r_n؛ التشطيب الفعلي أسوأ (اهتزاز + سائل + تآكل).

    المقارنة بين المراجع: أمريكا وأوروبا ومصر

    البندأمريكا (US)أوروبا (EU)مصرالأثر على الحساب
    وحدة سرعة القطعSFM (قدم/دقيقة)m/minm/min1 m/min = 3.281 SFM — إدخال SFM في خانة m/min يغيّر الـ RPM 3.3×
    وحدة التغذيةinch/rev (8 TPI → 0.125 in/rev)mm/revmm/rev0.3 mm/rev = 0.0118 in/rev — الفرق يغيّر الزمن بنسبة مباشرة
    التشطيب السطحيASME B46.1 بـ µin (Ra 125 µin)ISO 4287/2192 بـ µm (Ra 3.2 µm)ISO (متري)1 µm = 40 µin — نفس السطح برقمين مختلفين
    رمز التشطيب على الرسمASME Y14.5 / B46.1ISO 1302ISOنفس السطح برمز مختلف — لازم وحدة متفق عليها في أمر الشغل
    قبول الماكينة (دقة)ASME B5.34ISO 3696-1 + ISO 230-2ISOدقة المحور تعني تقطيعاً إضافياً للتحقيق في الزمن الفعلي
    بيانات القطعMachinery's Handbook / Cat-Carbide (SFM)ISO 3696 + أدلة Sandvik/Iscar/Walter (m/min)مستورد + واقع السوقنفس الأداة تعطي Vc مختلف ±20٪ حسب الدليل
    وحدة القدرةhpkWkW1 hp = 0.746 kW — ماكينة 5 hp = 3.73 kW
    المراجع الأساسية
    1. Machinery's Handbook (31f) — باب Machining: جداول SFM وقوانين n = 12·SFM/(π·D).
    2. أدلة موردي الادراج (Sandvik Coromant / Iscar / Walter) — جداول Vc وkc وdoc.
    3. ISO 3696-1 (مخارط أفقية — شروط قبول) + ASME B5.34 (القبول الأمريكي).
    4. ISO 4287 / ISO 2192 (مقاطع السطح — Ra بالـ µm) مقابل ASME B46.1 (µin).
    5. ISO 1302 (رموز التشطيب على الرسم) مقابل ASME Y14.5.
    6. ISO 230-2 (إثبات دقة ماكينات التشغيل) — أثرها على الزمن الفعلي.
    7. Kalpakjian & Schmid, Manufacturing Processes — MRR وقطع المعادن.
    8. JMC / AWS — مقاومة القطع النوعية kc لقيم المواد.

    ملاحظات تشغيلية مهمة

    1. لا تتجاوز حدود الماكينة والظرف في الـ RPM —Chuck الصغير بياخد rpm أعلى من الكبير، والظرف نفسه له حد سرعة.
    2. L/D > 8 يحتاج دعم (tailstock) وقيم قطع أقل — القطعة الطويلة المهتزة بتدي Ra أسوأ وخطر chatter أعلى.
    3. القطع الجاف في الستانلس ممنوع — سائل تبريد ضروري، وهو خارج التكلفة المعروضة.
    4. التكلفة لا تشمل الخام — المعدل على الماكينة-ساعة فقط (كهربة + إهلاك) من حاسبة تكلفة التشغيل.
    5. الـ SFM في أمريكا بيتقاس على القطر الأكبر — على القطر المتزايد الـ RPM لازم يزيد مع تقدم القطع.
    6. Ra النظري يفترض اهتزاز صفر وظرفاً مثالياً — التشطيب الفعلي أسوأ دايماً.
    7. قِس القطع الفعلي بمقياس Ra (سطح مقارنة أو مقياس profilometer) واعمل حسابك على أساسه.
    8. نظّف الشرائح في القطع اللزج (ألومنيوم/نحاس) — الشريحة الملتفة على السيف ترفع Ra وتخنق السائل.

    النتائج محسوبة بقوانين قطع قياسية (n = 1000·Vc/πD، T = L/n·f، MRR = a·f·Vc، P = kc·a·f·Vc/60، Ra = f²/32r_n) مع قيم kc وVc نطاقية من أدلة القطع (Machinery's Handbook / أدلة موردي الادراج). لا تشمل: حدود سرعة الماكينة والظرف، قدرة الموتور الفعلية عند الدوران المنخفض (constant-torque)، اهتزاز القطع الطويل (L/D > 8)، جودة السائل والتبريد، تآكل الادراج، زمن التثبيت والقياس، ولا دقة ISO 3696/ASME B5.34 للماكينة. التشطيب النظري حد أعلى نظري — التشطيب الفعلي أسوأ. القيم بالوحدات المتريية (m/min، mm/rev، µm) ولها مقابل أمريكي (SFM، in/rev، µin) — لا تخلط الوحدات.

    كيف تستخدم الحاسبة

    1. اختر المادة (أو اضغط زراً جاهزاً — يعبّي Vc وkc من أدلة الادراج).
    2. أدخل القطر اللي بتقطع فيه فعلاً — مش قطر الظرف.
    3. أدخل طول القطع L (اللي الأداة بتقطعه، مش طول العمود كامل).
    4. أدخل التغذية f من دليل الادراج/الماكينة (0.02–2.00 مم/ثورة).
    5. أدخل عمق القطع الكلي وأقصى عمق في المرور (doc) — ومنهم عدد المرات.
    6. أدخل r_n من كود الادراج للتشطيب النظري، وزمن التوجه لكل مرور.
    7. راجع الـ RPM والزمن الكلي والقدرة والتكلفة — وعداد المرات في الرسم.

    الأسئلة الشائعة

    القطر 100 مم وVc 200 — الـ RPM كام؟

    n = 1000×200/(π×100) = 637 rpm. لو الـ Vc بالـ SFM حوّله الأول (200 m/min = 656 SFM) — والقانون الأمريكي n = 3.82×SFM÷D(بوصة) يعطي نفس الرقم على نفس القطر.

    المرور بياخد كام دقيقة؟

    T = L/(n×f): طول 200 مم مع 637 rpm وتغذية 0.3 مم/ثورة = 1.05 دقيقة للمرور الواحد.

    عايز أقطع عمق 6 مم — كام مرة؟

    بحد عمق 2 مم في المرور = 3 مرور ⇒ 3.14 دقيقة (من غير أوقات التوجه) — مع 8 ثواني فراغ لكل مرور = 3.54 دقيقة للقطعة.

    الماكينة محتاجة موتور قد إيه؟

    قدرة القطع kc×a×f×Vc/60 = 4,000 وات (فولاذ، a2/f0.3/Vc200)؛ بقسمة على كفاءة 85٪ = 4,706 وات أي 4.71 kW ≈ 6.31 hp.

    التشطيب هيطلع Ra كام؟

    النظري f²/(32×r_n): تغذية 0.3 مع r_n 0.8 = 3.52 µm (أي 141 µin في الرسم الأمريكي). التشطيب الفعلي بيتأثر بالاهتزاز والسائل والظرف.

    أقلّل التغذية نصّ — التشطيب يتحسن قد إيه؟

    Ra بيتناسب مع مربع التغذية: 0.3 → 0.15 مم/ثورة يخلي 3.52 → 0.88 µm، والزمن يضاعف.

    m/min ولا SFM؟

    أوروبا/مصر m/min، أمريكا SFM؛ 1 m/min = 3.281 SFM. لو كتبت SFM في خانة m/min الـ RPM هيزيد 3.3×.

    القدرة بالـ hp ولا kW؟

    أوروبا/مصر kW؛ أمريكا hp؛ 1 hp = 0.746 kW. ماكينة 5 hp = 3.73 kW.

    معدل إزالة المعدن بيقول لي إيه؟

    MRR = a×f×Vc = 120 سم³/دقيقة في المثال: كل دقيقة بتشيل 120 سم³ من الفولاذ (≈ 942 جم/دقيقة عند ρ=7850).

    التكلفة للقطعة كام؟

    زمن 2.09 دقيقة (مرورين بحد عمق 3 مم) × معدل 120 ج/ساعة = 4.19 ج (ماكينة فقط — من غير الخام والادراج والسائل).

    أدوات مرتبطة

    حاسبة عزم الموتور والقدرة حاسبة سرعة البكرة والـ RPM حاسبة الكفاءة الميكانيكية حاسبة تكلفة تشغيل الماكينة محوّل الوحدات الهندسية كل الأدوات
    سرعة الغزل — الزمن الكلي — Ra — —
    مقارنة:

    سياسة الاسترجاع

    شحن مجاني واسترجاع سهل خلال 14 يوماً لضمان تجربة تسوق خالية من المخاطر.

    الشحن السريع

    توصيل سريع وآمن لجميع المناطق مع تتبع لحظي لطلبك.

    الدعم الفني

    فريق دعم فني متاح على مدار الساعة لمساعدتك في أي وقت.

    ضمان الجودة

    منتجات أصلية مع ضمان لمدة سنتين على جميع القطع.