Kalkulator Kelajuan Spindel

Kalkulator kelajuan spindel menentukan kelajuan putaran, dalam putaran seminit (RPM), yang diperlukan oleh spindel alat mesin untuk beroperasi pada kelajuan pemotongan dan diameter alat tertentu. Jurumesin menggunakannya untuk menyediakan mesin kisar, mesin larik, mesin gerudi dan mesin CNC sebelum pemotongan.

Apakah kelajuan spindel?

Kelajuan spindel ialah kelajuan putaran spindel, yang diukur dalam RPM. Spindel ialah aci berputar yang memegang alat pemotong (semasa mengisar dan menggerudi) atau bahan kerja (dalam kerja melarik). Jika spindel berputar terlalu laju atau terlalu perlahan, alat boleh cepat haus, bahan boleh terbakar atau permukaan menjadi kasar.

Kelajuan spindel yang sesuai bergantung pada dua perkara: kelajuan pergerakan mata pemotong melalui bahan (kelajuan pemotongan) dan lebar alat atau bahan kerja (diameter).

Rumus kelajuan spindel

$\text{Kelajuan Spindel (RPM)} = \frac{\text{Kelajuan Pemotongan} \times 1000}{\pi \times \text{Diameter Alat}}$

• Kelajuan pemotongan ialah kelajuan mata pemotong berbanding dengan bahan, dalam meter seminit (m/min). Kelajuan ini bergantung pada bahan yang dipotong dan bahan alat.
• Diameter alat ialah diameter alat pemotong dalam milimeter (mm). Dalam kerja melarik, diameter bahan kerja digunakan sebagai ganti.
• Faktor 1000 menukarkan meter kepada milimeter supaya unitnya sepadan.
• π (pi) ialah kira-kira 3.14159. Nilai ini muncul kerana mata alat menjejaki bulatan sekali bagi setiap putaran, dan lilitan bulatan itu ialah π kali diameternya.

Alat yang lebih lebar meliputi jarak yang lebih jauh bagi setiap putaran, jadi alat itu memerlukan lebih sedikit putaran seminit untuk mencapai kelajuan pemotongan yang sama. Alat yang lebih sempit memerlukan lebih banyak putaran seminit.

Cara mengira kelajuan spindel

1. Cari kelajuan pemotongan yang disyorkan untuk bahan dan alat yang digunakan, dalam m/min. Pembekal alat dan bahan menerbitkan angka ini.
2. Ukur diameter alat (atau diameter bahan kerja untuk kerja melarik) dalam mm.
3. Darabkan kelajuan pemotongan dengan 1000.
4. Darabkan diameter alat dengan π (kira-kira 3.14159).
5. Bahagikan hasil pertama dengan hasil kedua. Jawapannya ialah kelajuan spindel dalam RPM.

Contoh pengiraan

Seorang jurumesin sedang mengisar keluli lembut menggunakan pengisar hujung karbida berdiameter 10 mm. Kelajuan pemotongan yang disyorkan untuk keluli lembut ialah kira-kira 25 m seminit.

$\text{RPM} = \frac{25 \times 1000}{\pi \times 10} = \frac{25{,}000}{31.42} \approx 795.8 \text{ RPM}$

Jurumesin menetapkan spindel pada kira-kira 796 RPM.

Kelajuan spindel biasa mengikut bahan

Angka ini menggunakan alat berdiameter 10 mm dan kelajuan pemotongan biasa untuk alat keluli berkelajuan tinggi atau karbida. Angka ini ialah titik permulaan, bukannya peraturan tetap, kerana nilai tepat bergantung pada alat dan mesin.

Logam yang lebih lembut dan lebih baik mengalirkan haba, seperti aluminium, boleh menahan kelajuan pemotongan yang jauh lebih tinggi berbanding logam yang lebih keras atau sensitif terhadap haba, seperti titanium.

Mengapa diameter alat penting

Diameter dan kelajuan spindel mempunyai hubungan berkadar songsang. Jika diameter alat digandakan, RPM yang diperlukan menjadi separuh kerana mata alat yang lebih besar sudah meliputi jarak dua kali ganda bagi setiap putaran. Oleh itu, mata gerudi kecil berputar jauh lebih laju daripada mata gerudi besar untuk memotong bahan yang sama pada kelajuan pemotongan yang sama.

Melarik berbanding mengisar dan menggerudi

Dalam kerja mengisar dan menggerudi, diameter yang digunakan dalam rumus ialah diameter alat pemotong yang berputar. Dalam kerja melarik, bahan kerja berputar dan bukannya alat, jadi diameter bahan kerja digunakan. Oleh sebab bahan kerja sering menjadi lebih sempit apabila bahan dikeluarkan, sesetengah mesin larik menggunakan kawalan kelajuan permukaan malar untuk menaikkan RPM secara automatik apabila diameter mengecil, sekali gus mengekalkan kelajuan pemotongan.

Melaraskan kelajuan yang dikira

Rumus ini memberikan nilai permulaan. Jurumesin sering melaraskannya berdasarkan:

• Keadaan alat. Alat yang haus atau tumpul mungkin memerlukan kelajuan yang lebih rendah.
• Kekakuan mesin. Mesin atau pemasangan yang kurang tegar mungkin bergetar pada kelajuan yang dikira dan memerlukan kelajuan yang lebih rendah.
• Penyejukan. Pemotongan kering selalunya memerlukan kelajuan yang lebih rendah berbanding pemotongan menggunakan bahan penyejuk.
• Kelajuan yang tersedia. Mesin lama dengan takal dipacu tali sawat hanya menawarkan beberapa kelajuan tetap, jadi jurumesin memilih kelajuan yang paling hampir pada atau di bawah nilai yang dikira.

Menjalankan spindel terlalu laju cenderung menyebabkan alat cepat haus atau patah dan boleh menghanguskan bahan kerja. Menjalankannya terlalu perlahan menghasilkan serpihan panjang seperti benang dan kemasan permukaan yang kurang baik kerana alat bergesel dan bukannya memotong dengan kemas.

Soalan lazim

Apakah kelajuan spindel dalam pemesinan? Kelajuan spindel ialah kelajuan putaran spindel alat mesin, dalam RPM. Kelajuan ini menentukan kadar putaran alat pemotong atau bahan kerja semasa pemotongan.

Bagaimanakah saya mengira kelajuan spindel? Darabkan kelajuan pemotongan (dalam m/min) dengan 1000, kemudian bahagikan dengan π didarab dengan diameter alat (dalam mm). Hasilnya ialah kelajuan spindel dalam RPM.

Mengapa diameter alat mengubah kelajuan spindel? Alat yang berdiameter lebih besar meliputi jarak yang lebih jauh dalam satu putaran. Untuk mengekalkan kelajuan pemotongan yang sama pada mata alat, alat itu mesti berputar lebih perlahan berbanding alat yang lebih kecil.

Apakah yang berlaku jika kelajuan spindel ditetapkan terlalu tinggi atau terlalu rendah? Kelajuan yang terlalu tinggi menyebabkan alat cepat haus, alat patah serta bahan kerja terbakar atau berubah warna. Kelajuan yang terlalu rendah menyebabkan pembentukan serpihan yang kurang baik, kemasan permukaan yang kasar dan pemotongan yang lebih perlahan.

Adakah rumus yang sama berfungsi untuk kerja melarik, mengisar dan menggerudi? Ya. Rumusnya sama untuk ketiga-tiganya. Dalam kerja mengisar dan menggerudi, diameter itu ialah diameter alat pemotong. Dalam kerja melarik, diameter itu ialah diameter bahan kerja pada titik pemotongan.

Bolehkah saya menggunakan kaki seminit dan bukannya meter seminit? Rumus di atas menggunakan meter seminit. Untuk menukarkan kaki seminit kepada meter seminit, darabkan dengan 0.3048.