คำนวณอัตราการตัดวัสดุ (MRR) สำหรับกระบวนการตัดเฉือนโดยการป้อนความเร็วในการตัด อัตราการป้อน และความลึกของการตัด เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต
คำนวณอัตราที่วัสดุถูกตัดออกในกระบวนการกลึง
ความเร็วที่เครื่องมือกัดเคลื่อนที่สัมพันธ์กับชิ้นงาน
ระยะทางที่เครื่องมือเคลื่อนที่ต่อหนึ่งรอบ
ความหนาของวัสดุที่ถูกตัดออกในครั้งเดียว
MRR = ความเร็วในการตัด × อัตราการป้อน × ความลึกของการตัด
(v เป็นม./นาที แปลงเป็นมม./นาทีโดยการคูณด้วย 1000)
การแสดงภาพของกระบวนการกลึง
เครื่องคิดเลข อัตราการลบวัสดุ (MRR) เป็นเครื่องมือที่สำคัญสำหรับวิศวกรการผลิต ช่างกล และโปรแกรมเมอร์ CNC ที่ต้องการกำหนดว่ามีวัสดุถูกลบออกอย่างรวดเร็วในระหว่างการดำเนินการตัดเฉือน MRR เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่มีผลโดยตรงต่อผลผลิต อายุการใช้งานของเครื่องมือ คุณภาพผิว และประสิทธิภาพการตัดเฉือนโดยรวม เครื่องคิดเลขนี้ให้วิธีที่ตรงไปตรงมาในการคำนวณอัตราการลบวัสดุตามพารามิเตอร์การตัดเฉือนพื้นฐานสามประการ: ความเร็วในการตัด อัตราการป้อน และความลึกของการตัด
ไม่ว่าคุณจะกำลังปรับแต่งกระบวนการผลิต ประมาณการเวลาในการตัดเฉือน หรือเลือกเครื่องมือที่เหมาะสม การเข้าใจและคำนวณอัตราการลบวัสดุเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตัดสินใจที่มีข้อมูล เครื่องคิดเลขนี้ทำให้กระบวนการง่ายขึ้น ช่วยให้คุณสามารถกำหนด MRR สำหรับการดำเนินการตัดเฉือนต่างๆ รวมถึงการหมุน การกัด การเจาะ และกระบวนการลบวัสดุอื่นๆ
อัตราการลบวัสดุ (MRR) แสดงถึงปริมาตรของวัสดุที่ถูกลบออกจากชิ้นงานต่อหน่วยเวลาในระหว่างการดำเนินการตัดเฉือน โดยทั่วไปจะมีการแสดงในหน่วยลูกบาศก์มิลลิเมตรต่อนาที (mm³/min) ในหน่วยเมตริกหรือในหน่วยลูกบาศก์นิ้วต่อนาที (in³/min) ในหน่วยจักรวรรดิ
MRR เป็นตัวบ่งชี้พื้นฐานของผลผลิตการตัดเฉือน - ค่าของ MRR ที่สูงขึ้นโดยทั่วไปหมายถึงอัตราการผลิตที่เร็วขึ้น แต่ก็อาจนำไปสู่อายุการใช้งานของเครื่องมือที่เพิ่มขึ้น การใช้พลังงานที่สูงขึ้น และปัญหาคุณภาพที่อาจเกิดขึ้นหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม
สูตรพื้นฐานสำหรับการคำนวณอัตราการลบวัสดุคือ:
โดยที่:
ความเร็วในการตัด (v): ความเร็วที่เครื่องมือการตัดเคลื่อนที่สัมพันธ์กับชิ้นงาน โดยทั่วไปจะวัดเป็นเมตรต่อนาที (m/min) ซึ่งแสดงถึงความเร็วเชิงเส้นที่ขอบตัดของเครื่องมือ
อัตราการป้อน (f): ระยะทางที่เครื่องมือเคลื่อนที่ต่อการหมุนหนึ่งรอบของชิ้นงานหรือเครื่องมือ วัดเป็นมิลลิเมตรต่อรอบ (mm/rev) ซึ่งกำหนดว่ามีการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วผ่านวัสดุอย่างไร
ความลึกของการตัด (d): ความหนาของวัสดุที่ถูกลบออกจากชิ้นงานในครั้งเดียว วัดเป็นมิลลิเมตร (mm) ซึ่งแสดงถึงความลึกที่เครื่องมือเจาะเข้าไปในชิ้นงาน
เมื่อทำงานกับระบบหน่วยที่แตกต่างกัน สิ่งสำคัญคือต้องมั่นใจในความสอดคล้อง:
เครื่องคิดเลขอัตราการลบวัสดุมีคุณค่าในหลายสถานการณ์การผลิต:
วิศวกรและช่างกลใช้การคำนวณ MRR เพื่อปรับแต่งพารามิเตอร์การตัดเฉือน CNC เพื่อให้ได้ความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างผลผลิตและอายุการใช้งานของเครื่องมือ โดยการปรับความเร็วในการตัด อัตราการป้อน และความลึกของการตัด พวกเขาสามารถหาค่า MRR ที่เหมาะสมสำหรับวัสดุและการดำเนินการเฉพาะ
ผู้วางแผนการผลิตใช้ MRR เพื่อประมาณเวลาในการตัดเฉือนและความสามารถในการผลิต ค่าของ MRR ที่สูงขึ้นโดยทั่วไปจะส่งผลให้เวลาในการตัดเฉือนที่สั้นลง ซึ่งช่วยให้การจัดตารางเวลาและการจัดสรรทรัพยากรมีความแม่นยำมากขึ้น
ผู้ผลิตเครื่องมือการตัดและผู้ใช้พึ่งพาการคำนวณ MRR เพื่อเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะ วัสดุและรูปทรงของเครื่องมือที่แตกต่างกันมีช่วง MRR ที่เหมาะสมซึ่งพวกเขาทำงานได้ดีที่สุดในแง่ของอายุการใช้งานของเครื่องมือและคุณภาพของผิว
การคำนวณ MRR ที่แม่นยำช่วยในการประมาณค่าใช้จ่ายในการตัดเฉือนโดยให้การวัดที่เชื่อถือได้ว่าเป็นการลบวัสดุอย่างรวดเร็ว ซึ่งมีผลโดยตรงต่อเวลาเครื่องจักรและค่าแรง
ในสภาพแวดล้อมการวิจัยและพัฒนา MRR เป็นพารามิเตอร์หลักในการประเมินเครื่องมือการตัดใหม่ กลยุทธ์การตัดเฉือน และวัสดุขั้นสูง นักวิจัยใช้ MRR เป็นเกณฑ์มาตรฐานในการเปรียบเทียบวิธีการตัดเฉือนที่แตกต่างกัน
การคำนวณ MRR เป็นพื้นฐานในด้านการผลิต ช่วยให้นักเรียนเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์การตัดและผลผลิตการตัดเฉือน
ในขณะที่อัตราการลบวัสดุเป็นพารามิเตอร์การตัดเฉือนพื้นฐาน แต่ยังมีการคำนวณที่เกี่ยวข้องหลายอย่างที่ให้ข้อมูลเพิ่มเติม:
พลังงานการตัดเฉือนเฉพาะ (หรือแรงตัดเฉือนเฉพาะ) แสดงถึงพลังงานที่จำเป็นในการลบวัสดุหนึ่งหน่วยปริมาตร คำนวณได้จาก:
พารามิเตอร์นี้ช่วยในการประมาณการความต้องการพลังงานและเข้าใจประสิทธิภาพของกระบวนการตัดเฉือน
เวลาที่ใช้ในการดำเนินการตัดเฉือนสามารถคำนวณได้โดยใช้ MRR:
การคำนวณนี้มีความสำคัญต่อการวางแผนและการจัดตารางเวลา
สมการอายุการใช้งานของเครื่องมือของเทย์เลอร์เชื่อมโยงความเร็วในการตัดกับอายุการใช้งานของเครื่องมือ:
โดยที่:
สมการนี้ช่วยในการคาดการณ์ว่าการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์การตัดมีผลต่ออายุการใช้งานของเครื่องมืออย่างไร
โมเดลต่างๆ มีอยู่เพื่อคาดการณ์ความหยาบผิวตามพารามิเตอร์การตัด โดยอัตราการป้อนมักมีผลกระทบมากที่สุด:
โดยที่:
แนวคิดของอัตราการลบวัสดุได้พัฒนาไปพร้อมกับการพัฒนาเทคนิคการผลิตสมัยใหม่:
ในระหว่างการดำเนินการตัดเฉือนในยุคแรก อัตราการลบวัสดุถูกจำกัดโดยความสามารถของมนุษย์และเครื่องมือที่ล้าสมัย ช่างฝีมือพึ่งพาประสบการณ์มากกว่าการคำนวณทางคณิตศาสตร์เพื่อกำหนดพารามิเตอร์การตัด
การทำงานของเฟรดเดอริค วินสโลว์ เทย์เลอร์เกี่ยวกับการตัดโลหะในต้นปี 1900 ได้สร้างแนวทางทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกในการปรับแต่งพารามิเตอร์การตัดเฉือน งานวิจัยของเขาเกี่ยวกับเครื่องมือเหล็กความเร็วสูงนำไปสู่การพัฒนาสมการอายุการใช้งานของเทย์เลอร์ ซึ่งกล่าวถึงอัตราการลบวัสดุโดยอ้อมโดยการเชื่อมโยงความเร็วในการตัดกับอายุการใช้งานของเครื่องมือ
การเติบโตของการผลิตหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ได้ผลักดันการวิจัยอย่างมากในด้านประสิทธิภาพการตัดเฉือน การพัฒนาเครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลข (NC) ในปี 1950 สร้างความต้องการในการคำนวณพารามิเตอร์การตัดที่แม่นยำมากขึ้น รวมถึง MRR
การนำเครื่อง CNC มาใช้ในวงกว้างในปี 1970 และ 1980 ทำให้การควบคุมพารามิเตอร์การตัดเฉือนอย่างแม่นยำเป็นไปได้ ช่วยให้สามารถปรับแต่ง MRR ในกระบวนการตัดเฉือนอัตโนมัติได้
ซอฟต์แวร์ CAM (การผลิตที่ช่วยด้วยคอมพิวเตอร์) ขั้นสูงในปัจจุบันได้รวมโมเดลที่ซับซ้อนสำหรับการคำนวณและปรับแต่ง MRR ตามวัสดุชิ้นงาน ลักษณะของเครื่องมือ และความสามารถของเครื่องจักร เทคนิคการตัดเฉือนความเร็วสูงได้ผลักดันขีดจำกัดของ MRR แบบดั้งเดิม ขณะที่ความกังวลด้านความยั่งยืนได้นำไปสู่การวิจัยเกี่ยวกับการปรับแต่ง MRR เพื่อประสิทธิภาพด้านพลังงาน
นี่คือตัวอย่างการใช้งานสูตรอัตราการลบวัสดุในภาษาการเขียนโปรแกรมต่างๆ:
1' สูตร Excel สำหรับอัตราการลบวัสดุ
2=A1*1000*B1*C1
3' โดยที่ A1 คือความเร็วในการตัด (m/min) B1 คืออัตราการป้อน (mm/rev) และ C1 คือความลึกของการตัด (mm)
4
5' ฟังก์ชัน Excel VBA
6Function CalculateMRR(cuttingSpeed As Double, feedRate As Double, depthOfCut As Double) As Double
7 CalculateMRR = cuttingSpeed * 1000 * feedRate * depthOfCut
8End Function
9
1def calculate_mrr(cutting_speed, feed_rate, depth_of_cut):
2 """
3 คำนวณอัตราการลบวัสดุ (MRR) ใน mm³/min
4
5 พารามิเตอร์:
6 cutting_speed (float): ความเร็วในการตัดใน m/min
7 feed_rate (float): อัตราการป้อนใน mm/rev
8 depth_of_cut (float): ความลึกของการตัดใน mm
9
10 คืนค่า:
11 float: อัตราการลบวัสดุใน mm³/min
12 """
13 # แปลงความเร็วในการตัดจาก m/min เป็น mm/min
14 cutting_speed_mm = cutting_speed * 1000
15
16 # คำนวณ MRR
17 mrr = cutting_speed_mm * feed_rate * depth_of_cut
18
19 return mrr
20
21# ตัวอย่างการใช้งาน
22v = 100 # m/min
23f = 0.2 # mm/rev
24d = 2 # mm
25mrr = calculate_mrr(v, f, d)
26print(f"อัตราการลบวัสดุ: {mrr:.2f} mm³/min")
27
1/**
2 * คำนวณอัตราการลบวัสดุ (MRR) ใน mm³/min
3 * @param {number} cuttingSpeed - ความเร็วในการตัดใน m/min
4 * @param {number} feedRate - อัตราการป้อนใน mm/rev
5 * @param {number} depthOfCut - ความลึกของการตัดใน mm
6 * @returns {number} อัตราการลบวัสดุใน mm³/min
7 */
8function calculateMRR(cuttingSpeed, feedRate, depthOfCut) {
9 // แปลงความเร็วในการตัดจาก m/min เป็น mm/min
10 const cuttingSpeedMM = cuttingSpeed * 1000;
11
12 // คำนวณ MRR
13 const mrr = cuttingSpeedMM * feedRate * depthOfCut;
14
15 return mrr;
16}
17
18// ตัวอย่างการใช้งาน
19const v = 100; // m/min
20const f = 0.2; // mm/rev
21const d = 2; // mm
22const mrr = calculateMRR(v, f, d);
23console.log(`อัตราการลบวัสดุ: ${mrr.toFixed(2)} mm³/min`);
24
1/**
2 * คลาสยูทิลิตี้สำหรับการคำนวณการตัดเฉือน
3 */
4public class MachiningCalculator {
5
6 /**
7 * คำนวณอัตราการลบวัสดุ (MRR) ใน mm³/min
8 *
9 * @param cuttingSpeed ความเร็วในการตัดใน m/min
10 * @param feedRate อัตราการป้อนใน mm/rev
11 * @param depthOfCut ความลึกของการตัดใน mm
12 * @return อัตราการลบวัสดุใน mm³/min
13 */
14 public static double calculateMRR(double cuttingSpeed, double feedRate, double depthOfCut) {
15 // แปลงความเร็วในการตัดจาก m/min เป็น mm/min
16 double cuttingSpeedMM = cuttingSpeed * 1000;
17
18 // คำนวณ MRR
19 return cuttingSpeedMM * feedRate * depthOfCut;
20 }
21
22 public static void main(String[] args) {
23 double v = 100; // m/min
24 double f = 0.2; // mm/rev
25 double d = 2; // mm
26
27 double mrr = calculateMRR(v, f, d);
28 System.out.printf("อัตราการลบวัสดุ: %.2f mm³/min%n", mrr);
29 }
30}
31
1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3
4/**
5 * คำนวณอัตราการลบวัสดุ (MRR) ใน mm³/min
6 *
7 * @param cuttingSpeed ความเร็วในการตัดใน m/min
8 * @param feedRate อัตราการป้อนใน mm/rev
9 * @param depthOfCut ความลึกของการตัดใน mm
10 * @return อัตราการลบวัสดุใน mm³/min
11 */
12double calculateMRR(double cuttingSpeed, double feedRate, double depthOfCut) {
13 // แปลงความเร็วในการตัดจาก m/min เป็น mm/min
14 double cuttingSpeedMM = cuttingSpeed * 1000;
15
16 // คำนวณ MRR
17 return cuttingSpeedMM * feedRate * depthOfCut;
18}
19
20int main() {
21 double v = 100; // m/min
22 double f = 0.2; // mm/rev
23 double d = 2; // mm
24
25 double mrr = calculateMRR(v, f, d);
26 std::cout << "อัตราการลบวัสดุ: " << std::fixed << std::setprecision(2)
27 << mrr << " mm³/min" << std::endl;
28
29 return 0;
30}
31
อัตราการลบวัสดุ (MRR) คือปริมาตรของวัสดุที่ถูกลบออกจากชิ้นงานต่อหน่วยเวลาในระหว่างการดำเนินการตัดเฉือน โดยทั่วไปจะวัดในหน่วยลูกบาศก์มิลลิเมตรต่อนาที (mm³/min) หรือในหน่วยลูกบาศก์นิ้วต่อนาที (in³/min)
อัตราการลบวัสดุที่สูงขึ้นโดยทั่วไปจะทำให้เกิดการสึกหรอของเครื่องมือเพิ่มขึ้นและลดอายุการใช้งานของเครื่องมือเนื่องจากแรงกดและความร้อนที่มากขึ้นที่เกิดขึ้นกับขอบตัด อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์นี้ไม่ได้เป็นเชิงเส้นเสมอไปและขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยรวมถึงวัสดุเครื่องมือ วัสดุชิ้นงาน และสภาพการระบายความร้อน
โดยทั่วไปแล้ว ค่าของ MRR ที่สูงขึ้นมักจะผลิตผิวที่หยาบกว่า ในขณะที่ค่าของ MRR ที่ต่ำกว่าจะให้คุณภาพผิวที่ดีกว่า นี่เป็นเพราะความเร็วในการตัดที่สูงขึ้น อัตราการป้อน หรือความลึกของการตัด (ซึ่งเพิ่ม MRR) มักจะสร้างการสั่นสะเทือน ความร้อน และแรงตัดที่มากขึ้นซึ่งสามารถส่งผลต่อคุณภาพผิว
เพื่อแปลงจาก mm³/min เป็น in³/min ให้หารด้วย 16,387.064 (จำนวนลูกบาศก์มิลลิเมตรในหนึ่งลูกบาศก์นิ้ว) เพื่อแปลงจาก in³/min เป็น mm³/min ให้คูณด้วย 16,387.064
ปัจจัยหลายประการที่จำกัด MRR สูงสุด:
วัสดุต่างๆ มีลักษณะการตัดเฉือนที่แตกต่างกัน:
ใช่ MRR ที่ต่ำเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาต่างๆ รวมถึง:
การดำเนินการตัดเฉือนที่แตกต่างกันคำนวณ MRR เล็กน้อยแตกต่างกัน:
กลยุทธ์การปรับแต่งรวมถึง:
พลังงานที่จำเป็นสำหรับการตัดเฉือนมีความสัมพันธ์โดยตรงกับ MRR และพลังงานการตัดเฉือนเฉพาะของวัสดุชิ้นงาน ความสัมพันธ์สามารถแสดงได้ว่า: Power (kW) = MRR (mm³/min) × Specific Cutting Energy (J/mm³) / (60 × 1000)
Groover, M.P. (2020). Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems. John Wiley & Sons.
Kalpakjian, S., & Schmid, S.R. (2014). Manufacturing Engineering and Technology. Pearson.
Trent, E.M., & Wright, P.K. (2000). Metal Cutting. Butterworth-Heinemann.
Astakhov, V.P. (2006). Tribology of Metal Cutting. Elsevier.
Sandvik Coromant. (2020). Metal Cutting Technology: Technical Guide. AB Sandvik Coromant.
Machining Data Handbook. (2012). Machining Data Center, Institute of Advanced Manufacturing Sciences.
Shaw, M.C. (2005). Metal Cutting Principles. Oxford University Press.
Davim, J.P. (Ed.). (2008). Machining: Fundamentals and Recent Advances. Springer.
ลองใช้เครื่องคิดเลขอัตราการลบวัสดุของเราในวันนี้เพื่อปรับแต่งกระบวนการตัดเฉือนของคุณ ปรับปรุงผลผลิต และทำการตัดสินใจที่มีข้อมูลเกี่ยวกับการดำเนินการผลิตของคุณ!
ค้นพบเครื่องมือเพิ่มเติมที่อาจมีประโยชน์สำหรับการทำงานของคุณ