CNC木工铣刀加工速度与进给率计算与应用

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🧮 计算 CNC 加工的速度与进给率速度与进给率计算指南在设置任何切割文件之前，如果要达到所需的表面光洁度和精度，必须考虑某些参数。其中最重要的因素之一是每齿切削负荷（Chip load per Tooth, Cpt）。切削负荷可以定义为刀具每旋转一圈，每个刃口（flute）去除的切屑的大小或厚度。当加工材料时，刀具必须以特定的转速（RPM）旋转，并以特定的进给率（Feed rate）进给，以达到适当的切削负荷。在选择合适的转速和进给率时，还需要考虑几个因素。所使用的进给率取决于多种因素，包括机器的功率和刚性、工件夹持的刚性、主轴马力、切削深度和宽度、切削刀具的锋利程度、刀具的设计和类型，以及被切割的材料。为了获得最佳的切削负荷，您必须结合这些变量以及您打算切割的机器和材料进行综合考虑。这将帮助您找到针对任何给定刀具和材料的最佳进给率和转速。

记住一点：要产生切屑，而不是粉尘。切屑有助于带走切削过程中产生的热量，从而延长刀具寿命并改善边缘质量。

速度和进给率通常在用于创建机器程序的编程软件中设置。有许多资源可以帮助确定特定材料/雕刻刀组合的合适设置。这些通常提供了一个良好的起点，但通常可以通过少量的试错法进一步优化。大多数机器控制器允许您在程序运行时调整进给率，通过聆听刀具发出的声音，这是优化参数的一个好方法。

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📐 进给率计算公式进给率使用以下方程计算：Feed = N x T x ZN = 切削刃数量（刃数/flutes）T= 切削负荷（每齿切屑量），指刀具旋转并推进工件时，每个齿应去除的材料量（毫米/齿）。Z= RPM，刀具在主轴中旋转的速度（每分钟转数）。我们将分解进给率、切削刃数量、切削负荷和转速之间的关系。对于大多数材料，都有推荐的切削负荷值。根据此公式，随着转速的增加，如果所有其他设置保持不变，进给率也会增加。然而，如果切削刃数量发生变化，进给率将根据数量的增减而相应增减。同样的原则也适用于切削负荷；如果推荐切削负荷是 0.1 mm/tooth，转速、进给率或切削刃数量可能会上下调整以维持所需的切削负荷。因此，如果切削负荷保持不变，而进给率增加，那么转速和/或切削刃数量必须增加以维持推荐的切削负荷。在计算任何材料的进给率时，切削负荷是最重要的因素之一，因为它决定了每个齿将去除的材料量，以及每个齿必须承受的负载。影响切削负荷的另一个因素是刀具直径。较大的刀具能够承受更大的切削负荷。

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📊 参数对照表基于上述公式（Feed = N × T × Z），以下是不同条件下的进给率变化：

切削刃数量 (N)

切屑厚度 (T)

18,000 RPM

21,000 RPM

24,000 RPM

1

0.1 mm

1,800

2,100

2,400

2

0.1 mm

3,600

4,200

4,800

3

0.1 mm

5,400

6,300

7,200

1

0.4 mm

7,200

8,400

9,600

2

0.4 mm

14,400

16,800

19,200

3

0.4 mm

21,600

25,200

28,800

因此，取决于刀具直径，如果转速和切削刃数量保持不变，较大直径的刀具切削负荷会增加，因此进给率也会增加。在加工较软的材料或使用短粗的雕刻刀时，可以增加切削负荷。如果使用特长雕刻刀，则应减小切削负荷。对于您将在 CNC 雕刻机上切割的大多数材料，您通常会将转速设置在12,000 到 24,000之间，并调整进给率以获得所需的结果。选择的速度和进给率会受到所用主轴功率的影响。高功率主轴会产生更大的扭矩，从而使机器能够在各种转速下运行（扭矩会随着转速降低而下降）。各种尺寸刀具的典型切屑厚度值

刀具直径

硬木

软木/胶合板

中密度纤维板/刨花板

软塑料

硬塑料

铝

3mm

.08 -.13

.1 - .15

.1 - .18

.1 - .15

.15 - .2

.05 - .1

6mm

.23 - .28

.28 - .33

.33 - .41

.2 - .3

.25 - .3

.08 - .15

10mm

.38 - .46

.43 - .51

.51 - .58

.2 - .3

.25 - .3

.1 - .2

12mm+

.48 - .53

.53 - .58

.64 - .69

.25 - .36

.3 - .41

.2 - .25

尽管有计算进给率的公式，但您会发现最佳进给率是由经验决定的。您通常会从计算出的进给率开始。在理想条件下，通常建议将实际进给率设置为计算量的大约一半，然后逐渐增加到机器的能力和所需的表面光洁度。

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⚙️ 其他关键因素一旦确定了开始的进给和速度，还有其他因素需要考虑。切削方向下一件要考虑的事情是切削方向，即刀具进给进入材料的方向。常规铣削（顺铣/Cutting Forward）：最常用的方法。在这种方法中，工件迎着刀具的旋转方向进给。** climb milling（逆铣/Cutting Reverse）：** 对于这种加工方法，工件和机器必须非常刚性。在加工有色金属时，应使用 climb milling 以获得良好的表面光洁度。切削深度切削深度会影响边缘光洁度以及刀具寿命。您必须根据材料类型和刀具尺寸调整深度以达到所需的结果。通常，切削深度等于刀具半径是在切割有色金属时的一个良好起点。

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✅ 注意事项 (Do's and Don'ts)✅ 要做的事确保您拥有适合待加工材料的正确雕刻刀。在为新材料或新雕刻刀编程时，查找推荐的设置。如果您没有达到预期的质量或生产力，请咨询您的机器供应商。确保您的夹头没有磨损，并且刀具安装正确。如果不确定，请从较低的进给率和下刀率开始，以避免潜在的刀具断裂或机器损坏。❌ 不要做的事不要忘记在运行主程序之前，在备用材料上进行一些测试切割是检查设置的好方法。不要使用磨损或损坏的雕刻刀，这会导致过热和切割质量差。如果您听到异常的切割噪音，不要继续切割。暂停机器并检查雕刻刀和设置。（注：原文此处逻辑似有笔误，意为“不要不暂停机器去检查”，或者意指“若听到异响，应暂停并检查”）。不要在单次通过中切得太深。有时，使用较高的进给率和两次或更多次通过，比以低进给率单次切割更有效率。