गति और फ़ीड

खराद कार्य के संदर्भ में गति और फ़ीड की कुछ मौलिक अवधारणाओं को दर्शाने वाली रेखाचित्र। वर्कपीस के कोणीय वेग (रेव/मिनट) को मशीनकारों द्वारा स्पिंडल गति। वर्कपीस की सतह पर इसके स्पर्शरेखा रैखिक समतुल्य (एम/मिनट या डब्ल्यू:सतह फीट प्रति मिनट) को काटने की गति , सतह गति , या बस गतिमशीनकारों द्वारा किया जाता हैं। फ़ीड एक्स-अक्ष या Z-अक्ष (सामान्यतः खराद कार्य के लिए मिमी/रेव या इंच/रेव, कभी-कभी मिमी/मिनट या इंच/मिनट के रूप में मापा जाता है)। ध्यान दें कि जैसे-जैसे उपकरण वर्कपीस के केंद्र के समीप आता है, उसी स्पिंडल गति से सतह (काटने) की गति कम हो जाएगी (क्योंकि प्रत्येक चक्कर छोटी परिधि दूरी का प्रतिनिधित्व करता है, अपितु समान समय लेता है)। अधिकांश सीएनसी लेथ में उस प्राकृतिक कमी का प्रतिकार करने के लिए w:G-code#G96 होता है, जो उपकरण के अंदर गिरने पर स्पिंडल को गति देता है।

काटने के कार्य के दौरान मिलिंग कटर का फोटो। तीर विभिन्न वेगों के वैक्टर दिखाते हैं जिन्हें सामूहिक रूप से गति और फ़ीड के रूप में जाना जाता है। गोलाकार तीर स्पिंडल के कोणीय वेग (रेव/मिनट) को दर्शाता है, जिसे मशीनिस्ट स्पिंडल गति कहते हैं। स्पर्शरेखा तीर कटर के बाहरी व्यास पर स्पर्शरेखीय रैखिक वेग (एम/मिनट या डब्ल्यू:सतह फीट प्रति मिनट) का प्रतिनिधित्व करता है, जिसे काटने की गति, सतह की गति, या बस मशीनिस्टों द्वारा गति कहा जाता है। जिस स्लॉट को मिल किया गया है, उसके साथ तीर का रेखांकन उस रैखिक वेग को दर्शाता है जिस पर कटर पार्श्व रूप से आगे बढ़ता है (सामान्यतः मिलिंग के लिए मिमी/मिनट या इंच/मिनट, इसे मिमी/रेव या इंच/रेव के रूप में भी मापा जा सकता है)। इस वेग को मशीनिस्ट फ़ीड कहते हैं।

गति और फ़ीड या फ़ीड और गति वाक्यांश के लिए मशीनी यंत्र के अभ्यास में दो अलग-अलग वेग से काटने की गति और फ़ीड दर को संदर्भित करता है। इस प्रकार से काटे जाने की इस प्रक्रिया पर उनके संयुक्त प्रभाव के कारण उन्हें अधिकांशतः जोड़ी के रूप में माना जाता है। चूंकि इस प्रकार यह प्रत्येक को अपने आप में विचार और विश्लेषण भी किया जा सकता है।

काटने की इस गति को जिसे सतह गति या बस गति भी कहा जाता है, इस काटने के उपकरण (मशीनिंग) और जिस वर्कपीस पर यह कार्य कर रहा है उसकी सतह के बीच गति अंतर (सापेक्ष वेग) है। इसे समय की प्रति इकाई के लिए निहित वर्कपीस की सतह पर दूरी की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है, सामान्यतः सतह फुट प्रति मिनट (एसएफएम) या मीटर प्रति मिनट (एम/मिनट) के समान हैं। इस प्रकार फ़ीड दर (जिसे इस प्रकार अधिकांशतः कंपाउंड (भाषाविज्ञान), फीडरेट या केवल फ़ीड भी कहा जाता है) वह सापेक्ष वेग है जिस पर कटर वर्कपीस के साथ आगे बढ़ता है, इसका वेक्टर काटने की गति के वेक्टर के लंबवत है। इस प्रकार फ़ीड दर इकाइयाँ उपकरण और वर्कपीस की गति पर निर्भर करती हैं, इस प्रकार जब वर्कपीस घूमता है (उदाहरण के लिए, मोड़ और बोरिंग (विनिर्माण) में), इकाइयाँ लगभग सदैव प्रति धुरी (उपकरण) क्रांति (इंच प्रति क्रांति [इन/रेव या आईपीआर] या मिलीमीटर प्रति क्रांति [मिमी/रेव]) की दूरी पर होती हैं। जब वर्कपीस घूमता नहीं है (उदाहरण के लिए, मिलिंग मशीन में), तो इस प्रकार ये इकाइयां सामान्यतः प्रति समय दूरी (इंच प्रति मिनट [इंच/मिनट या आईपीएम] या मिलीमीटर प्रति मिनट [मिमी/मिनट]) होती हैं, चूंकि दूरी प्रति क्रांति या प्रति मिनट होती है। इस प्रकार कभी-कभी कटर दाँत का भी उपयोग किया जाता है।

यदि कटर ज्यामिति और मशीन टूल की कठोरता और उसके टूलींग सेटअप जैसे चर को आदर्श रूप से अधिकतम किया जा सकता है (और इस प्रकार नगण्य स्थिरांक तक कम किया जा सकता है), तो स्पिंडल के लिए केवल पावर (भौतिकी) (अर्ताथ किलोवाट या हॉर्स पावर) की कमी पर (उपकरण) उपलब्ध है जो किसी भी वर्कपीस सामग्री और कटर सामग्री के लिए अधिकतम संभव गति और फ़ीड के उपयोग को रोक देता हैं। वास्तव में वे अन्य चर गतिशील हैं और नगण्य नहीं हैं, अपितु उपलब्ध बिजली और नियोजित फ़ीड और गति के बीच अभी भी संबंध है। इस प्रकार व्यवहारिक रूप से, कठोरता की कमी सामान्यतः सीमित बाधा होती है।

वाक्यांश गति और फ़ीड या फ़ीड और गति का उपयोग कभी-कभी किसी योजना के निष्पादन विवरण को संदर्भित करने के लिए रूपक के रूप में किया जाता है, जिसे इस प्रकार केवल कुशल तकनीशियन (डिजाइनरों या प्रबंधकों के विपरीत) ही जानते होंगे।

काटने की गति

उपयोग किए गए मशीनिंग ऑपरेशन के अतिरिक्त, काटने की गति को वर्कपीस की सतह पर दर के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। हल्के स्टील के लिए 100 फीट/मिनट की काटने की गति समान होती है, जिसके लिए इस प्रकार चाहे वह वर्कपीस के ऊपर से गुजरने वाले कटर की गति हो, जैसे कि टर्निंग ऑपरेशन में, या कटर की वर्कपीस से आगे बढ़ने की गति, जैसे कि मिलिंग में संचालित होती हैं। इसे इस प्रकार काटने की स्थितियाँ हल्के स्टील के लिए इस सतह की गति के मूल्य को प्रभावित करेंगी।

योजनाबद्ध रूप से, वर्कपीस की सतह पर गति को टूल-कटर इंटरफ़ेस पर स्पर्शरेखा गति के रूप में माना जा सकता है, अर्थात, सामग्री उपकरण के अत्याधुनिक किनारे से कितनी तेजी से आगे बढ़ती है, चूंकि किस सतह पर ध्यान केंद्रित करना है यह कई मान्य विषयों के साथ विषय है, इसका उत्तर सामान्य रूप से ड्रिलिंग और मिलिंग में उपकरण के बाहरी व्यास व्यापक रूप से सहमत सतह है। इस प्रकार टर्निंग और बोरिंग में, सतह को कट की गहराई के दोनों ओर परिभाषित किया जा सकता है, अर्ताथ या तो प्रारंभिक सतह या अंतिम सतह, इस प्रकार जब तक इसमें सम्मिलित लोग अंतर को नहीं समझते तब तक कोई भी परिभाषा गलत नहीं होगी। अनुभवी मशीनिस्ट ने इसे संक्षेप में बताया कि मैं जिस व्यास से मोड़ रहा हूं, इसके विरुद्ध जिस व्यास से मैं मोड़ रहा हूं। वह इसका उपयोग करता है, न कि इसका कारण बताता है, जबकि इस प्रकार यह स्वीकार करते हुए कि कुछ अन्य ऐसा नहीं करते हैं। इसमें सम्मिलित सबसे बड़े व्यास (ड्रिल या एंड मिल का ओडी, मुड़े हुए वर्कपीस का प्रारंभिक व्यास) पर ध्यान केंद्रित करने का तर्क यह है कि यह वह जगह है जहां उच्चतम स्पर्शरेखीय गति होती है, सबसे अधिक गर्मी उत्पन्न होती है, जो इस प्रकार उपकरण पहनने का मुख्य चालक है।

प्रत्येक सामग्री और मशीनिंग स्थितियों के सेट के लिए इष्टतम काटने की गति होगी, और इस प्रकार स्पिंडल गति (प्रति मिनट क्रांति) की गणना इस गति से की जा सकती है। इसके आधार पर काटने की गति की गणना को प्रभावित करने वाले कारक हैं:

• मशीनीकृत की जाने वाली सामग्री (स्टील, पीतल, टूल स्टील, प्लास्टिक, लकड़ी) (नीचे तालिका देखें)
• कटर जिस सामग्री से बना है (कार्बन स्टील या हाई-कार्बन स्टील, उच्च गति स्टील (एचएसएस), टंगस्टन कार्बाइड, सिरेमिक और हीरा उपकरण )
• कटर का किफायती जीवन (उत्पादित भागों की मात्रा की तुलना में दोबारा पीसने या नया खरीदने की लागत)

इस प्रकार काटने की गति की गणना इस धारणा पर की जाती है कि इष्टतम काटने की स्थिति उपस्थित है। इसमे सम्मिलित है:

• धातु हटाने की दर (फिनिशिंग कट जो थोड़ी मात्रा में सामग्री हटाते हैं उन्हें बढ़ी हुई गति से चलाया जा सकता है)
• काटने वाले तरल पदार्थ का पूर्ण और निरंतर प्रवाह (पर्याप्त शीतलन और चिप फ्लशिंग)
• मशीन और टूलींग सेटअप की कठोरता (कंपन या बकबक में कमी)
• कट की निरंतरता (बाधित कट की तुलना में, जैसे कि खराद में वर्ग खंड सामग्री की मशीनिंग)
• सामग्री की स्थिति (मिल स्केल, ढलाई में सफेद कच्चा लोहा बनने के कारण कठोर धब्बे)

काटने की गति स्थिरांक के सेट के रूप में दी गई है जो सामग्री निर्माता या आपूर्तिकर्ता से उपलब्ध है। सबसे साधारण सामग्री संदर्भ पुस्तकों या चार्ट में उपलब्ध हैं, अपितु इस प्रकार काटने की स्थिति के आधार पर सदैव समायोजन के अधीन रहेंगी। इसके लिए निम्न तालिका शर्तों के सेट के अनुसार सामान्य सामग्रियों के चयन के लिए काटने की गति देती है। इस प्रकार शर्तें हैं कि 1 घंटे का उपकरण जीवन, ड्राई कटिंग (कोई शीतलक नहीं), और मध्यम फ़ीड, इसलिए वे परिस्थितियों के आधार पर गलत प्रतीत हो सकते हैं। इस प्रकार ये काटने की गति परवर्तन कर सकती है, उदाहरण के लिए, यदि पर्याप्त शीतलक उपलब्ध है या एचएसएस के उत्तम ग्रेड का उपयोग किया जाता है (जैसे कि जिसमें [कोबाल्ट] सम्मिलित है)।

सादे हाई-स्पीड स्टील कटर का उपयोग करके विभिन्न सामग्रियों के लिए काटने की गति

सामग्री के प्रकार	मीटर प्रति मिनट (एमपीएम)	सतह फुट प्रति मिनट (एसएफएम)
स्टील (कठोर)	18–50	60–100
हल्का स्टील	3–38	10–125
माइल्ड स्टील (शीतलक के साथ)	6–7	20–25
कच्चा लोहा (मध्यम)	1–2	6–8
मिश्र धातु इस्पात (1320-9262)	3–20	12–65
कार्बन स्टील्स (C1008-C1095)	4–51	0–70
मुफ़्त कटिंग स्टील्स (बी1111-बी1113 और सी1108-सी1213)	35–69	115–225
स्टेनलेस स्टील्स (300 और 400 श्रृंखला)	23–40	30–75
कांसे	24–45	10–80
लीडेड स्टील (लीडलोय 12एल14)	91	30
अल्युमीनियम	122-305	400-1000
पीतल	90–210	300–700
मशीनी मोम	6	20
एसीटल कॉपोलीमर (डेल्रिन)	11	35
पालीथाईलीन	12	40
ऐक्रेलिक (शीतलक के साथ)	15	50
लकड़ी	183–305	600–1000

मशीनेबिलिटी रेटिंग

Main article: मशीनेबिलिटी

किसी सामग्री की मशीनेबिलिटी रेटिंग विभिन्न सामग्रियों की मशीनेबिलिटी को मापने का प्रयास करती है। इसे प्रतिशत या सामान्यीकरण (सांख्यिकी) के रूप में व्यक्त किया जाता है। अमेरिकन आयरन एंड स्टील इंस्टीट्यूट (एआईएसआई) ने 180 सतह फीट प्रति मिनट (एसएफपीएम) पर टर्निंग परीक्षण चलाकर विभिन्न प्रकार की सामग्रियों के लिए मशीनेबिलिटी रेटिंग निर्धारित की जाती हैं। इसके पश्चात इसने मनमाने ढंग से 160 ब्रिनेल बी1112 स्टील को 100% की मशीनेबिलिटी रेटिंग दे दी हैं। इस प्रकार मशीनेबिलिटी रेटिंग प्रत्येक सामग्री के लिए सामान्य काटने की गति इस सतह पर खत्म हो जाती हैं और यह उपकरण इसके जीवनकाल के औसत को मापकर निर्धारित कर देता है। इस प्रकार ध्यान दें कि 100% से कम मशीनेबिलिटी रेटिंग वाली सामग्री को बी1112 की तुलना में मशीनीकृत करना अधिक कठिन होगा और 100% से अधिक सामग्री और मूल्य साधारण होगा।

मशीनेबिलिटी रेटिंग का उपयोग टूल वियर टूल लाइफ एक्सपेक्टेंसी के संयोजन में किया जा सकता है, इस प्रकार VTⁿ = C के काटने की गति या उपकरण जीवन निर्धारित करने के लिए यह ज्ञात है कि बी1112 में 100 एसएफपीएम की काटने की गति पर 60 मिनट का उपकरण जीवन है। इस प्रकार यदि किसी सामग्री की मशीनेबिलिटी रेटिंग 70% है, तो उपरोक्त ज्ञात के साथ, यह निर्धारित किया जा सकता है कि समान उपकरण जीवन (60 मिनट) बनाए रखने के लिए, काटने की गति 70 एसएफपीएम होनी चाहिए (मान लें कि समान टूलींग का उपयोग किया जाता है)।

तांबे की मिश्रधातुओं की गणना करते समय, मशीन की रेटिंग 600 एसएफएम की 100 रेटिंग मानकर निकाली जाती है। उदाहरण के लिए, फॉस्फोरस कांस्य (ग्रेड ए-डी) की मशीनेबिलिटी रेटिंग 20 है। इसका अर्थ है कि फॉस्फोर कांस्य 600 एसएफएम या 120 एसएफएम की 20% गति पर चलता है। चूंकि, 165 एसएफएम को सामान्यतः स्टील्स की ग्रेडिंग के लिए मौलिक रूप से 100% रेटिंग के रूप में स्वीकार किया जाता है। इस सूत्र के द्वारा काटने की गति (V)= [πDN]/1000 मीटर/मिनट रहती हैं, जहाँ इस प्रकार डी=वर्कपीस का व्यास मीटर या मिलीमीटर में एन=स्पिंडल स्पीड आरपीएम में रहती हैं।

स्पिंडल गति

स्पिंडल गति मशीन के स्पिंडल की घूर्णी आवृत्ति है, जिसे क्रांति प्रति मिनट (आरपीएम) में मापा जाता है। इस प्रकार उपयोग में लायी जाने वाली इस प्रकार की गति को वांछित सतह गति (एसएफएम या एम/मिनट) से पीछे की ओर कार्य करके और व्यास (वर्कपीस या कटर का) को सम्मिलित करके निर्धारित की जाती है।

धुरी निम्नलिखित को धारण कर सकती है:

• सामग्री (एक स्वचालित खराद चक के रूप में)
• एक छेद करना में ड्रिल की बिट
• मिलिंग मशीन में मिलिंग कटर
• लकड़ी के राउटर में राउटर बिट
• लकड़ी के शेपर या स्पिंडल मोल्डर में शेपर कटर या चाकू
• पीसने की मशीन पर पीसने का पहिया।

अत्यधिक स्पिंडल गति के कारण उपकरण समय से पहले घिस जाएगा, टूट जाएगा और उपकरण में त्रुटि हो सकती है, जिससे संभावित रूप से खतरनाक स्थितियां उत्पन्न हो सकती हैं। इस प्रकार सामग्री और उपकरणों के लिए सही स्पिंडल गति का उपयोग करने से उपकरण के जीवन और सतह की गुणवत्ता में अधिक वृद्धि होगी।

किसी दिए गए मशीनिंग ऑपरेशन के लिए, अधिकांश स्थितियों में काटने की गति स्थिर रहेगी, इसलिए स्पिंडल गति भी स्थिर रहेगी। चूंकि इस प्रकार लेथ या स्क्रू मशीन पर फेसिंग, फॉर्मिंग, पार्टिंग और रिसेस ऑपरेशन में क्रमशः परिवर्तित करके व्यास की मशीनिंग सम्मिलित होती है। आदर्श रूप से, इसका अर्थ है कि जैसे-जैसे कट वर्कपीस के चेहरे पर आगे बढ़ता है, स्पिंडल गति को परिवर्तित करना, निरंतर सतह गति (सीएसएस) उत्पन्न करती हैं। इस प्रकार सीएसएस को प्रभावित करने की यांत्रिक व्यवस्थाएं सदियों से उपस्थित हैं, अपितु उन्हें सामान्यतः मशीन टूल नियंत्रण पर कभी भी लागू नहीं किया गया हैं। इस प्रकार पूर्व-सीएनसी युग में, अधिकांश कार्यों के लिए सीएसएस के आदर्श को अनदेखा कर दिया गया था। जिस असामान्य कार्य के लिए इसकी आवश्यकता थी, उसे प्राप्त करने के लिए विशेष कष्ट उठाने पड़ते हैं। इस प्रकार सीएनसी-नियंत्रित लेथ की प्रारंभ ने स्वचालित सीएसएस के माध्यम से व्यावहारिक, रोजमर्रा का समाधान स्थिति मशीनिंग प्रक्रिया जाँच और नियंत्रण द्वारा प्रदान किया है। मशीन के सॉफ़्टवेयर और चर आवृत्ति ड्राइव के माध्यम से, जैसे-जैसे कटर भाग के केंद्र के समीप आता है, इस प्रकार यह खराद स्पिंडल के आरपीएम को बढ़ा सकता है।

ग्राइंडिंग पहियों को अधिकतम सुरक्षित गति से चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, पीस पहिया की स्पिंडल गति परिवर्तनशील हो सकती है, अपितु इसे केवल पहिये की सुरक्षित कार्य गति पर ध्यान देते हुए परिवर्तित किया जाना चाहिए। इस प्रकार जैसे-जैसे पहिया घिसता जाएगा, इसका व्यास कम होता जाएगा और इसकी प्रभावी काटने की गति कम हो जाएगी। इस प्रकार कुछ ग्राइंडर में स्पिंडल गति को बढ़ाने का प्रावधान होता है, जो काटने की क्षमता के इस नुकसान को ठीक करता है, चूंकि, पहिये की रेटिंग से अधिक गति बढ़ाने से पहिया नष्ट हो जाएगा और जीवन और अंग के लिए गंभीर खतरा उत्पन्न हो जाएगा।

सामान्यतया, लकड़ी के कार्य में स्पिंडल गति और फ़ीड दरें धातु के कार्य की तुलना में कम महत्वपूर्ण होती हैं। इसके आधार पर सॉ सहित लकड़ी पर कार्य करने वाली अधिकांश मशीनें जैसे गोलाकार आरी और बैंड आरी, जोड़ , [[ मोटाई प्लानर ]] निश्चित आरपीएम पर घूमते हैं। उन मशीनों में, काटने की गति को फ़ीड दर के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है। इस प्रकार आवश्यक फ़ीड दर मोटर की अश्वशक्ति, मशीनीकृत की जा रही लकड़ी या अन्य सामग्री की कठोरता और काटने वाले उपकरण की तीव्रता के आधार पर अधिक परिवर्तनशील हो सकती है।

लकड़ी के कार्यों में, आदर्श फ़ीड दर वह है जो इतनी धीमी हो कि मोटर में रुकावट न पड़े, फिर भी इतनी तेज़ हो कि सामग्री को जलने से बचाया जा सके। कुछ लकड़ियाँ, जैसे कि काली चेरी और मेपल, दूसरों की तुलना में जलने की अधिक संभावना होती हैं। यदि सामग्री को हाथ से खिलाया जाता है तो सही फ़ीड दर सामान्यतः महसूस करके प्राप्त की जाती है, या इस प्रकार यदि पावर फीडर का उपयोग किया जाता है तो परीक्षण और त्रुटि से प्राप्त किया जाता है। इसके आधार पर थिकनेसर्स (प्लानर) में, लकड़ी को सामान्यतः रबर या नालीदार स्टील रोलर्स के माध्यम से स्वचालित रूप से खिलाया जाता है। इस प्रकार इनमें से कुछ मशीनें फ़ीड दर को अलग-अलग करने की अनुमति देती हैं, सामान्यतः घिरनी को परिवर्तित कर दिया जाता हैं। धीमी फ़ीड दर के परिणामस्वरूप सामान्यतः महीन सतह बनती है क्योंकि लकड़ी की किसी भी लम्बाई के लिए अधिक कटौती की जाती है।

राउटर, स्पिंडल मोल्डर या शेपर्स और ड्रिल के संचालन में स्पिंडल गति महत्वपूर्ण हो जाती है। इस प्रकार पुराने और छोटे राउटर अधिकांशतः निश्चित स्पिंडल गति पर घूमते हैं, सामान्यतः 20,000 और 25,000 आरपीएम के बीच किया जाता हैं। जबकि ये स्पीड छोटे आरओ के लिए ठीक हैंयूटेर बिट्स, बड़े बिट्स का उपयोग करते हुए, इससे अधिक कहते हैं कि 1-inch (25 mm) या 25 मिलीमीटर व्यास, खतरनाक हो सकता है और बकबक उत्पन्न कर सकता है। इस प्रकार बड़े राउटर्स की गति अब परिवर्तनीय है और बड़े बिट्स के लिए धीमी गति की आवश्यकता होती है। इस प्रकार ड्रिलिंग लकड़ी में ड्रिलिंग सामान्यतः धातु की तुलना में अधिक स्पिंडल गति का उपयोग करती है, और गति उतनी महत्वपूर्ण नहीं होती है। चूंकि इस प्रकार बड़े व्यास वाले ड्रिल बिट्स को जलने से बचाने के लिए धीमी गति की आवश्यकता होती है।

फ़ीड और गति काटना, और उनसे प्राप्त होने वाली स्पिंडल गति, उपकरण के लिए आदर्श काटने की स्थिति है। इस प्रकार यदि इस प्रकार की स्थितियाँ आदर्श से कम हैं तो स्पिंडल की गति में समायोजन किया जाता है, यह समायोजन सामान्यतः निकटतम उपलब्ध गति के लिए आरपीएम में कमी है, या जिसे (ज्ञान और अनुभव के माध्यम से) सही माना जाता है।

कुछ सामग्री, जैसे कि मशीनी मोम, को विभिन्न प्रकार की स्पिंडल गति से काटा जा सकता है, जबकि अन्य, जैसे स्टेनलेस स्टील को अधिक सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है, क्योंकि इस प्रकार कटर और वर्कपीस दोनों को अधिक गरम होने से बचाने के लिए काटने की गति महत्वपूर्ण होती है। इस प्रकार स्टेनलेस स्टील ऐसी सामग्री है जो ठंड के अनुसार बहुत साधारण रूप से से सख्त हो जाती है, इसलिए अपर्याप्त फ़ीड दर या गलत स्पिंडल गति आदर्श काटने की स्थिति से कम हो सकती है क्योंकि कार्य का टुकड़ा शीघ्रता से से कठोर हो जाएगा और उपकरण की काटने की क्रिया का विरोध करेगा। काटने वाले तरल पदार्थ के उदार अनुप्रयोग से इन काटने की स्थितियों में सुधार हो सकता है, चूंकि, गति का सही चयन महत्वपूर्ण कारक है।

स्पिंडल गति गणना

अधिकांश मेटलवर्किंग पुस्तकों में विभिन्न कटर और वर्कपीस सामग्री के लिए स्पिंडल गति और फ़ीड दरों के नामांकित या टेबल होते हैं, उपयोग किए गए कटर के निर्माता के पास भी इसी प्रकार की तालिकाएँ उपलब्ध होने की संभावना है।

एसएफएम या एमपीएम ज्ञात होने के बाद सभी मशीनिंग परिचालनों के लिए स्पिंडल गति की गणना की जा सकती है। अधिकांशतः इस प्रकार की स्थितियों में, हम बेलनाकार वस्तु जैसे मिलिंग कटर या खराद में घूमने वाली वर्कपीस के साथ कार्य कर रहे हैं, इसलिए हमें इस गोल वस्तु की परिधि पर गति निर्धारित करने की आवश्यकता है। इस प्रकार परिधि पर यह गति (परिधि पर बिंदु की, स्थिर बिंदु से आगे बढ़ते हुए) घूर्णी गति (आरपीएम) और वस्तु के व्यास पर निर्भर करेगी।

एक समानता स्केटबोर्ड सवार और साइकिल सवार की होगी जो सड़क पर साथ-साथ यात्रा कर रहे हों। किसी दी गई सतह गति (सड़क पर इस जोड़ी की गति) के लिए उनके पहियों की घूर्णन गति (आरपीएम) (स्केटर के लिए बड़ी और साइकिल सवार के लिए छोटी) अलग होगी। इस प्रकार यह घूर्णी गति (आरपीएम) वह है जिसकी हम गणना कर रहे हैं, निश्चित सतह गति (सड़क के साथ गति) और उनके पहिया आकार (कटर या वर्कपीस) के लिए ज्ञात मान पर निर्भर रहती हैं।

निम्नलिखित सूत्र{{sfn|Culley|1988}इस मान का अनुमान लगाने के लिए } का उपयोग किया जा सकता है।

अनुमान

सटीक आरपीएम की सदैव आवश्यकता नहीं होती है, समीपी सन्निकटन ${\pi }$ का कार्य (मूल्य के लिए 3 का उपयोग करके) करेगा।

$RPM={CuttingSpeed\times 12 \over \pi \times Diameter}$

जैसे 100 फीट/मिनट की काटने की गति (हल्के स्टील पर सादा एचएसएस स्टील कटर) और 10 इंच के व्यास (कटर या वर्कपीस) के लिए

$RPM={CuttingSpeed\times 12 \over \pi \times Diameter}={12\times 100ft/min \over 3\times 10inches}={40revs/min}$

और, उदाहरण के लिए मीट्रिक मानों का उपयोग करते हुए, जहां काटने की गति 30 मीटर/मिनट है और व्यास 10 मिमी (0.01 मीटर) है,

$RPM={Speed \over \pi \times Diameter}={1000\times 30m/min \over 3\times 10mm}={1000revs/min}$

सटीकता

चूंकि, अधिक सटीक गणना के लिए, और सरलता की कीमत पर, इस सूत्र का उपयोग किया जा सकता है:

$RPM={Speed \over Circumference}={Speed \over \pi \times Diameter}$

और उसी उदाहरण का उपयोग कर रहे हैं

$RPM={100ft/min \over \pi \times 10\,inches\left({\frac {1ft}{12\,inches}}\right)}={100 \over 2.62}=38.2revs/min$

और ऊपर जैसा ही उदाहरण उपयोग कर रहा हूँ

$RPM={30m/min \over \pi \times 10\,mm\left({\frac {1m}{1000\,mm}}\right)}={1000*30 \over \pi *10}=955revs/min$

जहाँ:

• आरपीएम कटर या वर्कपीस की घूर्णी गति है।
• गति सामग्री को मीटर/मिनट या फीट/मिनट में काटने की अनुशंसित गति है।
• व्यास मिलीमीटर या इंच में प्रदर्शित करते हैं।

फ़ीड दर

फ़ीड दर वह वेग है जिस पर कटर को फीड किया जाता है, अर्ताथ वर्कपीस के विरुद्ध आगे बढ़ाया जाता है। इसे मोड़ने और बोरिंग करने के लिए प्रति क्रांति दूरी की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है (सामान्यतः इंच प्रति क्रांति [आईपीआर] या मिलीमीटर प्रति क्रांति)। इसे इस प्रकार मिलिंग के लिए भी व्यक्त किया जा सकता है, अपितु इसे अधिकांशतः मिलिंग के लिए प्रति समय दूरी की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है (सामान्यतः इंच प्रति मिनट [आईपीएम] या मिलीमीटर प्रति मिनट), इस विचार के साथ कि कटर के पास कितने दांत (या बांसुरी) हैं यह निर्धारित किया गया कि प्रत्येक दाँत के लिए इसका क्या अर्थ है।

फ़ीड दर इस पर निर्भर है:

• उपकरण का प्रकार (एक छोटी ड्रिल या बड़ी ड्रिल, उच्च गति या कार्बाइड, बॉक्सटूल या रिसेस, पतला रूप उपकरण या चौड़े रूप वाला उपकरण, स्लाइड नूर या बुर्ज स्ट्रैडल नूर)।
• सतही फिनिश वांछित हैं।
• स्पिंडल पर बिजली उपलब्ध है (कटर या वर्कपीस को रुकने से रोकने के लिए)।
• मशीन और टूलींग सेटअप की कठोरता (कंपन या बकबक को झेलने की क्षमता)।
• वर्कपीस की ताकत (उच्च फ़ीड दर पतली दीवार ट्यूबिंग को ध्वस्त कर देगी)
• काटी जाने वाली सामग्री की विशेषताएं, चिप प्रवाह सामग्री के प्रकार और फ़ीड दर पर निर्भर करता है। आदर्श चिप का आकार छोटा होता है और शीघ्रता से टूट जाता है, जिससे गर्मी उपकरण और कार्य से दूर चली जाती है।
• नल, डाई हेड और थ्रेडिंग टूल के लिए प्रति इंच धागे (टीपीआई) हैं।
• चौड़ाई में कटौती. किसी भी समय कट की चौड़ाई व्यास के आधे से कम होती है, चिप थिनिंग नामक ज्यामितीय घटना वास्तविक चिपलोड को कम कर देती है। चिप के पतले होने के प्रभावों को दूर करने के लिए, उत्पादकता के लिए और रगड़ से बचने के लिए, जिससे उपकरण का जीवन कम हो जाता है, फीड्रेट्स को बढ़ाने की आवश्यकता है।

किसी निश्चित कटिंग ऑपरेशन के लिए किस फ़ीड दर का उपयोग करना है, यह तय करते समय, सिंगल-पॉइंट कटिंग टूल के लिए गणना काफी सरल होती है, क्योंकि कटिंग का सारा कार्य बिंदु पर किया जाता है (जैसा कि यह था, दांत द्वारा किया जाता है)। मिलिंग मशीन या जॉइंटर के साथ, जहां मल्टी-टिप्ड/मल्टी-फ्लूटेड काटने वाले उपकरण सम्मिलित होते हैं, तो वांछित फ़ीड दर कटर पर दांतों की संख्या पर निर्भर हो जाती है, इसके साथ ही प्रति दांत काटने के लिए सामग्री की वांछित मात्रा (व्यक्त) चिप लोड के रूप में निर्भर हो जाती है। जिसे इस प्रकार काटने वाले किनारों की संख्या जितनी अधिक होगी, फ़ीड दर उतनी ही अधिक होगी: काटने वाले किनारे को कुशलतापूर्वक कार्य करने के लिए उसे रगड़ने के अतिरिक्त काटने के लिए पर्याप्त सामग्री को हटाना होगा, इसे भी अपना उचित भाग कार्य करना चाहिए।

स्पिंडल गति और फ़ीड दर का अनुपात नियंत्रित करता है कि कट कितना आक्रामक है, और पतरे की प्रकृति कैसे बनती है।

फ़ीड दर निर्धारित करने का सूत्र

यह सूत्र का उपयोग उस फ़ीड दर का पता लगाने के लिए किया जा सकता है जो कटर कार्य में या उसके आसपास जाता है। इस प्रकार यह मिलिंग मशीन, ड्रिल प्रेस और कई अन्य मशीन टूल्स पर कटर पर लागू होगा। इसका उपयोग टर्निंग ऑपरेशन के लिए लेथ पर नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि लेथ पर फ़ीड दर प्रति क्रांति फ़ीड के रूप में दी जाती है।

$FR={RPM\times T\times CL}$

जहाँ:

• एफआर = इंच प्रति मिनट या मिमी प्रति मिनट में गणना की गई फ़ीड दर।
• आरपीएम = कटर के लिए गणना की गई गति है।
• टी = कटर पर दांतों की संख्या।
• सीएल = प्रति दांत चिप लोड या फ़ीड। यह चिप का आकार है जो कटर का प्रत्येक दांत लेता है।

कट की गहराई

सामग्री हटाने की दर निर्धारित करने के लिए काटने की गति और फ़ीड दर कट की गहराई के साथ साथ आती है, जो कि वर्कपीस सामग्री (धातु, लकड़ी, प्लास्टिक, आदि) की मात्रा है जिसे प्रति समय इकाई में हटाया जा सकता है।

सिद्धांत और व्यवहार का अंतर्संबंध

गति-और-फ़ीड चयन अनुप्रयुक्त विज्ञान के अन्य उदाहरणों, जैसे इस प्रकार मौसम विज्ञान या फार्माकोलॉजी के अनुरूप है, जिसमें सैद्धांतिक मॉडलिंग आवश्यक और उपयोगी है अपितु बड़े पैमाने पर बहुभिन्नरूपी वातावरण के कारण कभी भी विशिष्ट स्थितियों की वास्तविकता का पूर्ण रूप से अनुमान नहीं लगाया जा सकता है। जिस तरह मौसम के पूर्वानुमान या दवा की खुराक को उचित सटीकता के साथ मॉडल किया जा सकता है, अपितु कभी भी पूरी निश्चितता के साथ नहीं, मशीनिस्ट चार्ट और सूत्रों के साथ अनुमानित गति और फ़ीड मानों की भविष्यवाणी कर सकते हैं जो इस प्रकार किसी विशेष कार्य पर सबसे अच्छा कार्य करेंगे, अपितु सटीक इष्टतम मूल्यों को तब तक नहीं जान सकते जब तक कार्य चलाना. सीएनसी मशीनिंग में, सामान्यतः प्रोग्रामर प्रोग्राम की गति और फीड्रेट को अधिकतम रूप से ट्यून किया जाता है जैसा कि गणना और सामान्य दिशानिर्देश प्रदान कर सकते हैं। ऑपरेटर तब मशीन को चलाते समय दृश्यों, ध्वनियों, गंध, तापमान, सहनशीलता धारण और टूल टिप जीवनकाल के आधार पर मूल्यों को ठीक करता है। उचित प्रबंधन के अनुसार, संशोधित मूल्यों को भविष्य में उपयोग के लिए कैप्चर किया जाता है, जिससे कि जब कोई प्रोग्राम बाद में दोबारा चलाया जाए, तो इस कार्य को डुप्लिकेट करने की आवश्यकता न हो।

चूंकि, मौसम विज्ञान और औषध विज्ञान के समान, सिद्धांत और व्यवहार का अंतर्संबंध दशकों से विकसित हो रहा है क्योंकि संतुलन का सिद्धांत भाग सूचना प्रौद्योगिकी की बदौलत अधिक उन्नत हो गया है। उदाहरण के लिए, मशीन टूल जीनोम प्रोजेक्ट नामक प्रयास कम स्थानीय प्रयोग और परीक्षण के साथ किसी भी इंटरनेट से जुड़ी दुकान में विशेष सेटअप के लिए इष्टतम गति और फ़ीड संयोजन की भविष्यवाणी करने के लिए आवश्यक कंप्यूटर मॉडलिंग (सिमुलेशन) प्रदान करने की दिशा में कार्य कर रहा है। इसके आधार पर यह अपने स्वयं के उपकरणों के व्यवहार को मापने और परीक्षण करने का एकमात्र विकल्प होने के अतिरिक्त, इसे दूसरों के अनुभव और अनुकरण से लाभ होगा, अर्थ में, 'एक पहिये का पुनः आविष्कार' करने के अतिरिक्त, यह 'दूरस्थ स्थानों में दूसरों द्वारा पहले से विकसित उपस्थिता पहियों का उत्तम उपयोग करने में सक्षम होगा।'

शैक्षणिक अनुसंधान उदाहरण

गति और फ़ीड का अध्ययन कम से कम 1890 के दशक से वैज्ञानिक रूप से किया जा रहा है। यह कार्य सामान्यतः अभियांत्रिकी प्रयोगशालाओं में किया जाता है, जिसमें फंडिंग तीन मौलिक स्रोतों निगम, सरकारें (उनकी सेना सहित), और विश्वविद्यालय से आती हैं। इस प्रकार सभी तीन प्रकार की संस्थाओं ने इस उद्देश्य में बड़ी मात्रा में धन का निवेश किया है, अधिकांशतः सहयोगी भागीदारी में। ऐसे कार्यों के उदाहरण नीचे दिए गए हैं।

1890 से 1910 के दशक में, फ्रेडरिक विंसलो टेलर ने टूल बिट एफडब्ल्यू टेलर सिंगल-पॉइंट कटर आर और डी का प्रदर्शन करता हैं। जो इस प्रकार प्रसिद्ध (और मौलिक) हो गया। उन्होंने टूल वियर टूल लाइफ एक्सपेक्टेंसी|टूल लाइफ एक्सपेक्टेंसी के लिए टेलर का समीकरण विकसित किया हैं।

सिनसिनाटी मिलिंग मशीन कंपनी के होल्ज़ और डी लीउव द्वारा वैज्ञानिक अध्ययन मिलिंग कटर के लिए टूल बिट एफडब्ल्यू टेलर सिंगल-पॉइंट कटर आर और डी|एफ ने क्या किया गया हैं। इस प्रकार डब्ल्यू. टेलर ने सिंगल-पॉइंट कटर के लिए किया था।

"द्वितीय विश्व युद्ध के पश्चात, कई नई मिश्रधातुएँ विकसित की गईं हैं। [यू.एस.] अमेरिकी उत्पादकता बढ़ाने के लिए नए मानकों की आवश्यकता थी। इस प्रकार मेटकट रिसर्च एसोसिएट्स ने, वायु सेना सामग्री प्रयोगशाला और सेना विज्ञान और प्रौद्योगिकी प्रयोगशाला के तकनीकी सहयोग से, 1966 में पहली मशीनिंग डेटा हैंडबुक प्रकाशित की। इस पुस्तक में प्रदान की गई अनुशंसित गति और फ़ीड इष्टतम उपकरण जीवन निर्धारित करने के लिए व्यापक परीक्षण का परिणाम थे। इस प्रकार किसी दिन की प्रत्येक सामग्री, संचालन और कठोरता के लिए नियंत्रित परिस्थितियों में की जाती हैं।"

एआईएसआई 304 स्टेनलेस स्टील की टर्निंग में सतह की अखंडता में कटिंग मापदंडों की भिन्नता के प्रभाव पर अध्ययन से पता चला है कि सतह की गुणवत्ता पर फ़ीड दर का सबसे बड़ा हानिकारक प्रभाव पड़ता है, और वांछित खुरदरेपन प्रोफ़ाइल की उपलब्धि के अतिरिक्त, मशीनी सतह पर माइक्रोपिट और माइक्रोदोष के निर्माण पर गति और फ़ीड के प्रभाव का विश्लेषण करना आवश्यक है। इसके अतिरिक्त, उन्होंने पाया कि पारंपरिक अनुभवजन्य संबंध जो फ़ीड दर को खुरदरेपन के उचित मूल्य से जोड़ता है, कम काटने की गति के लिए पर्याप्त रूप से फिट नहीं होता है।

ग्रन्थसूची

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अग्रिम पठन

• Groover, Mikell P. (2007). "Theory of Metal Machining". Fundamentals of Modern Manufacturing (3rd ed.). John Wiley & Sons, Inc. pp. 491–504. ISBN 978-0-471-74485-6.

बाहरी संबंध

• Free Advanced Machinist Calculator for Speeds, Feeds and more
• Basic Speeds and Feeds Calculator
• Illustrated Speed and feed calculator
• Cuttingspeed Software Calculator
• CNC Online Feeds and Speeds Calculator
• Chip Thinning Tutorial