5 tips för att välja det bästa spindelsortimentet

Lär dig hur du väljer rätt spindelområde och säkerställer att dinCNC-bearbetningscentereller svarvcentrum kör en optimerad cykel. #cnctechtalk

Oavsett om du använder enCNC-fräsmaskinmed ett spindelroterande verktyg eller enCNC-svarvmed ett spindelroterande arbetsstycke har större CNC-verktygsmaskiner flera spindelområden. Det lägre spindelområdet ger mer kraft, medan det högre området ger högre hastighet. Det är viktigt att säkerställa att bearbetningen slutförs inom rätt spindelhastighetsområde för att uppnå bästa produktivitet. Här är fem tips för att välja rätt sortiment:
Verktygsmaskinstillverkarna publicerar spindelegenskaperna i sina bruksanvisningar. Där hittar du lägsta och högsta varvtal för varje område, samt förväntad effekt i hela varvtalsområdet.
Om du aldrig har studerat dessa viktiga data är din cykeltid förmodligen inte optimerad. För att göra saken värre kan du lägga för mycket tryck på maskinens spindelmotor, eller till och med stoppa den. Att läsa manualen och förstå spindelns egenskaper kan hjälpa dig att optimera din maskins produktivitet.
Det finns minst två spindelområdesbytessystem: det ena är ett system med en flerlindad spindeldrivmotor och det andra är ett system med en mekanisk drivning.
De förstnämnda ändrar räckvidden elektroniskt genom att byta motorlindningar de använder. Dessa förändringar är nästan omedelbara.
Ett system med mekanisk transmission driver vanligtvis direkt i sitt högsta område och kopplar in transmissionen i ett lägre område. Områdesändringen kan ta några sekunder, särskilt när spindeln måste stanna under processen.
För CNC är förändringen av spindelområdet något transparent, eftersom spindelhastigheten anges i rpm, och S-ordet för det specificerade varvtalet kommer också att få maskinen att välja det relevanta spindelområdet. Antag att låghastighetsintervallet för en maskin är 20-1 500 rpm, och höghastighetsintervallet är 1 501-4 000 rpm. Om du anger S-ordet för S300 kommer maskinen att välja det låga området. S-ordet för S2000 kommer att få maskinen att välja det höga intervallet.
För det första kan programmet orsaka onödiga förändringar i omfattningen mellan verktyg. För mekanisk transmission kommer detta att öka cykeltiden, men det kan förbises eftersom det bara blir uppenbart när vissa verktyg tar längre tid att byta än andra. Att köra verktyg som kräver samma intervall i sekvens kommer att minska cykeltiden.
För det andra kan beräkningen av spindelhastigheten rpm för kraftiga grovbearbetningsoperationer placera spindeln i den nedre änden av det höga spindelområdet, där effekten är begränsad. Detta kommer att utöva för stort tryck på spindelns drivsystem eller orsaka att spindelmotorn stannar. En kunnig programmerare kommer att minska spindelhastigheten något och välja den högsta hastigheten i det låga området, där det finns tillräckligt med kraft för att utföra bearbetningsoperationen.
För svarvcentrum görs ändringen av spindelområdet med M-kod, och det högre området överlappar vanligtvis det lägre området. För ett svarvcentrum med trespindligt område kan lågväxeln motsvara M41 och hastigheten är 30-1 400 rpm, mellanväxeln kan motsvara M42 och hastigheten är 40-2 800 rpm, och den höga växeln kan motsvara till M43 och varvtalet är 45-4 500 rpm.
Detta gäller endast svarvcentraler och operationer som använder konstant ythastighet. När ythastigheten är konstant kommer CNC:n kontinuerligt att välja hastigheten (rpm) enligt den specificerade ythastigheten (fot eller m/min) och diametern som för närvarande bearbetas.
När du ställer in matningen per varv är spindelhastigheten omvänt proportionell mot tiden. Om du kan dubbla spindelhastigheten kommer tiden som krävs för relaterade bearbetningsoperationer att halveras.
En populär tumregel för val av spindelområde är grovbearbetning i det låga området och finbearbetning i det höga området. Även om detta är en bra tumregel för att säkerställa att spindeln har tillräcklig kraft, presterar den inte bra när man överväger hastighet.
Tänk på arbetsstycket med en diameter på 1 tum som måste grovsvarvas och finsvarvas. Den rekommenderade hastigheten för grovbearbetningsverktyget är 500 sfm. Även vid maximal diameter (1 tum) kommer den att producera 1 910 rpm (3,82 gånger 500 dividerat med 1). En mindre diameter kräver en högre hastighet. Om programmeraren väljer det låga området baserat på erfarenhet kommer spindeln att nå gränsen på 1 400 rpm. Om man antar tillräckligt med kraft kommer grovbearbetningen att slutföras snabbare i ett högre område.
Detta gäller även endast svarvcentra och grovbearbetning som kräver konstant ythastighet. Överväg att grovsvänga en 4-tums axel med flera diametrar, varav den minsta är 1 tum. Antag att den rekommenderade hastigheten är 800 sfm. Vid 4 tum är den erforderliga hastigheten 764 rpm. Det låga området ger den kraft som krävs.
När grovbearbetningen fortsätter blir diametern mindre och hastigheten ökar. Vid 2 125 tum behöver den optimala bearbetningen överstiga 1 400 rpm, men spindeln kommer att nå en topp i det låga intervallet 1 400 rpm, och varje kontinuerlig grovbearbetning kommer att ta längre tid än den borde vara. Det skulle vara klokare att byta till mellanintervallet vid denna tidpunkt, särskilt om intervallförändringen sker omedelbart.
När programmet kommer in i maskinen kan all tid som sparas genom att hoppa över programmeringsförberedelserna lätt gå förlorad. Följ stegen nedan för att säkerställa framgång.
Parametrarna berättar för CNC:n varje detalj av den specifika verktygsmaskinen som används och hur alla CNC-funktioner och funktioner ska användas.