So wählen Sie eine Spindel aus

Beim Versuch, effiziente Prozesse zu entwickeln, wenden sich viele Maschinenbediener und Programmierer zuerst der Werkzeugauswahl zu. Es ist wahr, dass die Werkzeugbestückung oft einen großen Unterschied in Bearbeitungszeit, Geschwindigkeit und Vorschub ausmachen kann, aber wussten Sie, dass die Spindel Ihrer Maschine einen ebenso großen Einfluss haben kann? Die Beine jeder CNC-Maschine, Spindeln, bestehen aus einem Motor, einem Kegel zum Halten von Werkzeugen und einer Welle, die alle Komponenten zusammenhält. Spindeln drehen sich oft elektrisch angetrieben um eine Achse, die ihren Input von der CNC-Steuerung der Maschine erhält.

Warum ist die Wahl der richtigen Spindel wichtig?

Die Wahl der richtigen Spindel zur Bearbeitung Ihres Werkstücks ist für einen erfolgreichen Produktionslauf von großer Bedeutung. Da die Werkzeugoptionen weiter wachsen, ist es wichtig zu wissen, welche Werkzeuge Ihre Spindel verwenden kann. Werkzeuge mit großem Durchmesser, wie z. B. große Schaftfräser oder Stirnfräser, erfordern normalerweise langsamere Spindeldrehzahlen und nehmen tiefere Schnitte vor, um große Mengen an Material zu entfernen. Diese Anwendungen erfordern höchste Maschinensteifigkeit und erfordern eine Spindel mit hohem Drehmoment.

Im Gegensatz dazu benötigen Werkzeuge mit kleinerem Durchmesser eine Spindel mit höherer Drehzahl. Höhere Geschwindigkeiten und Vorschübe liefern bessere Oberflächengüten und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Eine gute Faustregel ist, dass ein Schaftfräser, der einen halben Zoll oder kleiner ist, mit einem geringeren Drehmoment gut läuft.

Arten von CNC-Spindeln

Nachdem Sie herausgefunden haben, worauf Sie bei einer Spindel achten sollten, ist es an der Zeit, sich über Ihre verschiedenen Optionen zu informieren. Spindeln variieren typischerweise je nach Typ, Stil der Verjüngung oder ihrer Größe. Der Konus ist der konische Teil des Werkzeughalters, der in die Öffnung der Spindel passt. Jede Spindel ist so konzipiert, dass sie zu einem bestimmten Kegeltyp und einer bestimmten Größe passt.

CAT- und BT-Inhaber

Dies ist der am weitesten verbreitete Halter zum Fräsen in den Vereinigten Staaten. Beide Ausführungen werden als „V-Flansch-Halter“ bezeichnet und benötigen einen Halteknopf oder Zugbolzen, der in der Maschinenspindel befestigt werden muss. Der BT (metrischer Stil) ist im Ausland beliebt.

HSK-Inhaber

Diese Art von Halter ist eine deutsche Norm, die als „Hohlschaftkegel“ bekannt ist. Der verjüngte Teil des Halters ist viel kürzer als seine Gegenstücke. Es greift auch auf andere Weise in die Spindel ein und erfordert keinen Zugbolzen oder Halteknopf. Der HSK-Halter wird verwendet, um Wiederholbarkeit und eine längere Werkzeuglebensdauer zu schaffen – insbesondere bei HEM-Anwendungen (High Efficiency Milling).

Alle diese Halter haben Vorteile und Einschränkungen, einschließlich Preis, Genauigkeit und Verfügbarkeit. Die richtige Auswahl hängt weitgehend von Ihren Anwendungsanforderungen ab.

Drehmoment vs. PS

Drehmoment ist definiert als Kraft senkrecht zur Rotationsachse über eine Distanz. Es ist wichtig, über ein hohes Drehmoment zu verfügen, wenn ein Schaftfräser verwendet wird, der größer als ½ Zoll ist, oder wenn ein schwieriges Material wie Inconel bearbeitet wird. Das Drehmoment hilft dabei, Kraft hinter die Schneidwirkung des Werkzeugs zu bringen.

Pferdestärken beziehen sich auf die Menge der geleisteten Arbeit. Pferdestärken sind wichtig für Schaftfräser mit kleinerem Durchmesser und einfach zu bearbeitende Materialien wie Aluminium.

Man kann sich Drehmoment wie einen Traktor vorstellen:Es kann nicht sehr schnell fahren, aber es steckt viel Kraft dahinter. Stellen Sie sich Pferdestärken wie einen Rennwagen vor:Er kann sehr schnell fahren, aber weder ziehen noch schieben.

Drehmoment-PS-Diagramm

Jede Maschine und Spindel sollte mit einem Drehmoment-Pferdestärken-Diagramm geliefert werden. Diese Diagramme helfen Ihnen zu verstehen, wie Sie Ihre Spindel für Drehmoment oder Leistung maximieren können, je nachdem, was Sie benötigen:

Richtige Spindelgröße

Die Größe der Spindel und des Schaftkegels entspricht dem Gewicht und der Länge der verwendeten Werkzeuge sowie dem Material, das Sie bearbeiten möchten. CAT40 ist die am häufigsten verwendete Spindel in den Vereinigten Staaten. Diese Spindeln eignen sich hervorragend für die Verwendung von Werkzeugen mit einem Schaftfräser mit einem Durchmesser von ½ Zoll oder kleiner in jedem Material. Wenn Sie erwägen, einen 1-Zoll-Schaftfräser in einem Material wie Inconel oder Titan zu verwenden, wäre ein CAT50 die geeignetere Wahl. Je höher der Kegelwinkel ist, desto mehr Drehmoment kann die Spindel aufnehmen.

Während die Auswahl des richtigen Werkzeugs für Ihre Anwendung wichtig ist, ist die Auswahl eines Werkzeugs, das Ihre Spindel verwenden kann, für den Bearbeitungserfolg von größter Bedeutung. Die Kenntnis des erforderlichen Drehmoments wird Maschinisten dabei helfen, sich eine Menge Kopfschmerzen zu ersparen.