5 Tipps zur Auswahl des optimalen Spindelbereichs

Unabhängig davon, ob Sie eine CNC-Fräsmaschine verwenden, bei der die Spindel das Schneidwerkzeug dreht, oder eine CNC-Drehmaschine, bei der die Spindel das Werkstück dreht, größere CNC-Maschinen haben mehrere Spindelbereiche. Der untere Spindelbereich bietet mehr Leistung und der höhere Bereich mehr Geschwindigkeit. Es ist von entscheidender Bedeutung sicherzustellen, dass die Bearbeitung im geeigneten Spindeldrehzahlbereich erfolgt, um eine optimale Produktivität zu erreichen. Hier sind fünf Tipps zur Auswahl des geeigneten Bereichs:

1) Kennen Sie die Leistungs- und Geschwindigkeitseigenschaften Ihrer Spindel.

Werkzeugmaschinenhersteller veröffentlichen Spindelkennlinien in ihren Bedienungsanleitungen. Dort finden Sie die niedrigste und höchste Drehzahl für jeden Bereich sowie die zu erwartende Leistung im gesamten Drehzahlbereich.

Wenn Sie diese wichtigen Daten noch nie studiert haben, sind Ihre Zykluszeiten wahrscheinlich nicht optimiert. Schlimmer noch, Sie belasten den Spindelmotor Ihrer Maschine möglicherweise übermäßig oder blockieren ihn sogar. Das Ausgraben des Handbuchs und das Kennenlernen der Spindeleigenschaften können Ihnen helfen, die Produktivität Ihrer Maschine zu optimieren.

2) Wissen, wie lange es dauert, den Spindelbereich zu ändern.

Es gibt mindestens zwei Arten von Systemen zum Ändern des Spindelbereichs:solche mit Spindelantriebsmotoren, die mehrere Wicklungen enthalten, und solche mit mechanischen Getrieben.

Erstere ändern die Bereiche elektronisch, indem sie ändern, welche Motorwicklungen sie verwenden. Diese Änderungen erfolgen nahezu augenblicklich.

Systeme mit mechanischen Getrieben sind typischerweise in ihrer höchsten Reichweite Direktantrieb und schalten das Getriebe in niedrigeren Reichweiten ein. Der Bereichswechsel kann mehrere Sekunden dauern, insbesondere wenn die Spindel während des Vorgangs anhalten muss.

3) Wissen, wie man den Spindelbereich auswählt.

Bei CNCs sind Änderungen des Spindelbereichs etwas transparent, da die Spindeldrehzahl in U / min angegeben wird. Das S-Wort, das die Drehzahl angibt, bewirkt auch, dass die Maschine den entsprechenden Spindelbereich auswählt. Angenommen, der niedrige Bereich einer Maschine läuft von 20 bis 1.500 U / min und der hohe Bereich von 1.501 bis 4.000 U / min. Wenn Sie ein S-Wort von S300 angeben würden, würde die Maschine den niedrigen Bereich auswählen. Ein S-Wort von S2000 bewirkt, dass die Maschine den hohen Bereich wählt.

Ein schlecht informierter Programmierer kann unwissentlich zwei Probleme verursachen.

Erstens kann das Programm unnötige Bereichsänderungen von Werkzeug zu Werkzeug verursachen. Bei mechanischen Getrieben erhöht dies die Zykluszeit, kann jedoch unbemerkt bleiben, da es sich nur manifestiert, wenn einige Werkzeuge länger zum Wechseln brauchen als andere. Das Ausführen von Werkzeugen, die den gleichen Bereich in Folge erfordern, reduziert die Zykluszeit.

Zweitens kann die Berechnung der Spindeldrehzahl für eine leistungsstarke Schruppbearbeitung die Spindel an das untere Ende des Hochspindelbereichs bringen, wo die Leistung begrenzt ist. Dadurch wird das Spindelantriebssystem übermäßig belastet oder der Spindelmotor blockiert. Ein gut informierter Programmierer wird die Spindeldrehzahl leicht nach unten kompromittieren und die höchste Drehzahl im niedrigen Bereich auswählen, wo ausreichend Leistung für die Durchführung des Bearbeitungsvorgangs vorhanden ist.

Bei Drehzentren erfolgt der Wechsel des Spindelbereichs mit M-Codes, und höhere Bereiche überlappen normalerweise niedrigere Bereiche. Bei einem Drehzentrum mit drei Spindelbereichen kann der niedrige Bereich M41 entsprechen und von 30–1.400 U/min laufen, der mittlere Bereich kann M42 entsprechen und von 40–2.800 U/min laufen, und der hohe Bereich kann M43 entsprechen und von laufen 45-4.500 U/min.

4) Wissen, wie sich die Spindeldrehzahl auf die Zykluszeit auswirken kann.

Dieser Punkt gilt nur für Drehzentren und Operationen, die eine konstante Oberflächengeschwindigkeit verwenden. Bei konstanter Oberflächengeschwindigkeit wählt die CNC konstant die Geschwindigkeit in U/min basierend auf einer in Fuß oder Meter pro Minute angegebenen Oberflächengeschwindigkeit und dem aktuell bearbeiteten Durchmesser.

Die Spindeldrehzahl ist umgekehrt proportional zur Zeit, wenn Sie die Vorschubgeschwindigkeit pro Umdrehung einstellen. Wenn Sie die Spindeldrehzahl verdoppeln können, wird die für den entsprechenden Bearbeitungsvorgang benötigte Zeit halbiert.

Eine beliebte Faustregel für die Auswahl des Spindelbereichs lautet, im niedrigen Bereich zu schruppen und im hohen Bereich zu schlichten. Während dies eine gute Faustregel ist, um sicherzustellen, dass die Spindel über ausreichende Leistung verfügt, schneidet sie weniger gut ab, wenn es um die Geschwindigkeit geht.

Stellen Sie sich ein Werkstück mit einem Durchmesser von 1 Zoll vor, das vor- und fertiggedreht werden muss. Die empfohlene Geschwindigkeit beträgt 500 sfm für das Schruppwerkzeug. Das macht selbst beim größten Durchmesser (1 Zoll) 1.910 U/min (3,82 mal 500 geteilt durch 1). Kleinere Durchmesser erfordern noch höhere Drehzahlen. Wenn der Programmierer den niedrigen Bereich basierend auf der Faustregel auswählt, stößt die Spindel an eine 1.400-U/min-Grenze. Der Schruppvorgang wird in einem höheren Bereich schneller beendet, vorausgesetzt, die Leistung ist ausreichend.

5) Wissen, wann Spindelbereiche geändert werden müssen.

Auch dieser Punkt gilt nur für Drehzentren und Schruppoperationen, die eine konstante Schnittgeschwindigkeit erfordern. Betrachten Sie das Schruppdrehen einer Welle mit 4 Zoll Durchmesser, die mehrere Durchmesser hat, von denen der kleinste 1 Zoll beträgt. Angenommen, die empfohlene Geschwindigkeit beträgt 800 sfm. Bei 4 Zoll beträgt die erforderliche Drehzahl 764 U / min. Die niedrige Reichweite liefert die benötigte Leistung.

Mit fortschreitendem Schruppdrehen werden die Durchmesser kleiner und die Drehzahl steigt. Bei 2,125 Zoll erfordert eine optimale Bearbeitung über 1.400 U / min, aber die Spindel erreicht im niedrigen Bereich bei 1.400 U / min ihren Höhepunkt, und jeder nachfolgende Schruppdurchgang dauert länger als nötig. Es wäre klüger, an dieser Stelle in den mittleren Bereich zu wechseln, insbesondere wenn der Bereichswechsel sofort erfolgt.