Apstrādājot tēraudu, čugunu, lielas veidnes vai citus sarežģītus sagataves, CNC mašīnas jauda kļūst par svarīgu pirkuma apsvērumu.

Bet CNC mašīnas izvēle smagai griešanai nav tik vienkārša, kā iegādāties mašīnu ar lielāko vārpstas jaudu.

Mašīna ar 30 kW vārpstu nav automātiski labāka katram smagam{1}}griešanas darbam nekā mašīna ar 20 kW vārpstu.

Faktiskā griešanas veiktspēja ir atkarīga no vairākiem faktoriem, kas darbojas kopā:

• Vārpstas jauda
• Vārpstas griezes moments
• Griešanas ātrums
• Instrumenta diametrs
• Griešanas dziļums
• Radiālā iesaistīšanās
• Padeves ātrums
• Materiāla noņemšanas ātrums
• Mašīnas stingrība
• Instrumenta un darba turēšanas stabilitāte

Pircējiem, kas salīdzina CNC apstrādes centru, noderīgāks jautājums ir:

Cik liela griešanas slodze patiesībā ir nepieciešama manam ražošanas procesam, un vai iekārta var uzturēt šo slodzi nepārtraukti?

Tas ir pamats pareizas CNC iekārtas jaudas izvēlei.

1. Ko patiesībā nozīmē CNC mašīnas jauda?

Ja CNC iekārtu ražotājs norāda vārpstas jaudu, šis skaitlis parasti attiecas uz jaudu, kas pieejama no mašīnas vārpstas.

To var izteikt šādi:

kW

HP

Piemēram, vārpstu var norādīt šādi:

18,5 kW

vai:

25 ZS

Taču jaudas rādītājs vien nenosaka, kā iekārta darbosies smagas griešanas laikā.

Jums arī jāzina:

Pie kāda vārpstas ātruma ir pieejama nominālā jauda

Maksimālais vārpstas griezes moments

Nepārtraukta un īsa{0}}ilguma jauda

Griezes momenta līkne

Vārpstas apgriezienu diapazons

Šai atšķirībai ir nozīme, jo smaga griešana bieži notiek pie salīdzinoši zema vai mērena vārpstas ātruma.

Vārpsta, kas nodrošina lielu jaudu tikai pie ļoti lieliem apgriezieniem minūtē, var nenodrošināt tādu pašu praktisko veiktspēju kā vārpsta ar spēcīgu zema apgriezienu{0}}griezes momentu.

2. Vārpstas jauda un vārpstas griezes moments ir atšķirīgi

Tas ir viens no svarīgākajiem punktiem, izvēloties CNC mašīnu smagai griešanai.

Jauda apraksta ātrumu, kādā var veikt darbu.

Griezes moments apraksta pie vārpstas pieejamo rotācijas spēku.

Attiecības var izteikt šādi:

P = T × n / 9550

kur:

P=vārpstas jauda kW

T=vārpstas griezes moments N·m

n=vārpstas ātrums apgr./min

Tas nozīmē, ka pie mazākiem vārpstas apgriezieniem mašīnai var būt nepieciešams ievērojams griezes moments, lai uzturētu vēlamo griešanas slodzi.

Piemēram, smaga rupjā apstrāde ar lielu griezēju var darboties ar salīdzinoši zemiem apgriezieniem minūtē, taču tai ir nepieciešams ievērojams vārpstas griezes moments.

Tāpēc pircējam nekad nevajadzētu salīdzināt CNC iekārtas jaudu, nepārbaudot vārpstas griezes momentu.

3. Kāpēc maksimālā kW viena pati var būt maldinoša?

Apsveriet divas CNC mašīnas.

Mašīna A

Maksimālā vārpstas jauda: 22 kW

Maksimālais ātrums: 18 000 apgr./min

Mērens griezes moments{0}}mazā ātrumā

Mašīna B

Maksimālā vārpstas jauda: 18,5 kW

Maksimālais ātrums: 12 000 apgr./min

Lielāks griezes moments zemā{0}}ātrumā

Ja jūsu ražošanā galvenokārt tiek izmantoti lieli griezēji, kas noņem ievērojamu daudzumu tērauda, ​​iekārtai B var būt raksturlielumi, kas ir piemērotāki lietojumam.

Tas nenozīmē, ka viena mašīna ir vispārēji labāka.

Tas nozīmē, ka maksimālā vārpstas jauda un maksimālais apgriezienu skaits ir jānovērtē attiecībā pret griešanas procesu.

Smagai apstrādei griezes momenta līkne var būt informatīvāka nekā virsraksta kW skaitlis.

4. Kas ir smaga griešana?

"Smaga griešana" var nozīmēt dažādas lietas atkarībā no pielietojuma.

Tas parasti ietver lielāku griešanas slodzi, ko izraisa:

Liels griezuma dziļums

Liela radiālā saķere

Liels instrumenta diametrs

Augsts padeves ātrums

Grūti{0}}apstrādājami-materiāli

Augsts materiāla noņemšanas ātrums

Piemēram, lielas tērauda detaļas rupjā apstrādāšana ar 63 mm griezēju ievērojamā griezuma dziļumā ir ļoti atšķirīgs pielietojums no alumīnija korpusa apdares ar 10 mm gala frēzēm.

Abi ir CNC frēzēšana.

Tikai vienam var būt nepieciešams ievērojams vārpstas griezes moments un mašīnas jauda.

Tāpēc pirms CNC iekārtas jaudas izvēles definējiet, ko jūsu ražošanai nozīmē smaga griešana.

5. Materiālam ir tieša ietekme uz nepieciešamo mašīnas jaudu

Dažādi materiāli rada dažādas griešanas slodzes.

Alumīnijs

Alumīniju bieži var apstrādāt ar salīdzinoši lielu griešanas ātrumu.

Galvenā prasība var būt augsts materiāla noņemšanas ātrums, nevis ārkārtējs vārpstas griezes moments.

Tāpēc ātrgaitas{0}}vārpsta var būt vērtīga, īpaši ar mazākiem instrumentiem.

Oglekļa tērauds

Tēraudam parasti ir nepieciešams lielāks griešanas spēks nekā alumīnijam.

Smagai rupjmašīnai vārpstas griezes moments un mašīnas stingrība kļūst svarīgāki.

Nerūsējošais tērauds

Nerūsējošais tērauds var radīt ievērojamas griešanas slodzes un siltumu.

Instrumenta ģeometrija, griešanas ātrums, dzesēšanas šķidrums un skaidu izvadīšana ietekmē nepieciešamo mašīnas veiktspēju.

Čuguns

Čuguns var radīt abrazīvu instrumentu nodilumu un ievērojamas griešanas slodzes atkarībā no pakāpes un darbības.

Lieliem lējumiem mašīnas stingrība un vārpstas griezes moments var kļūt par svarīgiem faktoriem.

Tāpēc pareizā CNC iekārtas jauda ir atkarīga gan no materiāla, gan no griešanas apstākļiem.

6. Instrumenta diametrs maina jaudas prasību

Lielāks griezējs var noņemt vairāk materiāla vienā apgriezienā, taču tas arī maina griešanas slodzi uz vārpstu.

Piemēram, salīdziniet:

12 mm gala frēze

ar:

63 mm slīpmašīna

63 mm griezēju var izmantot lielai materiāla noņemšanai rupjā apstrādes laikā, taču tas var radīt ievērojami lielākus griešanas spēkus.

Tas nozīmē, ka CNC mašīnas vārpstas izvēle tikai atbilstoši maksimālajam apgriezienu skaitam var būt maldinoša.

Liels griezējs var darboties ar daudz zemāku apgriezienu skaitu, vienlaikus prasot ievērojamu griezes momentu.

Smagai apstrādei vienmēr ņemiet vērā:

Instrumenta diametrs + griešanas ātrums + griešanas dziļums + radiālā saķere

kopā.

7. Materiāla noņemšanas ātrums ir labāks veids, kā domāt par griešanas jaudu

Viens noderīgs veids, kā novērtēt smagu griešanu, ir materiāla noņemšanas ātrums (MRR).

Vienkāršots frēzēšanas aprēķins ir šāds:

MRR=Ap × Ae × Vf

kur:

Ap=aksiālais griezuma dziļums

Ae=radiālais griezuma platums

Vf=plūsmas ātrums

Palielinoties šīm vērtībām, palielinās vienā minūtē izņemtā materiāla daudzums.

Nepieciešamā griešanas jauda palielinās arī atkarībā no materiāla un griešanas apstākļiem.

Šī iemesla dēļ iekārta, kas labi darbojas ar seklu apdari, var cīnīties ar agresīvu raupšanu.

Tāpēc, pērkot CNC apstrādes centru, ir lietderīgi iekārtas ražotājam sniegt tipiskos:

Instrumenta diametrs

Griešanas dziļums

Radiālā iesaistīšanās

Padeves ātrums

Materiāls

nevis vienkārši pateikt:

"Mums ir vajadzīga jaudīga mašīna."

8. Smagai griešanai ir nepieciešams vairāk nekā vārpstas jauda

Izplatīta iepirkumu kļūda ir pieņemt, ka vārpstas jaudas palielināšana atrisina visas smagās{0}}griešanas problēmas.

Tā nav.

Smagai griešanai nepieciešams arī pietiekami:

Mašīnas stingrība

Mašīnas konstrukcijai ir jāiztur griešanas spēki.

Vārpstas stingrība

Vārpstai un gultņiem slodzes apstākļos jāpaliek stabiliem.

Instrumentu turēšana

Instrumenta turētājam jāpārraida griezes moments bez pārmērīgas izspiešanas vai kustības.

Darba turēšana

Armatūrai ir droši jānotur apstrādājamā detaļa.

Tabula un struktūra

Mašīnai jāatbalsta griešanas spēki bez pārmērīgas vibrācijas.

Ja mašīnas struktūra nav pietiekami stingra, vārpstas jaudas pievienošana var vienkārši padarīt mašīnu spējīgu pielietot lielāku spēku, neuzlabojot griešanas stabilitāti.

Tāpēc CNC iekārtu stingrība ir svarīga smagas{0}}griešanas mašīnas izvēles sastāvdaļa.

9. Kā uzzināt, vai jūsu mašīnai ir pietiekami daudz jaudas

Viena praktiska pieeja ir sākt ar esošajiem apstrādes apstākļiem.

Ieraksts:

Sagataves materiāls

Instrumenta diametrs

Griešanas ātrums

Padeves ātrums

Aksiālais griešanas dziļums

Radiālā iesaistīšanās

Vārpstas slodze

Griešanas laiks

Instrumenta kalpošanas laiks

Ja jūsu parastās rupjās apstrādes laikā iekārta bieži sasniedz ļoti lielu vārpstas slodzi, iespējams, strādājat tuvu vārpstas praktiskajai jaudai.

Bet nevajag uzreiz secināt, ka vajag lielāku vārpstu.

Augstu vārpstas slodzi var izraisīt arī:

Pārmērīgs griezuma dziļums

Pārmērīga radiālā iesaistīšanās

Blāvi instrumenti

Slikta instrumenta ģeometrija

Nepareizs padeves ātrums

Instrumenta novirze

Vāja darba turēšana

Pirms jaudīgākas CNC iekārtas izvēles ir jānosaka iemesls.

10. Vārpstas slodze ir noderīgs ražošanas rādītājs

Mūsdienu CNC iekārtas parasti nodrošina vārpstas{0}}slodzes informāciju, izmantojot vadības sistēmu.

Smagas griešanas laikā operatori var uzraudzīt, vai vārpsta tuvojas praktiskajai slodzes robežai.

Piemēram, ja iekārta normālas ražošanas laikā atkārtoti darbojas tuvu maksimālajai vārpstas slodzei, tas var norādīt, ka iekārta ir nepietiekama procesam.

Tomēr īsa maksimālā slodze atšķiras no nepārtrauktas smagas slodzes.

Šai atšķirībai ir nozīme.

Iekārta var izturēt īslaicīgu slodzes palielināšanos, taču tā joprojām nav piemērota nepārtrauktai lielas{0}}slodzes apstrādei.

Salīdzinot CNC mašīnu specifikācijas, jautājiet, vai norādītā vārpstas jauda ir:

Nominālā jauda

Maksimālā jauda

Nepārtraukta jauda

Īsa-ilguma maksimālā jauda

Tas var novērst pārpratumus mašīnas iegādes laikā.

11. Nepārtraukta jauda gariem rupjās apstrādes cikliem

Pieņemsim, ka veidnei ir nepieciešamas vairākas stundas neapstrādātas apstrādes.

Iekārtai visas darbības laikā ir jāuztur stabili griešanas apstākļi.

Vārpstas specifikācija, kas izskatās iespaidīga uz papīra, var nenodrošināt tādu pašu praktisko veiktspēju nepārtrauktas slodzes laikā.

Ilga{0}}cikla smagai apstrādei novērtējiet:

Nepārtraukta vārpstas jauda

Nepārtraukts griezes moments

Vārpstas dzesēšana

Gultņu dizains

Mašīnas stingrība

Termiskā stabilitāte

Tas ir īpaši svarīgi ražošanas vidēs, kur rupjmašīnas cikli tiek veikti atkārtoti visas dienas garumā.

CNC iekārtu ražotājam jāspēj sniegt atbilstošu informāciju par vārpstas veiktspēju nopietniem smagiem{0}}griešanas darbiem.

12. Jaudas prasības lielām sejas frēzēm

Lielas slīpmašīnas ir izplatīts piemērs, kur pircējiem ir jāraugās tālāk par RPM.

Liels griezējs var ātri noklāt plašu virsmu, taču tas var arī radīt ievērojamus griešanas spēkus.

Pieņemsim, ka apstrādājat lielu tērauda plāksni, izmantojot:

63 mm slīpmašīna

Iekārta var darboties ar salīdzinoši mērenu vārpstas ātrumu.

Par svarīgiem faktoriem kļūst:

Pļaušanas dziļums

Radiālā iesaistīšanās

Barība uz vienu zobu

Ieliktņu skaits

Materiāla pakāpe

Vārpstas griezes moments

Mašīnas stingrība

Tāpēc ātrgaitas{0}}vārpsta automātiski nepadara mašīnu piemērotu liela izmēra frēzēšanai.

Vārpstai jābūt pieejamai jaudai un griezes momentam diapazonā, kurā griezējs faktiski darbojas.

13. Spēcīga alumīnija griešana var būt atšķirīga

Smaga griešana ne vienmēr nozīmē zemu apgriezienu skaitu.

Alumīnijs ir labs piemērs.

Lielu daudzumu alumīnija var ātri noņemt, jo alumīnija sakausējumi bieži var atbalstīt salīdzinoši lielu griešanas ātrumu.

Šādā situācijā iekārtai var būt nepieciešams:

Augsts vārpstas ātrums

Atbilstoša vārpstas jauda

Augsta padeves jauda

Efektīva mikroshēmu evakuācija

Laba dzesēšanas šķidruma vai gaisa vadība

Tāpēc ātrdarbīgs -CNC apstrādes centrs var būt vērtīgs alumīnija ražošanā pat tad, ja griešanas spēki ir mazāki nekā smagajā tērauda apstrādē.

Iekārta ir jāizvēlas saskaņā ar materiāla noņemšanas stratēģiju, nevis vispārīgo marķējumu "smaga griešana".

14. Neaizmirstiet padeves ātrumu

Vārpstas jauda ir cieši saistīta ar to, cik daudz materiāla mašīna noņem minūtē.

Ja palielināsit:

Griešanas dziļums

Griezuma platums

Padeves ātrums

materiāla noņemšanas ātrums palielinās.

Bet, ja vārpsta nevar uzturēt pietiekamu jaudu un griezes momentu, iekārtai var rasties:

Palielināta vārpstas slodze

RPM samazināšana

Pļāpāšana

Instrumenta lūzums

Slikta virsmas apdare

Tāpēc CNC mašīnas jauda ir jānovērtē attiecībā pret padeves ātrumu un griešanas aktivitāti, ko jūs faktiski plānojat izmantot.

15. Mašīnas jauda un instrumenta kalpošanas laiks ir savienoti

Lielāka vārpstas jauda automātiski nenozīmē ilgāku instrumenta kalpošanas laiku.

Ja griešanas parametri ir pārāk agresīvi, instrumenta nodilums var paātrināties pat tad, ja iekārtai ir pietiekami daudz jaudas.

Instrumenta kalpošanas laiks ir atkarīgs no:

Materiāls

Griešanas ātrums

Barība

Griešanas dziļums

Instrumenta ģeometrija

Instrumentu pārklājums

Dzesēšanas šķidrums

Mašīnas stabilitāte

Stingra iekārta ar pietiekamu jaudu ļauj griezējinstrumentam darboties tuvāk paredzētajiem parametriem.

Tas var uzlabot ražošanas efektivitāti, vienkārši nepalielinot vārpstas jaudu.

16. Cik daudz CNC mašīnas jaudas jums ir nepieciešams?

Nav universāla vārpstas-jaudas skaitļa “smagai griešanai”.

Piemēram, neliels apstrādes centrs, ko izmanto tērauda detaļām, var efektīvi darboties ar vārpstu, kas ir -pusaudžu jaudas kW.

Lielai{0}}veidņu izgatavošanas mašīnai vai lielas noslodzes{1}}portāla apstrādes centram var būt nepieciešams ievērojami vairāk jaudas.

Pareizā prasība ir atkarīga no procesa.

Praktiskajā novērtējumā jāiekļauj:

Materiāls

↓

Instrumenta diametrs

↓

Griešanas ātrums

↓

Griešanas dziļums

↓

Radiālā iesaistīšanās

↓

Padeves ātrums

↓

Materiāla noņemšanas ātrums

↓

Nepieciešamā vārpstas jauda un griezes moments

Šis process ir daudz uzticamāks nekā mašīnas izvēle tikai pēc vārpstas kW.

17. Piemērs: Tērauda rupjā apstrāde

Apsveriet, ka tērauda detaļa ir neapstrādāta-ar lielu karbīda griezēju.

Procesam ir nepieciešams:

Liels instrumenta diametrs

Mērens vārpstas ātrums

Ievērojams aksiālais dziļums

Nozīmīga radiālā iesaiste

Augsts padeves ātrums

Šis ir klasisks gadījums, kad vārpstas griezes moments un mašīnas stingrība kļūst svarīgi.

Ja iekārtai ir augsts maksimālais apgriezienu skaits minūtē, bet nepietiekams griezes moments vajadzīgajā griešanas ātrumā, vārpstas ātruma palielināšana var neatrisināt problēmu.

Mašīnai ir nepieciešama pietiekama jauda, ​​ja griezējs faktiski darbojas.

Šis ir viens no svarīgākajiem punktiem, kas jāapspriež ar CNC iekārtu piegādātāju.

18. Piemērs: alumīnija liela{1}}ātruma apstrādāšana

Tagad apsveriet lielu alumīnija komponentu.

Procesā var izmantot:

Augsts vārpstas ātrums

Mazas vai vidējas karbīda gala frēzes

Augsts padeves ātrums

Liels materiāla noņemšanas ātrums

Šādā gadījumā iekārta var gūt labumu no ātrgaitas{0}}vārpstas ar pietiekamu jaudu augstākā apgriezienu diapazonā.

Tāpēc vārpstas prasība ļoti atšķiras no smagā tērauda rupjā apstrādes.

Tas parāda, kāpēc nav universālas atbildes uz:

"Cik kW vajadzētu būt CNC iekārtai?"

Atbilde ir atkarīga no tā, ko mašīnai paredzēts griezt.

19. Vertikālām, horizontālām un portatīvām mašīnām ir dažādas jaudas prasības

Mašīnas konfigurācija ietekmē arī diskusiju par jaudu.

Vertikālais apstrādes centrs

Vertikālo apstrādes centru plaši izmanto vispārējai frēzēšanai, urbšanai, veidņu komponentiem un mehāniskām daļām.

Atbilstošā vārpstas jauda ir atkarīga no detaļas izmēra un griešanas stratēģijas.

Horizontālais apstrādes centrs

Horizontālo apstrādes centru bieži izmanto ražošanas apstrādei un vairāku virsmu apstrādei.

Lielas-slodzes lietojumos var gūt labumu no spēcīga vārpstas griezes momenta un stingras darba turēšanas.

Gantry apstrādes centrs

Portālu apstrādes centrs bieži tiek izvēlēts lielām veidnēm, presformām, konstrukcijas sastāvdaļām un lielizmēra sagatavēm.

Šeit vārpstas jauda ir jāņem vērā kopā ar:

Liels galda izmērs

Mašīnas stingrība

Strukturālā stingrība

Sagataves svars

Gari griešanas cikli

Dabai portāla apstrādes centru klāstā ir liela{0}}formāta mašīnas, kas paredzētas ievērojami lielākām sagatavēm, tāpēc vārpstas izvēle ir jāizvērtē kopā ar iekārtas darba aploksni un konstrukcijas dizainu.

20. Vai vienmēr jāizvēlas visjaudīgākā-CNC mašīna?

Nav obligāti.

Pārmērīga vārpstas izmērs var palielināt iegādes izmaksas, nesniedzot nozīmīgus ražošanas ieguvumus.

Ja jūsu parastajā apstrādē tiek izmantots:

Mazie instrumenti

Viegli griezumi

Alumīnijs

Apdares operācijas

ļoti liela{0}}jaudas vārpsta var proporcionāli neuzlabot produktivitāti.

No otras puses, ja jūsu ražošana ietver:

Lielas tērauda detaļas

Lieli griezēji

Dziļa rupjmaiņa

Augsti materiālu noņemšanas rādītāji

Ilgi nepārtraukti griešanas cikli

nepietiekama vārpstas jauda var kļūt par nopietnu ierobežojumu.

Mērķis ir pieskaņot vārpstu faktiskajam ražošanas procesam.

21. Kāda informācija jums jāsniedz CNC iekārtu ražotājam?

Ja pieprasāt mašīnas ieteikumu smagai griešanai, norādiet vairāk nekā materiāla nosaukumu.

Noderīgā specifikāciju lapā jāiekļauj:

Materiāla pakāpe

Lielākais sagataves izmērs

Sagataves svars

Tipisks instrumenta diametrs

Maksimālais instrumenta diametrs

Griešanas ātrums

Padeves ātrums

Aksiālais griešanas dziļums

Radiālā iesaistīšanās

Rupjēšana vai apdare

Paredzamās apstrādes stundas dienā

Nepieciešamais ražošanas apjoms

Piemēram:

Materiāls: S45C oglekļa tērauds
Instruments: 63 mm karbīda frēze
Griešanas dziļums: 3 mm
Radiālā saķere: 40 mm
Ražošana: nepārtraukta rupjā apstrāde

Šī informācija sniedz CNC iekārtu ražotājam kaut ko konkrētu, ko novērtēt.

Tas ir daudz noderīgāk, nekā vienkārši lūgt “lieljaudas{0}}CNC mašīnu”.

22. CNC mašīnas jaudas izvēles kontrolsaraksts

Pirms iegādāties CNC mašīnu smagai griešanai, pārbaudiet:

Visbeidzot: izvēlieties jaudu griešanas procesam, nevis specifikāciju lapai

Pareizo CNC iekārtas jaudu smagai griešanai nevar noteikt tikai ar vārpstas kW.

Labāks atlases process ir:

Materiāls → Rīks → Griešanas ātrums → Instrumenta diametrs → Griešanas dziļums → Radiālā saķere → Padeves ātrums → Materiāla noņemšanas ātrums → Vārpstas jauda + griezes moments

Alumīnijam var būt svarīgāks liels vārpstas ātrums un liela padeves jauda.

Tēraudam, nerūsējošajam tēraudam un čugunam lielas rupjās apstrādes laikā vārpstas griezes moments, mašīnas stingrība un stabila jaudas padeve var kļūt svarīgāki.

Lieliem griezējiem vārpstai ir nepieciešams noderīgs griezes moments pie apgriezieniem minūtē, kurā šie griezēji faktiski darbojas.

Un gariem ražošanas cikliem nepārtrauktai vārpstas veiktspējai ir lielāka nozīme nekā īsam{0}}ilguma maksimālās jaudas skaitlim.

Salīdzinot CNC apstrādes centru, nejautājiet tikai:

"Cik kW ir vārpsta?"

Jautāt:

"Cik liela jauda un griezes moments ir pieejami griešanas apstākļos, kādus mēs faktiski izmantojam?"

Šis jautājums sniedz daudz jēgpilnāku pamatu CNC mašīnas izvēlei smagai griešanai.

Dabai Precision Machine Tool piegādā vertikālos apstrādes centrus, horizontālos apstrādes centrus, portāla apstrādes centrus un 5 asu apstrādes centrus ar dažādām vārpstas konfigurācijām. Smagiem-griešanas darbiem iekārtu var novērtēt atbilstoši faktiskajam sagataves materiālam, instrumentiem, griešanas parametriem, darba turēšanai un ražošanas prasībām.