Pareiza CNC vārpstas ātruma izvēle nav tik vienkārša kā mašīnas specifikācijā norādītā maksimālā apgriezienu skaita atrašana.

CNC mašīnai var būt vārpsta, kas spēj sasniegt 12 000, 15 000 vai pat 20 000 apgr./min, taču tas nenozīmē, ka iekārtai jādarbojas ar maksimālo ātrumu katram materiālam.

Pareizais vārpstas ātrums ir atkarīgs no vairākiem faktoriem, kas darbojas kopā:

• Sagataves materiāls
• Materiāls griezējinstrumentam
• Instrumenta diametrs
• Griešanas ātrums
• Apstrādes darbība
• Griešanas dziļums
• Padeves ātrums
• Mašīnas stingrība
• Nepieciešamā virsmas apdare

Tāpēc pareizais CNC vārpstas ātrums alumīnijam var būt pilnīgi atšķirīgs no atbilstošā ātruma oglekļa tēraudam vai nerūsējošajam tēraudam.

Pircējiem un mašīnistiem noderīgāks jautājums nav:

"Cik RPM var sasniegt šī CNC iekārta?"

Tas ir:

"Kādu vārpstas ātrumu šī iekārta var efektīvi izmantot materiāliem un instrumentiem, kurus mēs faktiski darbinām?"

1. Vārpstas ātrums un griešanas ātrums nav viens un tas pats

Šī ir pirmā atšķirība, kas jāsaprot.

Vārpstas ātrumu parasti izsaka apgriezienos minūtē:

RPM

Tas norāda, cik ātri vārpsta griežas.

Griešanas ātrums raksturo relatīvo ātrumu starp griešanas malu un sagataves virsmu, ko parasti izsaka:

m/min vai SFM

Šīs divas vērtības ir saistītas ar instrumenta diametru.

Metriskajai apstrādei parastie aprēķini ir:

n=(1000 × Vc) / (π × D)

Kur:

n=vārpstas ātrums apgr./min

Vc=griešanas ātrums m/min

D=instrumenta diametrs mm

Tas nozīmē, ka vienam un tam pašam griešanas ātrumam var būt nepieciešami ļoti dažādi vārpstas ātrumi atkarībā no instrumenta diametra.

Piemēram, mazai gala frēzei var būt nepieciešams daudz lielāks apgriezienu skaits nekā lielai frēzei pat tad, ja tiek apstrādāta viena un tā pati alumīnija sastāvdaļa.

Tāpēc sakot:

"Alumīnijs jāapstrādā ar 10 000 apgr./min."

nav tehniski jēgpilna, nezinot instrumenta diametru un griešanas apstākļus.

2. Kāpēc vienam un tam pašam materiālam var būt nepieciešami dažādi vārpstas ātrumi

Pieņemsim, ka jūs apstrādājat alumīniju.

6 mm karbīda gala frēzei un 50 mm slīpmašīnai netiks izmantots vienāds vārpstas ātrums.

Mazāks griezējs parasti var darboties ar daudz lielāku rotācijas ātrumu.

Lielāks griezējs veic lielāku attālumu vienā apgriezienā, tāpēc nepieciešamais apgriezienu skaits ir mazāks tādam pašam griešanas ātrumam.

Piemēram, ja ieteicamais griešanas ātrums ir 300 m/min:

10 mm instrumentam:

n ≈ 9550 apgr./min

50 mm instrumentam:

n ≈ 1910 apgr./min

Materiāls nemainījās.

Instrumenta diametrs ir mainīts.

Tāpēc CNC vārpstas ātruma izvēle vienmēr jāsāk ar griezējinstrumentu un materiālu, nevis mašīnas maksimālo apgriezienu skaitu.

3. Kā izvēlēties CNC vārpstas ātrumu alumīnijam

Alumīniju parasti saista ar ātrdarbīgu{0}}CNC apstrādi, jo daudzus alumīnija sakausējumus var apstrādāt ar salīdzinoši lielu griešanas ātrumu.

Bet precīzs CNC vārpstas ātrums alumīnijam ir atkarīgs no:

Alumīnija sakausējums

Instrumenta materiāls

Instrumenta diametrs

Flautu skaits

Griešanas operācija

Dzesēšanas šķidrums

Mašīnas stingrība

Piemēram, neliela karbīda gala frēze, ko izmanto alumīnija korpusa apdarei, var darboties ar ievērojami lielāku apgriezienu skaitu nekā liela slīpmašīna, ko izmanto rupjā apstrādei.

Liels vārpstas ātrums var būt īpaši noderīgs šādos gadījumos:

Izmantojot maza{0}}diametra rīkus

Plāno sienu apstrāde

Alumīnija virsmu apdare

Materiāla noņemšana no sarežģītām kabatām

Tomēr maksimālais vārpstas ātrums automātiski nav mērķis.

Ja mašīna sasniedz 18 000 apgr./min, bet izvēlētais instruments un griešanas apstākļi prasa 8 000 apgr./min, darbs ar 18 000 apgr./min vienkārši nav priekšrocība.

4. Kā izvēlēties CNC vārpstas ātrumu oglekļa tēraudam

Oglekļa tēraudam parasti nepieciešama atšķirīga apstrādes pieeja.

Ieteicamais griešanas ātrums parasti ir mazāks nekā daudziem alumīnija lietojumiem, it īpaši, ja tiek izmantoti tradicionālie karbīda instrumenti un tiek veikti smagāki griezumi.

Attiecībā uz tērauda CNC vārpstas ātrumu ņemiet vērā:

Tērauda marka

Instrumenta materiāls

Instrumentu pārklājums

Instrumenta diametrs

Rupjēšana vai apdare

Griešanas dziļums

Mašīnas stingrība

Smagā tērauda apstrāde var arī radīt ievērojamas slodzes uz vārpstu un mašīnas konstrukciju.

Tas nozīmē, ka vārpstas griezes moments kļūst arvien svarīgāks.

Mašīna ar īpaši augstu apgriezienu skaitu var nebūt labākā izvēle, ja jūsu ražošanā dominē smaga tērauda rupjā apstrāde.

Piemēram, liela{0}}diametra griezējs, kas noņem ievērojamu materiālu, var darboties ar relatīvi zemiem apgriezieniem minūtē, vienlaikus prasot lielu vārpstas griezes momentu.

Tas ir viens no iemesliem, kāpēc pircējiem, izvēloties CNC apstrādes centru, ir jāsalīdzina vārpstas ātrums un vārpstas griezes moments.

5. Nerūsējošajam tēraudam nepieciešama lielāka aprūpe

Nerūsējošais tērauds ir viens no materiāliem, kur slikti griešanas parametri var ātri radīt problēmas.

Atkarībā no pakāpes un apstrādes apstākļiem pārmērīgs karstums vai berze var veicināt:

Instrumentu nodilums

Darba rūdīšana

Slikta virsmas apdare

Iebūvēta{0}}mala

Izmēru problēmas

Tāpēc, izvēloties CNC vārpstas ātrumu nerūsējošajam tēraudam, nevajadzētu balstīties tikai uz materiāla nosaukumu.

Austenīta nerūsējošajam tēraudam, martensīta nerūsējošajam tēraudam, nokrišņu{0}}rūdošajam nerūsējošajam tēraudam un citām kategorijām var būt dažādas apstrādes īpašības.

Svarīga ir arī instrumenta ģeometrija un pārklājums.

Ja instrumentu piegādātājs nodrošina ieteicamos griešanas{0}}ātruma diapazonus, šīs vērtības ir jāizmanto kā sākumpunkts.

Pēc tam pielāgojiet griešanas apstākļus, pamatojoties uz:

Faktiskā instrumenta veiktspēja

Mašīnas stingrība

Dzesēšanas šķidrums

Sagataves stabilitāte

Pļaušanas dziļums

6. Čuguns automātiski neprasa lielus apgriezienus

Čuguna apstrāde var radīt ļoti atšķirīgu griešanas vidi no alumīnija.

Atkarībā no kategorijas un pielietojuma čuguns var radīt abrazīvu nodilumu un lielu daudzumu skaidu vai putekļu.

Piemērotais CNC vārpstas ātrums ir atkarīgs no:

Čuguna marka

Instrumenta materiāls

Instrumentu pārklājums

Griezēja diametrs

Sausā vai mitrā apstrāde

Rupjēšana vai apdare

Daudzos čuguna lietojumos mašīnas stabilitāte un instrumenta kalpošanas laiks var būt svarīgāki par vārpstas ātruma palielināšanu.

Šis ir vēl viens piemērs tam, kāpēc augstākais RPM mašīnas specifikāciju lapā ne vienmēr ir visnoderīgākais skaitlis ražošanai.

7. Instrumenta diametram ir tieša ietekme uz RPM

Instrumenta diametrs ir viens no svarīgākajiem mainīgajiem vārpstas{0}}ātruma aprēķināšanā.

Izmantojot:

n=(1000 × Vc) / (π × D)

var redzēt, ka, palielinoties instrumenta diametram, RPM samazinās.

Tam pašam griešanas ātrumam:

Mazs rīks → Lielāki RPM

Liels rīks → Pazemināt apgriezienus

Tas kļūst īpaši svarīgi, izvēloties CNC mašīnas vārpstu.

Ātrgaitas{0}}vārpsta var būt noderīga, ja ražošanā tiek izmantoti daudzi maza{1}diametra rīki.

Bet, ja jūsu ražošanā galvenokārt tiek izmantoti lieli griezēji smagai rupjai apstrādei, vārpstas griezes moments un jauda var būt svarīgāki par maksimālo apgriezienu skaitu minūtē.

8. Rupināšana un apdare Ne vienmēr izmantojiet vienu un to pašu vārpstas ātrumu

Vienu un to pašu materiālu un instrumentu var izmantot dažādos griešanas apstākļos neapstrādāšanai un apdarei.

Rupjdarīšana

Mērķis parasti ir efektīvi noņemt materiālu.

Process var ietvert:

Lielāks griezuma dziļums

Lielāka radiālā iesaiste

Lielāki griešanas spēki

Lielāka vārpstas slodze

Mašīnas stingrība un griezes moments kļūst svarīgi.

Apdare

Mērķis parasti ir:

• Virsmas kvalitāte
• Izmēru precizitāte
• Stabila instrumenta kustība
• Konsekventi griešanas apstākļi

Apdares operācijā var izmantot citu instrumenta diametru, padevi, radiālo saķeri un vārpstas ātrumu.

Tāpēc materiālam nav viena "pareizā RPM".

Pareizais vārpstas apgriezienu skaits pieder konkrētam instrumenta + materiāla + darbības kombinācijai.

9. Vārpstas ātrumam ir jābūt saskaņotam ar padeves ātrumu

RPM maiņa, neņemot vērā padeves ātrumu, var radīt vēl vienu problēmu.

Frēzēšanai kopīgas attiecības ir:

Vf=n × z × fz

Kur:

Vf=plūsmas ātrums

n=vārpstas ātrums

z=griešanas malu skaits

fz=padeve uz vienu zobu

Pieņemsim, ka jūs ievērojami palielinat vārpstas ātrumu, bet nemainīsit padevi.

Šķembu slodze uz vienu zobu var kļūt pārāk maza.

Instruments var sākt berzēt, nevis efektīvi griezt.

No otras puses, padeves ātruma palielināšana, neņemot vērā vārpstas ātrumu, var palielināt griešanas slodzi un potenciāli izraisīt:

Instrumenta lūzums

Pļāpāšana

Slikta virsmas apdare

Vārpstas pārslodze

Tāpēc CNC vārpstas ātrums un padeve ir jāizvēlas kā pāri, nevis atsevišķi.

10. Neignorējiet CNC iekārtas maksimālo vārpstas ātrumu

Pēc nepieciešamā vārpstas apgriezienu skaita aprēķināšanas salīdziniet to ar mašīnas faktisko jaudu.

Piemēram:

Nepieciešamais ātrums:

14 000 apgr./min

Mašīnas maksimums:

12 000 apgr./min

Jūs nevarat vienkārši ieprogrammēt 14 000 apgr./min.

CNC iekārtai ir jādarbojas vārpstas{0}}apgriezienu diapazonā.

Taču svarīga ir arī pretēja situācija.

Pieņemsim, ka jūsu mašīna var sasniegt:

20 000 apgr./min

kamēr jūsu ražošanā galvenokārt izmanto:

30–50 mm griezēji tēraudam

20 000 apgr./min iespēja var nodrošināt nelielu vērtību jūsu galvenajai darbībai.

Tāpēc pircējam ir jāizvēlas CNC mašīnas vārpstas specifikācija ap faktisko griešanas diapazonu, nevis vienkārši jāizvēlas iekārta ar augstāko maksimālo apgriezienu skaitu minūtē.

11. Vārpstas griezes momentam ir nozīme pie mazākiem apgriezieniem

Vārpstas jauda un griezes moments kļūst īpaši svarīgi smagas griešanas laikā.

Attiecība starp vārpstas jaudu, griezes momentu un ātrumu nozīmē, ka mašīnas spēja uzturēt griezes momentu visā tās darbības diapazonā ietekmē tās darbību dažādu griešanas darbību laikā.

Tam ir nozīme, apstrādājot:

Oglekļa tērauds

Nerūsējošais tērauds

Čuguns

Lielas veidnes

Smagas mehāniskās sastāvdaļas

Ātrgaitas{0}}vārpsta, kas optimizēta vieglai griešanai, var nenodrošināt tādu pašu praktisko veiktspēju kā vārpsta, kas paredzēta lielam griezes momentam pie mazākiem apgriezieniem.

Salīdzinot CNC iekārtu specifikācijas, jautājiet ražotājam vārpstas griezes momenta līkni, ja jūsu ražošanā ir nepieciešama smaga apstrāde.

Tas pastāsta vairāk nekā tikai maksimālie RPM.

12. Mašīnas stingrība var ierobežot vārpstas ātrumu, ko jūs faktiski varat izmantot

Aprēķinātais vārpstas ātrums teorētiski var būt atbilstošs, taču iekārtai joprojām ir jāuztur stabila griešana.

Ja iestatījums ir vājš, palielinot apgriezienus, dažkārt vibrācija var pasliktināties.

Iespējamie cēloņi ir:

Nepietiekama mašīnas stingrība

Gara instrumenta pārkare

Vāja darba turēšana

Plānas sagataves sienas

Nesabalansēts instruments

Nepareizi griešanas parametri

Tas ir īpaši svarīgi dziļai{0}}kabatas apstrādei un lieliem instrumentiem.

Ja rodas pļāpāšana, automātiski neuzskatiet, ka vienīgais risinājums ir lielāks vai mazāks vārpstas ātrums.

Pārbaudiet visu apstrādes sistēmu:

Mašīna + instruments + turētājs + armatūra + sagatave + griešanas parametri

13. Kā instrumenta materiāls maina vārpstas ātrumu

Arī pats griezējinstruments ietekmē ieteicamo griešanas ātrumu.

Parastie instrumentu materiāli ietver:

Ātrtērauds-

Karbīds

Pārklāts karbīds

Keramikas

Citi specializēti griešanas materiāli

Karbīda instruments var atbalstīt ievērojami lielāku griešanas ātrumu nekā parasts HSS instruments no tā paša materiāla.

Instrumenta pārklājums var ietekmēt arī veiktspēju.

Piemēram, pārklājumi, kas paredzēti noteiktām materiālu grupām, var uzlabot nodilumizturību un pieļaut dažādus griešanas apstākļus.

Tāpēc, aprēķinot CNC vārpstas ātrumu, nenodrošiniet CNC iekārtas piegādātājam tikai sagataves materiālu.

Nosakiet arī paredzētos instrumentus.

14. Praktisks sākumpunkts dažādiem materiāliem

Tālāk sniegtā tabula ir jāuzskata par sākuma sistēmu, nevis universālu RPM diagrammu.

Precīzs vārpstas apgriezienu skaits joprojām ir jāiegūst no griešanas{0}}instrumenta ražotāja ieteikumiem, un tas ir jāpielāgo faktiskajai iekārtai un iestatījumam.

15. Piemērs: Kāpēc viens materiāls var izmantot vairākas dažādas RPM vērtības

Pieņemsim, ka jūs apstrādājat alumīnija korpusu.

Jums ir trīs operācijas:

Darbība 1 - Fasādes frēzēšana

Instrumenta diametrs: 50 mm

Lielāks griezējs nozīmē, ka var būt piemērots salīdzinoši zems vārpstas ātrums.

Darbība 2 - Kabatas frēzēšana

Instrumenta diametrs: 12 mm

Mazāks griezējs nodrošina daudz lielāku apgriezienu skaitu ar tādu pašu griešanas ātrumu.

Darbība 3 - Mazo-caurumu apstrāde

Instrumenta diametrs: 4 mm

Nepieciešamais RPM atkal var būt ievērojami lielāks.

Materiāls ir identisks.

Mašīna identiska.

Bet vārpstas ātrums mainās, jo mainās instrumenti un apstrādes darbība.

Tāpēc šāds paziņojums:

"Mēs apstrādājam alumīniju, tāpēc mums ir nepieciešama 20 000 apgr./min vārpsta."

nesniedz pietiekami daudz informācijas, lai izvēlētos CNC apstrādes centru.

16. Kas notiek, ja vārpstas ātrums ir pārāk liels?

Pārmērīgs vārpstas ātrums atkarībā no instrumenta un materiāla var radīt vairākas problēmas.

Iespējamie simptomi ietver:

Pārmērīgs karstums

Ātrs instrumentu nodilums

Slikts instrumenta kalpošanas laiks

Dedzināšana vai krāsas maiņa

Slikta virsmas apdare

Vibrācija

Vārpstas pārslodze

Dažiem materiāliem pārmērīgs karstums var ietekmēt arī apstrādājamo priekšmetu vai paātrināt instrumenta noārdīšanos.

Pareizā reakcija ne vienmēr ir tikai RPM samazināšana.

Jums var būt nepieciešams arī pielāgot:

Padeves ātrums

Griešanas dziļums

Radiālā iesaistīšanās

Dzesēšanas šķidrums

Instrumenta ģeometrija

Griešanas sistēmai ir jāpaliek līdzsvarotai.

17. Kas notiek, ja vārpstas ātrums ir pārāk zems?

Problēmas var radīt arī zemi RPM.

Atkarībā no instrumenta un materiāla griezējs var berzēt, nevis efektīvi griezt.

Tā rezultātā var rasties:

Slikta virsmas apdare

Pārmērīgs griešanas spēks

Iebūvēta{0}}mala

Palielināts instrumentu nodilums

Slikta skaidu veidošanās

Atkal pareizais vārpstas ātrums ir atkarīgs no griešanas apstākļiem.

Mērķis nav darboties ar zemākajiem iespējamajiem RPM.

Tas ir, lai saglabātu izvēlētajam instrumentam un materiālam atbilstošu griešanas ātrumu.

18. Kā soli pa solim izvēlēties pareizo CNC vārpstas ātrumu

Praktisks atlases process ir:

Solis 1 - Identificējiet materiālu

Nosakiet faktisko materiāla pakāpi.

"Tērauds" nav pietiekami specifisks daudziem lietojumiem.

Solis 2 - Izvēlieties griezējinstrumentu

Identificēt:

Instrumenta materiāls

Instrumentu pārklājums

Instrumenta diametrs

Flautu skaits

Solis 3 - Iegūstiet ieteicamo griešanas ātrumu

Kā sākumpunktu izmantojiet griešanas{0}}instrumenta ražotāja tehniskos datus.

Solis 4 - Aprēķiniet vārpstas ātrumu

Izmantot:

n=(1000 × Vc) / (π × D)

Solis 5 - Pārbaudiet mašīnas vārpstu

Pārliecinieties, ka CNC mašīnas vārpsta var darboties ar nepieciešamo apgriezienu skaitu minūtē un nodrošināt pietiekamu jaudu un griezes momentu.

6 -. darbība Aprēķiniet plūsmas ātrumu

Izmantojiet ieteicamo padevi katram zobam un instrumenta ģeometrijai.

Darbība 7 - Palaidiet kontrolētu testu

Monitors:

Vārpstas slodze

Instrumentu nodilums

Virsmas apdare

Mikroshēmu veidošanās

Vibrācija

Izmēru stabilitāte

Solis 8 - Pielāgojiet, pamatojoties uz faktisko ražošanu

Aprēķinātā vērtība ir sākumpunkts.

Ražošanas apstākļi nosaka galīgos darba parametrus.

19. Ko tas nozīmē, pērkot CNC mašīnu

Ja pērkat CNC apstrādes centru, nestāstiet tikai ražotājam:

"Mums ir nepieciešams liels vārpstas ātrums."

Pastāstiet viņiem, ko jūs patiesībā strādājat.

Piemēram:

Alumīnija korpusi, 6–16 mm karbīda gala frēzes, liela-apjoma ražošana, galvenokārt kabatu iegriešana un kontūrfrēzēšana.

Vai:

Oglekļa tērauda detaļas, 40–80 mm frēzes, smaga rupjmašīna, dziļas kabatas, gari apstrādes cikli.

Šiem diviem lietojumiem var būt nepieciešami ļoti atšķirīgi vārpstas raksturlielumi.

Pēc tam CNC mašīnu ražotājs var novērtēt:

• Maksimālais vārpstas ātrums
• Nominālais vārpstas ātrums
• Vārpstas jauda
• Vārpstas griezes moments
• Rīka interfeiss
• Dzesēšanas sistēma
• Mašīnas stingrība

Tas rada daudz noderīgāku mašīnu ieteikumu.

20. Nepērciet CNC mašīnu, pamatojoties tikai uz maksimālo apgriezienu skaitu

Mašīna, kas reklamēta ar:

20 000 apgr./min

nav automātiski labāks par vienu ar:

12 000 apgr./min

Noderīgais vārpstas diapazons ir atkarīgs no tā, ko jūs faktiski ražojat.

Liela ātruma-alumīnija apstrādei ar maziem instrumentiem var būt vērtīgi lielāki RPM.

Smagai tērauda apstrādei ar lieliem griezējiem griezes momentam un stingrībai var būt lielāka nozīme.

Jauktai ražošanai sabalansēts vārpstu diapazons var nodrošināt praktiskāku elastību.

Tāpēc, salīdzinot CNC mašīnu specifikācijas, novērtējiet vārpstu, pamatojoties uz:

Materiāls + instrumenta diametrs + griešanas ātrums + griešanas slodze + ražošanas apjoms

nevis tikai maksimālie RPM.

Nobeigums: izvēlieties vārpstu ap griešanas procesu

Pareizo CNC vārpstas ātrumu nevar izvēlēties tikai pēc materiāla nosaukuma.

Praktisks aprēķins ir šāds:

Materiāls → Rīks → Instrumenta diametrs → Griešanas ātrums → Vārpstas apgriezieni → Padeves ātrums → Faktiskais griešanas tests

Alumīnija gadījumā lielāki vārpstas ātrumi var būt noderīgi maza{0}}diametra instrumentiem un liela ātruma{1}}apstrādei.

Oglekļa tēraudam un nerūsējošajam tēraudam piemērotais ātrums parasti ir ciešāk saistīts ar instrumenta materiālu, griešanas slodzi, siltuma kontroli, vārpstas griezes momentu un mašīnas stingrību.

Lieliem griezējiem un smagai rupjmašīnai maksimālais apgriezienu skaits var būt daudz mazāk svarīgs nekā vārpstas spēja uzturēt noderīgu griezes momentu.

Tāpēc pircējiem, kas novērtē CNC apstrādes centru, ir jāskatās uz pilnu vārpstas veiktspēju, nevis uz vienu numuru specifikāciju lapā.

Ja izvēlaties CNC mašīnu konkrētam materiālam, norādiet CNC iekārtu ražotājam materiāla pakāpi, tipisko instrumenta diametru, apstrādes darbību, griešanas dziļumu un ražošanas prasības. Šīs detaļas ļauj novērtēt vārpstas apgriezienu diapazonu, vārpstas jaudu, griezes momentu un mašīnas konfigurāciju, salīdzinot ar faktisko apstrādes procesu.

Dabai Precision Machine Tool piegādā vertikālos apstrādes centrus, horizontālos apstrādes centrus, portāla apstrādes centrus un 5 asu apstrādes centrus ar dažādām vārpstas konfigurācijām dažādām apstrādes prasībām.