Erfahren Sie, wie Sie die richtige Spindelauswahl wählen und sicherstellen, dass IhreCNC-Bearbeitungszentrumoder Drehzentrum führt einen optimierten Zyklus aus. #cnctechtalk
Ob Sie eineCNC-Fräsmaschinemit einem Spindeldrehwerkzeug oder einemCNC-DrehmaschineGrößere CNC-Werkzeugmaschinen verfügen über mehrere Spindeldrehzahlen, um das Werkstück mit einer Spindel zu drehen. Die niedrigere Spindeldrehzahl bietet mehr Leistung, die höhere Drehzahl eine höhere Geschwindigkeit. Für optimale Produktivität ist es wichtig, die Bearbeitung im richtigen Spindeldrehzahlbereich durchzuführen. Hier sind fünf Tipps zur Wahl des richtigen Drehzahlbereichs:
Die Spindelkennlinien werden von den Werkzeugmaschinenherstellern in den Betriebsanleitungen veröffentlicht. Dort finden Sie für jeden Drehzahlbereich die minimale und maximale Drehzahl sowie die zu erwartende Leistung im gesamten Drehzahlbereich.
Wenn Sie diese wichtigen Daten noch nicht studiert haben, ist Ihre Zykluszeit wahrscheinlich nicht optimal. Erschwerend kommt hinzu, dass Sie den Spindelmotor der Maschine möglicherweise zu stark belasten oder sogar stoppen. Das Lesen des Handbuchs und das Verständnis der Spindeleigenschaften können Ihnen helfen, die Produktivität Ihrer Maschine zu optimieren.
Es gibt mindestens zwei Spindelbereichswechselsysteme: eines mit einem Spindelantriebsmotor mit mehreren Wicklungen und eines mit einem mechanischen Antrieb.
Erstere verändern die Reichweite elektronisch durch Veränderung der verwendeten Motorwicklungen. Diese Veränderungen erfolgen nahezu augenblicklich.
Ein System mit mechanischem Getriebe fährt üblicherweise direkt im höchsten Gang und schaltet in einem niedrigeren Gang ein. Der Gangwechsel kann einige Sekunden dauern, insbesondere wenn die Spindel während des Vorgangs angehalten werden muss.
Bei CNC-Steuerungen ist die Änderung des Spindelbereichs relativ transparent, da die Spindeldrehzahl in U/min angegeben wird und das S-Wort der angegebenen Drehzahl die Maschine auch dazu veranlasst, den entsprechenden Spindelbereich auszuwählen. Angenommen, der niedrige Drehzahlbereich einer Maschine liegt bei 20–1.500 U/min und der hohe Drehzahlbereich bei 1.501–4.000 U/min. Wenn Sie das S-Wort S300 angeben, wählt die Maschine den niedrigen Drehzahlbereich. Das S-Wort S2000 veranlasst die Maschine dazu, den hohen Drehzahlbereich auszuwählen.
Erstens kann das Programm unnötige Änderungen im Umfang zwischen Werkzeugen verursachen. Bei mechanischer Übertragung erhöht dies die Zykluszeit, wird aber möglicherweise übersehen, da es sich erst bemerkbar macht, wenn der Wechsel einiger Werkzeuge länger dauert als bei anderen. Der sequentielle Einsatz von Werkzeugen, die denselben Umfang benötigen, verkürzt die Zykluszeit.
Zweitens kann die Spindeldrehzahlberechnung für leistungsstarke Schruppbearbeitungen die Spindel am unteren Ende des hohen Spindelbereichs platzieren, wo die Leistung begrenzt ist. Dies führt zu übermäßiger Belastung des Spindelantriebssystems oder zum Abwürgen des Spindelmotors. Ein erfahrener Programmierer reduziert die Spindeldrehzahl leicht und wählt die höchste Drehzahl im niedrigen Bereich, wo genügend Leistung für die Bearbeitung vorhanden ist.
Beim Drehzentrum erfolgt die Änderung des Spindelbereichs über den M-Code, wobei sich der höhere Bereich üblicherweise mit dem niedrigeren Bereich überschneidet. Bei einem Drehzentrum mit drei Spindeln kann der niedrige Gang M41 entsprechen und die Drehzahl 30–1.400 U/min betragen, der mittlere Gang M42 und die Drehzahl 40–2.800 U/min und der hohe Gang M43 und die Drehzahl 45–4.500 U/min.
Dies gilt nur für Drehzentren und Bearbeitungen mit konstanter Schnittgeschwindigkeit. Bei konstanter Schnittgeschwindigkeit wählt die CNC die Drehzahl (U/min) kontinuierlich entsprechend der angegebenen Schnittgeschwindigkeit (Fuß oder m/min) und dem aktuell bearbeiteten Durchmesser.
Wenn Sie den Vorschub pro Umdrehung einstellen, ist die Spindeldrehzahl umgekehrt proportional zur Zeit. Wenn Sie die Spindeldrehzahl verdoppeln können, halbiert sich die für die entsprechenden Bearbeitungsvorgänge benötigte Zeit.
Eine gängige Faustregel für die Spindelauswahl lautet: Schruppen im niedrigen und Schlichten im hohen Bereich. Dies ist zwar eine gute Faustregel, um sicherzustellen, dass die Spindel über ausreichend Leistung verfügt, führt aber bei der Drehzahl nicht zu einer guten Leistung.
Betrachten wir ein Werkstück mit 1 Zoll Durchmesser, das vor- und feingedreht werden muss. Die empfohlene Drehzahl des Schruppwerkzeugs beträgt 500 sfm. Selbst bei maximalem Durchmesser (1 Zoll) erreicht es 1.910 U/min (3,82 x 500 geteilt durch 1). Ein kleinerer Durchmesser erfordert eine höhere Drehzahl. Wählt der Programmierer erfahrungsgemäß den niedrigen Drehzahlbereich, erreicht die Spindel die Grenze von 1.400 U/min. Bei ausreichender Leistung ist der Schruppvorgang im höheren Drehzahlbereich schneller abgeschlossen.
Dies gilt auch nur für Drehzentren und Schruppbearbeitungen, die eine konstante Oberflächengeschwindigkeit erfordern. Betrachten wir das Schruppen einer Welle mit 4 Zoll Durchmesser und mehreren Durchmessern, von denen der kleinste 1 Zoll beträgt. Gehen wir von einer empfohlenen Drehzahl von 800 sfm aus. Bei 4 Zoll beträgt die erforderliche Drehzahl 764 U/min. Der niedrige Drehzahlbereich liefert die erforderliche Leistung.
Mit fortschreitender Schruppbearbeitung verringert sich der Durchmesser und die Drehzahl steigt. Bei 5,4 cm (2,125 Zoll) sollte die optimale Bearbeitungsgeschwindigkeit 1.400 U/min überschreiten. Die Spindel erreicht jedoch im unteren Drehzahlbereich von 1.400 U/min ihren Spitzenwert, und jeder Schruppvorgang dauert länger als vorgesehen. Es ist ratsam, zu diesem Zeitpunkt in den mittleren Drehzahlbereich zu wechseln, insbesondere bei einem sofortigen Bereichswechsel.
Wenn das Programm in die Maschine gelangt, kann die durch das Überspringen der Programmiervorbereitung eingesparte Zeit leicht verloren gehen. Befolgen Sie die folgenden Schritte, um den Erfolg sicherzustellen.
Die Parameter informieren die CNC über sämtliche Einzelheiten der verwendeten Werkzeugmaschine und geben Auskunft darüber, wie alle CNC-Funktionen und -Features zu verwenden sind.
Beitragszeit: 24.06.2021