Când prelucrați oțel, fontă, matrițe mari sau alte piese dificile, puterea mașinii CNC devine o considerație importantă la achiziție.

Dar alegerea unei mașini CNC pentru tăiere grea nu este la fel de simplă precum cumpărarea unei mașini cu cea mai mare putere a axului.

O mașină cu un ax de 30 kW nu este automat mai bună pentru fiecare aplicație grea-de tăiere decât o mașină cu un ax de 20 kW.

Performanța reală de tăiere depinde de mai mulți factori care lucrează împreună:

• Puterea axului
• Cuplul axului
• Viteza de taiere
• Diametrul sculei
• Adâncimea de tăiere
• Angajarea radială
• Rata de avans
• Rata de îndepărtare a materialului
• Rigiditatea mașinii
• Stabilitatea sculei și a suportului de lucru

Pentru cumpărătorii care compară un centru de prelucrare CNC, întrebarea mai utilă este:

Câtă sarcină de tăiere necesită de fapt procesul meu de producție și poate mașina să mențină acea sarcină în mod continuu?

Aceasta este baza pentru alegerea puterii corecte a mașinii CNC.

1. Ce înseamnă de fapt puterea mașinii CNC?

Când un producător de mașini CNC listează puterea axului, numărul se referă în mod normal la puterea disponibilă de la axul mașinii.

Poate fi exprimat în:

kW

HP

De exemplu, un ax poate fi specificat ca:

18,5 kW

sau:

25 CP

Dar puterea nominală în sine nu vă spune cum va funcționa mașina în timpul tăierii grele.

De asemenea, trebuie să știți:

La ce viteză a axului este disponibilă puterea nominală

Cuplul maxim al axului

Putere continuă versus{0}}de scurtă durată

Curba cuplului

Gama de viteze a axului

Această distincție contează deoarece tăierea grea are loc adesea la viteze relativ mici sau moderate ale arborelui.

Un ax care oferă putere mare doar la turații foarte mari poate să nu ofere aceleași performanțe practice ca un ax cu un cuplu puternic la turație redusă{0}}.

2. Puterea axului și cuplul axului sunt diferite

Acesta este unul dintre cele mai importante puncte atunci când alegeți o mașină CNC pentru tăiere grea.

Puterea descrie rata la care poate fi efectuată munca.

Cuplul descrie forța de rotație disponibilă la ax.

Relația poate fi exprimată astfel:

P = T × n / 9550

unde:

P=puterea axului în kW

T=cuplul axului în N·m

n=viteza axului în rpm

Aceasta înseamnă că la viteze mai mici ale arborelui, o mașină poate necesita un cuplu substanțial pentru a menține sarcina de tăiere dorită.

De exemplu, degroșarea grea cu o freză mare poate funcționa la o turație relativ scăzută, dar necesită un cuplu semnificativ al axului.

Acesta este motivul pentru care un cumpărător nu ar trebui să compare niciodată puterea mașinii CNC fără a verifica cuplul axului.

3. De ce numai puterea maximă de kW poate fi înșelătoare

Luați în considerare două mașini CNC.

Mașina A

Putere maxima ax: 22 kW

Viteza maxima: 18.000 rpm

Cuplu moderat-la turație scăzută

Mașina B

Putere maxima ax: 18,5 kW

Viteza maxima: 12.000 rpm

Cuplu mai mare-la turație joasă

Dacă producția dumneavoastră implică în principal freze mari care îndepărtează cantități substanțiale de oțel, Mașina B poate avea caracteristici care sunt mai relevante pentru aplicație.

Acest lucru nu înseamnă că o singură mașină este universal mai bună.

Înseamnă că puterea maximă a arborelui și turația maximă trebuie evaluate în raport cu procesul de tăiere.

Pentru prelucrarea grea, curba cuplului poate fi mai informativă decât numărul de kW principal.

4. Ce este tăierea grea?

„Tăierea grea” poate însemna lucruri diferite în funcție de aplicație.

În general, implică sarcini de tăiere mai mari cauzate de combinații de:

Adâncime mare de tăiere

Angajare radială mare

Diametru mare de sculă

Viteză mare de avans

Materiale greu-de-prelucrat

Rată mare de îndepărtare a materialului

De exemplu, degroșarea unei componente mari de oțel cu o freză de 63 mm la o adâncime substanțială de tăiere este o aplicație foarte diferită de finisarea unei carcase de aluminiu cu o freză de 10 mm.

Ambele sunt frezare CNC.

Doar unul poate necesita un cuplu substanțial al axului și puterea mașinii.

Prin urmare, înainte de a selecta puterea mașinii CNC, definiți ce înseamnă tăierea grea pentru producția dvs.

5. Materialul are un efect direct asupra puterii necesare a mașinii

Materiale diferite generează sarcini de tăiere diferite.

Aluminiu

Aluminiul poate fi adesea prelucrat la viteze de tăiere relativ mari.

Cerința principală poate fi rata mare de îndepărtare a materialului, mai degrabă decât cuplul extrem al axului.

Prin urmare, un ax-de mare viteză poate fi valoros, în special cu unelte mai mici.

Oțel carbon

Oțelul necesită, în general, o forță de tăiere mai mare decât aluminiul.

Pentru degroșări grele, cuplul axului și rigiditatea mașinii devin mai importante.

Oţel inoxidabil

Oțelul inoxidabil poate crea sarcini semnificative de tăiere și căldură.

Geometria sculei, viteza de așchiere, lichidul de răcire și evacuarea așchiilor influențează toate performanța necesară a mașinii.

Fontă

Fonta poate genera uzură abrazivă a sculei și sarcini de tăiere substanțiale, în funcție de calitate și de funcționare.

Pentru piese turnate mari, rigiditatea mașinii și cuplul axului pot deveni factori importanți.

Prin urmare, puterea corectă a mașinii CNC depinde atât de material, cât și de condițiile de tăiere.

6. Diametrul sculei modifică cerința de putere

O freză mai mare poate elimina mai mult material pe rotație, dar modifică și sarcina de tăiere pe ax.

De exemplu, comparați:

freză cu cap de 12 mm

cu:

freza de fata de 63 mm

Cuțitul de 63 mm poate fi utilizat pentru îndepărtarea mare a materialului în timpul degroșării, dar poate genera forțe de tăiere considerabil mai mari.

Aceasta înseamnă că selectarea unui arbore de mașină CNC numai în funcție de turația maximă poate fi înșelătoare.

Un tăietor mare poate funcționa la o turație mult mai mică, în timp ce necesită un cuplu substanțial.

Pentru prelucrarea grea, luați în considerare întotdeauna:

Diametrul sculei + viteza de tăiere + adâncimea de tăiere + cuplare radială

împreună.

7. Rata de îndepărtare a materialului este o modalitate mai bună de a gândi puterea de tăiere

O modalitate utilă de a evalua tăierea grea este prin rata de îndepărtare a materialului (MRR).

Un calcul simplificat de frezare este:

MRR=Ap × Ae × Vf

unde:

Ap=adâncimea axială de tăiere

Ae=lățimea radială a tăieturii

Rata de alimentare Vf =

Pe măsură ce aceste valori cresc, crește cantitatea de material îndepărtată pe minut.

Puterea de tăiere necesară crește și în funcție de material și condițiile de tăiere.

Acesta este motivul pentru care o mașină care funcționează bine cu treceri de finisare puțin adânci poate avea probleme cu degroșarea agresivă.

Atunci când cumpărați un centru de prelucrare CNC, este util să oferiți producătorului mașinii dvs. tipice:

Diametrul sculei

Adâncimea de tăiere

Angajarea radială

Rata de avans

Material

mai degrabă decât să spui pur și simplu:

„Avem nevoie de o mașină puternică”.

8. Tăierea grea necesită mai mult decât puterea axului

O greșeală obișnuită de cumpărare este să presupunem că creșterea puterii axului rezolvă orice-problemă grea de tăiere.

Nu.

Tăierea grea necesită, de asemenea, suficient:

Rigiditatea mașinii

Structura mașinii trebuie să reziste forțelor de tăiere.

Rigiditatea axului

Axul și rulmenții trebuie să rămână stabile sub sarcină.

Ținerea uneltelor

Suportul sculei trebuie să transmită cuplul fără deplasare sau mișcare excesivă.

Reținere de lucru

Dispozitivul de fixare trebuie să țină în siguranță piesa de prelucrat.

Tabel și structură

Mașina trebuie să suporte forțele de tăiere fără vibrații excesive.

Dacă structura mașinii nu este suficient de rigidă, adăugarea puterii axului poate face ca mașina să fie capabilă să aplice mai multă forță fără a îmbunătăți stabilitatea tăierii.

Acesta este motivul pentru care rigiditatea mașinii CNC este o parte importantă a-selectării mașinilor de tăiat grele.

9. Cum să știți dacă mașina dvs. are suficientă putere

O abordare practică este să începeți cu condițiile de prelucrare existente.

Înregistra:

Materialul piesei de prelucrat

Diametrul sculei

Viteza de taiere

Rata de avans

Adâncimea axială de tăiere

Angajarea radială

Sarcina axului

Timpul de tăiere

Durata de viață a sculei

Dacă mașina atinge frecvent o sarcină foarte mare a arborelui în timpul operațiunilor dumneavoastră normale de degroșare, este posibil să lucrați aproape de capacitatea practică a arborelui.

Dar nu concluziona imediat că ai nevoie de un ax mai mare.

Sarcina mare a arborelui poate fi cauzată și de:

Adâncime excesivă de tăiere

Angajare radială excesivă

Scule plictisitoare

Geometrie slabă a sculei

Viteza de avans incorectă

Deformarea sculei

Reținere slabă a muncii

Cauza trebuie identificată înainte de a selecta o mașină CNC mai puternică.

10. Sarcina axului este un indicator util de producție

Mașinile moderne CNC furnizează în mod normal informații despre încărcarea axului-prin sistemul de control.

În timpul tăierii grele, operatorii pot monitoriza dacă axul se apropie de limita de sarcină practică.

De exemplu, dacă o mașină funcționează în mod repetat aproape de sarcina maximă a axului în timpul producției normale, acest lucru poate indica faptul că mașina este subdimensionată pentru proces.

Cu toate acestea, o sarcină de vârf scurtă este diferită de încărcarea grea continuă.

Această distincție contează.

O mașină poate tolera o creștere temporară a sarcinii, în timp ce nu este potrivită pentru prelucrarea continuă cu sarcină mare{0}.

Când comparați specificațiile mașinii CNC, întrebați dacă puterea indicată a arborelui este:

Putere nominală

Putere maxima

Putere continuă

Putere de vârf de scurtă{0}}durată

Acest lucru poate preveni neînțelegerile în timpul achiziționării mașinii.

11. Puterea continuă contează pentru ciclurile lungi de degroșare

Să presupunem că o matriță necesită câteva ore de prelucrare brută.

Mașina trebuie să mențină condiții de tăiere stabile pe toată durata operațiunii.

O specificație a axului care arată impresionant pe hârtie poate să nu ofere aceleași performanțe practice la încărcare continuă.

Pentru prelucrarea grea cu ciclu lung-, evaluați:

Putere continuă a axului

Cuplu continuu

Răcirea axului

Design rulment

Rigiditatea mașinii

Stabilitate termică

Acest lucru este deosebit de important pentru mediile de producție în care ciclurile de degroșare rulează în mod repetat pe parcursul zilei.

Un producător de mașini CNC ar trebui să fie în măsură să furnizeze informații relevante despre performanța axului pentru aplicații serioase de-tăiere grele.

12. Cerințe de putere pentru freze mari

Frezele mari sunt un exemplu comun în care cumpărătorii trebuie să privească dincolo de RPM.

O freză mare poate acoperi rapid o suprafață largă, dar poate genera și forțe de tăiere substanțiale.

Să presupunem că prelucrați o placă mare de oțel folosind:

freza de fata de 63 mm

Mașina poate funcționa la viteză relativ moderată a axului.

Factorii importanți devin:

Adâncimea de tăiere

Angajarea radială

Hrănire pe dinte

Numărul de inserții

Clasa materialului

Cuplul axului

Rigiditatea mașinii

Acesta este motivul pentru care un ax cu viteză mare-nu face automat o mașină potrivită pentru frezarea frontală mare.

Axul trebuie să aibă puterea și cuplul disponibile în domeniul în care funcționează efectiv freza.

13. Tăierea grea în aluminiu poate fi diferită

Tăierea grea nu înseamnă întotdeauna turații scăzute.

Aluminiul este un bun exemplu.

Cantități mari de aluminiu pot fi îndepărtate rapid, deoarece aliajele de aluminiu pot suporta adesea viteze de tăiere relativ mari.

În această situație, mașina poate avea nevoie de:

Viteza mare a axului

Putere adecvată a arborelui

Capacitate mare de alimentare

Evacuare eficientă a așchiilor

Gestionare bună a lichidului de răcire sau a aerului

Prin urmare, un centru de prelucrare CNC cu viteză mare-poate fi valoros pentru producția de aluminiu chiar și atunci când forțele de tăiere sunt mai mici decât în ​​cazul prelucrarii grele din oțel.

Mașina trebuie selectată în funcție de strategia de îndepărtare a materialului, mai degrabă decât de eticheta generală „tăiere grea”.

14. Nu uitați de rata de alimentare

Puterea axului este strâns legată de cât de mult material îndepărtează mașina pe minut.

Dacă creșteți:

Adâncimea de tăiere

Lățimea de tăiere

Rata de avans

rata de îndepărtare a materialului crește.

Dar dacă axul nu poate menține suficientă putere și cuplu, mașina poate experimenta:

Sarcina crescută pe ax

Reducere RPM

Chatter

Ruperea sculei

Finisaj slab al suprafeței

Prin urmare, puterea mașinii CNC ar trebui evaluată în raport cu viteza de avans și cu angajamentul de tăiere pe care intenționați să le utilizați.

15. Puterea mașinii și durata de viață a sculei sunt conectate

Mai multă putere a axului nu înseamnă automat o durată de viață mai mare a sculei.

Dacă parametrii de tăiere sunt prea agresivi, uzura sculei se poate accelera chiar și atunci când mașina are suficientă putere.

Durata de viață a sculei depinde de:

Material

Viteza de taiere

Hrăniți

Adâncimea de tăiere

Geometria sculei

Acoperirea sculei

Lichidul de răcire

Stabilitatea mașinii

O mașină rigidă cu putere suficientă permite sculei de tăiere să funcționeze mai aproape de parametrii preconizați.

Acest lucru poate îmbunătăți eficiența producției fără a crește pur și simplu puterea axului.

16. De câtă putere ai mașinii CNC aveți nevoie?

Nu există un număr universal de putere-axului pentru „tăiere grea”.

De exemplu, un mic centru de prelucrare folosit pentru componentele din oțel poate funcționa eficient cu un ax la mijlocul-adolescenței kW.

O mașină mare de-mașină de fabricare a matrițelor sau un centru de prelucrare cu portal-pentru sarcini grele poate necesita mult mai multă putere.

Cerința corectă depinde de proces.

O evaluare practică ar trebui să includă:

Material

↓

Diametrul sculei

↓

Viteza de taiere

↓

Adâncimea de tăiere

↓

Angajarea radială

↓

Rata de avans

↓

Rata de îndepărtare a materialului

↓

Puterea și cuplul necesare axului

Acest proces este mult mai fiabil decât alegerea unei mașini numai cu axul kW.

17. Exemplu: Degroșare oțel

Luați în considerare că o componentă de oțel este prelucrată brut-cu o freză mare din carbură.

Procesul necesită:

Diametru mare de sculă

Viteza moderată a axului

Adâncime axială semnificativă

Angajare radială semnificativă

Viteză mare de avans

Acesta este un caz clasic în care cuplul axului și rigiditatea mașinii devin importante.

Dacă mașina are o turație maximă mare, dar un cuplu insuficient la viteza de tăiere necesară, creșterea vitezei axului poate să nu rezolve problema.

Mașina are nevoie de suficientă putere acolo unde funcționează efectiv tăietorul.

Acesta este unul dintre cele mai importante puncte de discutat cu un furnizor de mașini CNC.

18. Exemplu: Degrosare rapidă-a aluminiului

Acum luați în considerare o componentă mare de aluminiu.

Procesul poate utiliza:

Viteza mare a axului

Freze din carbură mici sau mijlocii

Viteză mare de avans

Rată mare de îndepărtare a materialului

În acest caz, mașina poate beneficia de un ax cu viteză mare-cu putere suficientă în intervalul mai mare de turații.

Prin urmare, cerințele de arbore sunt foarte diferite de degroșarea grea din oțel.

Acest lucru ilustrează de ce nu există un răspuns universal la:

„Câți kW ar trebui să aibă o mașină CNC?”

Răspunsul depinde de ceea ce se așteaptă să taie mașina.

19. Mașinile verticale, orizontale și tip portal au cerințe de putere diferite

Configurația mașinii afectează și discuția despre putere.

Centru de prelucrare verticală

Un centru de prelucrare vertical este utilizat pe scară largă pentru frezare generală, găurire, componente de matriță și piese mecanice.

Puterea adecvată a arborelui depinde de dimensiunea piesei și de strategia de tăiere.

Centru de prelucrare orizontală

Un centru de prelucrare orizontal este adesea folosit pentru prelucrarea în producție și prelucrarea cu mai multe-fațe.

Aplicațiile grele-poate beneficia de un cuplu puternic al axului și de o fixare rigidă a lucrării.

Centru de prelucrare cu portic

Un centru de prelucrare tip portal este adesea selectat pentru matrițe mari, matrițe, componente structurale și piese de prelucrat supradimensionate.

Aici, puterea axului trebuie luată în considerare împreună cu:

Masa mare

Rigiditatea mașinii

Rigiditate structurală

Greutatea piesei de prelucrat

Cicluri lungi de tăiere

Gama de centre de prelucrare tip portal Dabai include mașini de-format mare destinate pieselor de prelucrat substanțial mai mari, astfel încât selecția axului trebuie evaluată împreună cu anvelopa de lucru și designul structural al mașinii.

20. Ar trebui să alegeți întotdeauna cea mai mare-mașină CNC cu putere?

Nu neapărat.

Supradimensionarea axului poate crește costul de achiziție fără a oferi beneficii semnificative de producție.

Dacă prelucrarea dvs. normală utilizează:

Scule mici

Tăieturi ușoare

Aluminiu

Operatii de finisare

un ax cu putere foarte mare-s-ar putea să nu îmbunătățească productivitatea în mod proporțional.

Pe de altă parte, dacă producția dvs. implică:

Componente mari din oțel

Freze mari

Degroșare profundă

Rate ridicate de îndepărtare a materialului

Cicluri lungi și continue de tăiere

puterea insuficientă a axului poate deveni o limitare serioasă.

Obiectivul este de a potrivi axul la procesul de producție real.

21. Ce informații ar trebui să oferiți unui producător de mașini CNC?

Dacă solicitați o recomandare de mașină pentru tăiere grea, furnizați mai mult decât numele materialului dvs.

O fișă de specificații utilă ar trebui să includă:

Clasa materialului

Cea mai mare dimensiune a piesei de prelucrat

Greutatea piesei de prelucrat

Diametrul tipic al sculei

Diametrul maxim al sculei

Viteza de taiere

Rata de avans

Adâncimea axială de tăiere

Angajarea radială

Degroșare sau finisare

Ore de prelucrare preconizate pe zi

Volumul necesar de producție

De exemplu:

Material: otel carbon S45C
Unealtă: freză frontală din carbură de 63 mm
Adâncime de tăiere: 3 mm
Angajare radială: 40 mm
Productie: degrosare continua

Aceste informații oferă producătorului de mașini CNC ceva concret de evaluat.

Este mult mai util decât pur și simplu să ceri o „mașină CNC de-putere mare”.

22. Lista de verificare pentru selectarea puterii mașinii CNC

Înainte de a cumpăra o mașină CNC pentru tăiere grea, verificați:

Final: alegeți puterea pentru procesul de tăiere, nu fișa de specificații

Puterea corectă a mașinii CNC pentru tăierea grea nu poate fi determinată numai prin kW axului.

Un proces de selecție mai bun este:

Material → Instrument → Viteză de tăiere → Diametru sculă → Adâncime de tăiere → Angajare radială → Viteza de avans → Viteza de îndepărtare a materialului → Puterea axului + Cuplul

Pentru aluminiu, viteza mare a axului și capacitatea mare de avans pot fi mai importante.

Pentru oțel, oțel inoxidabil și fontă, cuplul axului, rigiditatea mașinii și furnizarea stabilă a puterii pot deveni mai importante în timpul degroșării grele.

Pentru frezele mari, axul are nevoie de un cuplu util la RPM unde funcționează efectiv acele freze.

Și pentru cicluri lungi de producție, performanța axului continuu contează mai mult decât un număr de putere maximă de scurtă{0}}durată.

Când comparați un centru de prelucrare CNC, nu întrebați doar:

"Câți kW are axul?"

Întrebați:

„Câtă putere și cuplu sunt disponibile în condițiile de tăiere pe care le folosim de fapt?”

Această întrebare vă oferă o bază mult mai semnificativă pentru selectarea unei mașini CNC pentru tăiere grea.

Dabai Precision Machine Tool furnizează centre de prelucrare verticale, centre de prelucrare orizontale, centre de prelucrare tip portal și centre de prelucrare cu 5 axe cu diferite configurații de ax. Pentru o aplicație de tăiere grea-, mașina poate fi evaluată în funcție de materialul real al piesei de prelucrat, sculele, parametrii de tăiere, suportul de lucru și cerințele de producție.