Khi gia công thép, gang, khuôn lớn hoặc các phôi gia công khó khăn khác, công suất máy CNC trở thành yếu tố quan trọng khi mua hàng.

Nhưng việc chọn máy CNC để cắt nặng không đơn giản như mua máy có công suất trục chính cao nhất.

Máy có trục chính 30 kW không tự động hoạt động tốt hơn cho mọi ứng dụng cắt-nặng so với máy có trục chính 20 kW.

Hiệu suất cắt thực tế phụ thuộc vào một số yếu tố phối hợp với nhau:

• Công suất trục chính
• mô-men xoắn trục chính
• Tốc độ cắt
• Đường kính dụng cụ
• Độ sâu cắt
• Tương tác xuyên tâm
• Tốc độ nạp
• Tỷ lệ loại bỏ vật liệu
• Độ cứng của máy
• Độ ổn định của dụng cụ và vật gia công

Đối với người mua so sánh một trung tâm gia công CNC, câu hỏi hữu ích hơn là:

Quá trình sản xuất của tôi thực sự cần bao nhiêu tải cắt và máy có thể duy trì tải đó liên tục không?

Đó là cơ sở để lựa chọn công suất máy CNC phù hợp.

1. Công suất máy CNC thực sự có ý nghĩa gì?

Khi nhà sản xuất máy CNC liệt kê công suất trục chính, con số này thường đề cập đến công suất có sẵn từ trục chính của máy.

Nó có thể được thể hiện ở:

kW

HP

Ví dụ: trục xoay có thể được chỉ định là:

18,5 kW

hoặc:

25 mã lực

Nhưng chỉ riêng mức công suất không cho bạn biết máy sẽ hoạt động như thế nào khi cắt nặng.

Bạn cũng cần biết:

Ở tốc độ trục chính nào thì công suất định mức có sẵn

Mô-men xoắn trục chính tối đa

Sức mạnh liên tục và thời lượng{0}}ngắn

Đường cong mô-men xoắn

Phạm vi tốc độ trục chính

Sự khác biệt này quan trọng vì việc cắt nặng thường xảy ra ở tốc độ trục chính tương đối thấp hoặc trung bình.

Trục xoay chỉ cung cấp công suất cao ở tốc độ RPM rất cao có thể không mang lại hiệu suất thực tế giống như trục xoay có mô-men xoắn-tốc độ thấp mạnh.

2. Công suất trục chính và mô-men xoắn trục chính là khác nhau

Đây là một trong những điểm quan trọng nhất khi lựa chọn máy CNC để cắt nặng.

Sức mạnh mô tả tốc độ mà công việc có thể được thực hiện.

Mô-men xoắn mô tả lực quay có sẵn ở trục chính.

Mối quan hệ có thể được thể hiện như sau:

P = T × n / 9550

Ở đâu:

P=công suất trục chính tính bằng kW

T=mô-men xoắn trục chính tính bằng N·m

n=tốc độ trục chính tính bằng vòng/phút

Điều này có nghĩa là ở tốc độ trục chính thấp hơn, máy có thể yêu cầu mô-men xoắn đáng kể để duy trì tải cắt mong muốn.

Ví dụ, gia công thô nặng bằng máy cắt lớn có thể hoạt động ở tốc độ RPM tương đối thấp nhưng yêu cầu mô-men xoắn trục chính đáng kể.

Đây là lý do tại sao người mua không bao giờ nên so sánh công suất máy CNC mà không kiểm tra mô-men xoắn trục chính.

3. Tại sao chỉ riêng kW tối đa có thể gây hiểu lầm

Hãy xem xét hai máy CNC.

Máy A

Công suất trục chính tối đa: 22 kW

Tốc độ tối đa: 18.000 vòng/phút

Mô-men xoắn ở tốc độ-thấp vừa phải

Máy B

Công suất trục chính tối đa: 18,5 kW

Tốc độ tối đa: 12.000 vòng/phút

Mô-men xoắn tốc độ thấp-cao hơn

Nếu hoạt động sản xuất của bạn chủ yếu liên quan đến các máy cắt lớn loại bỏ lượng thép đáng kể thì Máy B có thể có các đặc điểm phù hợp hơn với ứng dụng.

Điều này không có nghĩa là một máy nói chung sẽ tốt hơn.

Điều đó có nghĩa là công suất trục chính tối đa và RPM tối đa phải được đánh giá theo quy trình cắt.

Đối với gia công nặng, đường cong mô-men xoắn có thể mang lại nhiều thông tin hơn số kW tiêu đề.

4. Cắt nặng là gì?

"Cắt nặng" có thể có nghĩa khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng.

Nó thường liên quan đến tải cắt cao hơn do sự kết hợp của:

Độ sâu cắt lớn

Tương tác xuyên tâm lớn

Đường kính dụng cụ lớn

Tốc độ nạp cao

Vật liệu khó-đối với-máy móc

Tỷ lệ loại bỏ vật liệu cao

Ví dụ, gia công thô một bộ phận thép lớn bằng dao cắt 63 mm ở độ sâu cắt đáng kể là một ứng dụng rất khác so với việc hoàn thiện vỏ nhôm bằng dao phay ngón 10 mm.

Cả hai đều là phay CNC.

Chỉ một loại có thể yêu cầu mô-men xoắn trục chính và công suất máy đáng kể.

Do đó, trước khi chọn công suất máy CNC, hãy xác định xem việc cắt nặng có ý nghĩa gì đối với sản phẩm của bạn.

5. Vật liệu có ảnh hưởng trực tiếp đến công suất máy cần thiết

Các vật liệu khác nhau tạo ra tải trọng cắt khác nhau.

Nhôm

Nhôm thường có thể được gia công ở tốc độ cắt tương đối cao.

Yêu cầu chính có thể là tốc độ loại bỏ vật liệu cao hơn là mô-men xoắn trục chính cực lớn.

Do đó,-trục xoay tốc độ cao có thể có giá trị, đặc biệt với các công cụ nhỏ hơn.

Thép cacbon

Thép thường yêu cầu lực cắt lớn hơn nhôm.

Đối với gia công thô nặng, mô men xoắn trục chính và độ cứng của máy trở nên quan trọng hơn.

thép không gỉ

Thép không gỉ có thể tạo ra tải trọng cắt và nhiệt đáng kể.

Hình dạng dụng cụ, tốc độ cắt, chất làm mát và khả năng thoát phoi đều ảnh hưởng đến hiệu suất máy cần thiết.

gang

Gang có thể gây mài mòn dụng cụ và tải trọng cắt đáng kể tùy thuộc vào loại và hoạt động.

Đối với vật đúc lớn, độ cứng của máy và mô-men xoắn trục chính có thể trở thành những yếu tố quan trọng.

Do đó, công suất máy CNC chính xác phụ thuộc vào cả vật liệu và điều kiện cắt.

6. Đường kính dụng cụ thay đổi yêu cầu về năng lượng

Một máy cắt lớn hơn có thể loại bỏ nhiều vật liệu hơn trên mỗi vòng quay, nhưng nó cũng làm thay đổi tải trọng cắt trên trục chính.

Ví dụ: so sánh:

máy nghiền cuối 12 mm

với:

máy nghiền mặt 63 mm

Dao cắt 63 mm có thể được sử dụng để loại bỏ vật liệu cao trong quá trình gia công thô, nhưng nó có thể tạo ra lực cắt lớn hơn đáng kể.

Điều này có nghĩa là việc chọn trục chính máy CNC chỉ theo RPM tối đa có thể gây hiểu nhầm.

Máy cắt lớn có thể hoạt động ở tốc độ RPM thấp hơn nhiều trong khi yêu cầu mô-men xoắn đáng kể.

Đối với gia công nặng, luôn cân nhắc:

Đường kính dao + tốc độ cắt + độ sâu cắt + tiếp xúc hướng tâm

cùng nhau.

7. Tỷ lệ loại bỏ vật liệu là cách tốt hơn để suy nghĩ về khả năng cắt

Một cách hữu ích để đánh giá khả năng cắt nặng là thông qua tốc độ loại bỏ vật liệu (MRR).

Một phép tính phay đơn giản là:

MRR=Ap × Ae × Vf

Ở đâu:

Ap=độ sâu cắt dọc trục

Ae=chiều rộng hướng tâm của vết cắt

Tốc độ nạp Vf =

Khi các giá trị này tăng lên, lượng vật liệu được loại bỏ mỗi phút cũng tăng lên.

Công suất cắt cần thiết cũng tăng theo vật liệu và điều kiện cắt.

Đây là lý do tại sao một chiếc máy hoạt động tốt với các đường hoàn thiện nông có thể phải vật lộn với việc gia công thô mạnh mẽ.

Do đó, khi mua một trung tâm gia công CNC, sẽ rất hữu ích nếu bạn cung cấp cho nhà sản xuất máy những đặc điểm sau:

Đường kính dụng cụ

Độ sâu cắt

Tương tác xuyên tâm

Tốc độ nạp

Vật liệu

thay vì chỉ nói:

"Chúng ta cần một cỗ máy mạnh mẽ."

8. Cắt nặng đòi hỏi nhiều hơn sức mạnh của trục chính

Một lỗi mua hàng phổ biến là cho rằng việc tăng công suất trục xoay sẽ giải quyết được mọi-vấn đề cắt nặng.

Nó không.

Cắt nặng cũng cần đủ:

Độ cứng của máy

Kết cấu máy phải chịu được lực cắt.

Độ cứng trục chính

Trục chính và vòng bi phải ổn định khi chịu tải.

Dụng cụ giữ

Bộ phận giữ dụng cụ phải truyền mô-men xoắn mà không bị lệch hoặc dịch chuyển quá mức.

Làm việc

Đồ gá phải giữ phôi chắc chắn.

Bảng và cấu trúc

Máy phải hỗ trợ lực cắt mà không bị rung quá mức.

Nếu cấu trúc máy không đủ cứng, việc bổ sung công suất trục chính có thể chỉ làm cho máy có khả năng tác dụng nhiều lực hơn mà không cải thiện độ ổn định khi cắt.

Đây là lý do tại sao độ cứng của máy CNC là một phần quan trọng trong việc lựa chọn máy cắt hạng nặng.

9. Làm thế nào để biết máy của bạn có đủ điện hay không

Một cách tiếp cận thực tế là bắt đầu với các điều kiện gia công hiện có của bạn.

Ghi:

Vật liệu phôi

Đường kính dụng cụ

Tốc độ cắt

Tốc độ nạp

Chiều sâu cắt dọc trục

Tương tác xuyên tâm

Tải trục chính

thời gian cắt

Tuổi thọ công cụ

Nếu máy thường xuyên đạt tải trục chính rất cao trong quá trình gia công thô thông thường, bạn có thể đang vận hành gần với công suất thực tế của trục chính.

Nhưng đừng kết luận ngay rằng bạn cần một trục xoay lớn hơn.

Tải trục chính cao cũng có thể được gây ra bởi:

Chiều sâu cắt quá mức

Tương tác xuyên tâm quá mức

Dụng cụ cùn

Hình học công cụ kém

Tốc độ nạp không chính xác

Độ lệch dụng cụ

Khả năng làm việc yếu

Cần xác định nguyên nhân trước khi lựa chọn máy CNC mạnh hơn.

10. Tải trục chính là một chỉ số sản xuất hữu ích

Máy CNC hiện đại thường cung cấp thông tin-tải trục xoay thông qua hệ thống điều khiển.

Trong quá trình cắt nặng, người vận hành có thể theo dõi xem trục xoay có đạt đến giới hạn tải thực tế hay không.

Ví dụ: nếu một máy liên tục vận hành gần tải trục chính tối đa trong quá trình sản xuất bình thường, điều này có thể cho thấy rằng máy chưa đủ kích thước cho quy trình.

Tuy nhiên, tải cực đại ngắn khác với tải nặng liên tục.

Sự khác biệt này quan trọng.

Máy có thể chịu được mức tăng tải tạm thời trong khi vẫn không phù hợp để gia công{0}có tải trọng cao liên tục.

Khi so sánh các thông số kỹ thuật của máy CNC, hãy hỏi xem công suất trục chính được trích dẫn có phải là:

Công suất định mức

Công suất tối đa

Sức mạnh liên tục

Công suất cực đại trong thời gian ngắn

Điều này có thể ngăn ngừa những hiểu lầm trong quá trình mua máy.

11. Vấn đề về công suất liên tục cho chu kỳ gia công thô dài

Giả sử một khuôn cần vài giờ gia công thô.

Máy cần duy trì điều kiện cắt ổn định trong suốt quá trình vận hành.

Thông số kỹ thuật trục chính trông ấn tượng trên giấy có thể không mang lại hiệu suất thực tế tương tự khi chịu tải liên tục.

Đối với gia công nặng theo chu kỳ-dài, hãy đánh giá:

Công suất trục chính liên tục

mô-men xoắn liên tục

Làm mát trục chính

Thiết kế ổ trục

Độ cứng của máy

Độ ổn định nhiệt

Điều này đặc biệt quan trọng đối với môi trường sản xuất nơi chu kỳ gia công thô diễn ra liên tục suốt cả ngày.

Nhà sản xuất máy CNC phải có khả năng cung cấp thông tin về hiệu suất trục chính có liên quan cho các ứng dụng cắt nặng-nghiêm trọng.

12. Yêu cầu về công suất đối với máy phay mặt lớn

Máy nghiền mặt lớn là một ví dụ phổ biến mà người mua cần nhìn xa hơn RPM.

Một máy cắt lớn có thể bao phủ một bề mặt rộng một cách nhanh chóng nhưng nó cũng có thể tạo ra lực cắt đáng kể.

Giả sử bạn đang gia công một tấm thép lớn bằng cách sử dụng:

máy nghiền mặt 63 mm

Máy có thể hoạt động ở tốc độ trục chính tương đối vừa phải.

Các yếu tố quan trọng trở thành:

Độ sâu cắt

Tương tác xuyên tâm

Thức ăn mỗi răng

Số lần chèn

Lớp vật liệu

mô-men xoắn trục chính

Độ cứng của máy

Đây là lý do tại sao trục xoay tốc độ cao không tự động làm cho máy phù hợp với phay mặt lớn.

Trục xoay phải có công suất và mô men xoắn trong phạm vi mà máy cắt thực sự hoạt động.

13. Việc cắt nhôm nặng có thể khác nhau

Cắt nhiều không phải lúc nào cũng có nghĩa là RPM thấp.

Nhôm là một ví dụ điển hình.

Một lượng lớn nhôm có thể được loại bỏ nhanh chóng vì hợp kim nhôm thường có thể hỗ trợ tốc độ cắt tương đối cao.

Trong tình huống này, máy có thể cần:

Tốc độ trục chính cao

Công suất trục chính vừa đủ

Khả năng cấp liệu cao

Di tản chip hiệu quả

Chất làm mát hoặc quản lý không khí tốt

Do đó,-trung tâm gia công CNC tốc độ cao có thể có giá trị cho việc sản xuất nhôm ngay cả khi lực cắt thấp hơn so với gia công thép nặng.

Nên chọn máy theo chiến lược loại bỏ vật liệu thay vì dán nhãn chung là "cắt nặng".

14. Đừng quên tốc độ nạp

Công suất trục chính có mối liên hệ chặt chẽ với lượng vật liệu mà máy loại bỏ mỗi phút.

Nếu bạn tăng:

Độ sâu cắt

Chiều rộng cắt

Tốc độ nạp

tốc độ loại bỏ vật liệu tăng lên.

Nhưng nếu trục chính không thể duy trì đủ công suất và mô-men xoắn, máy có thể gặp phải:

Tăng tải trục chính

Giảm RPM

Trò chuyện

Dụng cụ bị gãy

Bề mặt hoàn thiện kém

Do đó, công suất máy CNC phải được đánh giá dựa trên tốc độ tiến dao và độ ăn khớp cắt mà bạn thực sự có ý định sử dụng.

15. Công suất máy và tuổi thọ dụng cụ được kết nối

Công suất trục chính lớn hơn không tự động có nghĩa là tuổi thọ dụng cụ dài hơn.

Nếu các thông số cắt quá mạnh, độ mòn của dụng cụ có thể tăng nhanh ngay cả khi máy có đủ công suất.

Tuổi thọ dụng cụ phụ thuộc vào:

Vật liệu

Tốc độ cắt

Cho ăn

Độ sâu cắt

Hình học công cụ

Lớp phủ dụng cụ

chất làm mát

Độ ổn định của máy

Một máy cứng có đủ công suất cho phép dụng cụ cắt hoạt động gần hơn với các thông số dự định của nó.

Điều đó có thể cải thiện hiệu quả sản xuất mà không cần tăng công suất trục chính.

16. Bạn cần bao nhiêu công suất máy CNC?

Không có số công suất-trục chính chung cho "cắt nặng".

Ví dụ: một trung tâm gia công nhỏ dùng cho các bộ phận bằng thép có thể hoạt động hiệu quả với trục xoay ở-kW trung bình.

Máy tạo khuôn lớn-hoặc trung tâm gia công giàn-hạng nặng có thể cần nhiều năng lượng hơn đáng kể.

Yêu cầu chính xác phụ thuộc vào quá trình.

Một đánh giá thực tế nên bao gồm:

Vật liệu

↓

Đường kính dụng cụ

↓

Tốc độ cắt

↓

Độ sâu cắt

↓

Tương tác xuyên tâm

↓

Tốc độ nạp

↓

Tỷ lệ loại bỏ vật liệu

↓

Công suất và mô-men xoắn trục chính cần thiết

Quá trình này đáng tin cậy hơn nhiều so với việc chọn máy chỉ bằng kW trục chính.

17. Ví dụ: Gia công thô thép

Hãy xem xét một thành phần thép được gia công thô-bằng máy cắt cacbua lớn.

Quá trình này yêu cầu:

Đường kính dụng cụ lớn

Tốc độ trục chính vừa phải

Độ sâu trục đáng kể

Tương tác xuyên tâm đáng kể

Tốc độ nạp cao

Đây là trường hợp điển hình khi mô men xoắn trục chính và độ cứng của máy trở nên quan trọng.

Nếu máy có RPM tối đa cao nhưng không đủ mô-men xoắn ở tốc độ cắt yêu cầu thì việc tăng tốc độ trục chính có thể không giải quyết được vấn đề.

Máy cần có đủ năng lượng để máy cắt thực sự hoạt động.

Đây là một trong những điểm quan trọng nhất cần thảo luận với nhà cung cấp máy CNC.

18. Ví dụ: Gia công thô nhôm-tốc độ cao

Bây giờ hãy xem xét một thành phần nhôm lớn.

Quá trình này có thể sử dụng:

Tốc độ trục chính cao

Máy nghiền cacbua nhỏ hoặc trung bình

Tốc độ nạp cao

Tốc độ loại bỏ vật liệu lớn

Trong trường hợp này, máy có thể được hưởng lợi từ-trục quay tốc độ cao với đủ công suất trong phạm vi RPM cao hơn.

Do đó, yêu cầu về trục chính rất khác so với gia công thô thép nặng.

Điều này minh họa tại sao không có câu trả lời chung cho:

"Một máy CNC nên có bao nhiêu kW?"

Câu trả lời phụ thuộc vào những gì máy dự kiến ​​sẽ cắt.

19. Máy dọc, máy ngang và máy giàn có yêu cầu về điện năng khác nhau

Cấu hình máy cũng ảnh hưởng tới việc bàn luận về sức mạnh.

Trung tâm gia công dọc

Trung tâm gia công đứng được sử dụng rộng rãi để phay, khoan, linh kiện khuôn và các bộ phận cơ khí nói chung.

Công suất trục chính thích hợp phụ thuộc vào kích thước bộ phận và chiến lược cắt.

Trung tâm gia công ngang

Trung tâm gia công ngang thường được sử dụng để gia công sản xuất và gia công nhiều mặt.{0}}

Các ứng dụng-nặng có thể được hưởng lợi từ mô-men xoắn trục chính mạnh và khả năng giữ nguyên vật liệu cứng.

Trung tâm gia công giàn

Trung tâm gia công cổng thường được chọn cho các khuôn lớn, khuôn dập, các bộ phận kết cấu và phôi có kích thước lớn.

Ở đây, công suất trục chính cần được xem xét cùng với:

Kích thước bàn lớn

Độ cứng của máy

Độ cứng kết cấu

Trọng lượng phôi

Chu kỳ cắt dài

Phạm vi trung tâm gia công giàn của Dabai bao gồm các máy-có định dạng lớn dành cho phôi lớn hơn đáng kể, do đó, việc lựa chọn trục chính phải được đánh giá cùng với vỏ làm việc và thiết kế cấu trúc của máy.

20. Bạn có nên luôn chọn máy CNC có công suất-cao nhất không?

Không nhất thiết phải như vậy.

Trục xoay quá khổ có thể làm tăng chi phí mua mà không mang lại lợi ích sản xuất đáng kể.

Nếu gia công thông thường của bạn sử dụng:

Công cụ nhỏ

Cắt nhẹ

Nhôm

Hoạt động hoàn thiện

trục chính có công suất-rất cao có thể không cải thiện năng suất một cách tương xứng.

Mặt khác, nếu quá trình sản xuất của bạn liên quan đến:

Thành phần thép lớn

Máy cắt lớn

Gia công thô sâu

Tỷ lệ loại bỏ vật liệu cao

Chu kỳ cắt dài liên tục

công suất trục chính không đủ có thể trở thành một hạn chế nghiêm trọng.

Mục tiêu là làm cho trục xoay phù hợp với quy trình sản xuất thực tế.

21. Bạn nên cung cấp thông tin gì cho nhà sản xuất máy CNC?

Nếu bạn đang yêu cầu đề xuất máy để cắt nặng, hãy cung cấp nhiều hơn tên vật liệu của bạn.

Một bảng thông số kỹ thuật hữu ích nên bao gồm:

Lớp vật liệu

Kích thước phôi lớn nhất

Trọng lượng phôi

Đường kính dụng cụ điển hình

Đường kính dụng cụ tối đa

Tốc độ cắt

Tốc độ nạp

Chiều sâu cắt dọc trục

Tương tác xuyên tâm

Gia công thô hoặc hoàn thiện

Số giờ gia công dự kiến ​​mỗi ngày

Khối lượng sản xuất cần thiết

Ví dụ:

Chất liệu: Thép cacbon S45C
Dụng cụ: Máy nghiền mặt cacbua 63 mm
Độ sâu cắt: 3 mm
Tương tác xuyên tâm: 40 mm
Sản xuất: gia công thô liên tục

Thông tin này cung cấp cho nhà sản xuất máy CNC một cái gì đó cụ thể để đánh giá.

Điều này hữu ích hơn nhiều so với việc chỉ yêu cầu một "máy CNC công suất cao".

22. Danh sách kiểm tra lựa chọn nguồn máy CNC

Trước khi mua máy CNC để cắt nặng, hãy kiểm tra:

Cuối cùng: Chọn nguồn cho quá trình cắt, không phải bảng thông số kỹ thuật

Công suất máy CNC phù hợp để cắt nặng không thể được xác định chỉ bằng kW trục chính.

Một quá trình lựa chọn tốt hơn là:

Vật liệu → Dụng cụ → Tốc độ cắt → Đường kính dụng cụ → Độ sâu cắt → Gắn xuyên tâm → Tốc độ tiến dao → Tốc độ loại bỏ vật liệu → Công suất trục chính + Mô-men xoắn

Đối với nhôm, tốc độ trục chính cao và khả năng tiến dao cao có thể quan trọng hơn.

Đối với thép, thép không gỉ và gang, mô-men xoắn trục chính, độ cứng của máy và khả năng cung cấp năng lượng ổn định có thể trở nên quan trọng hơn trong quá trình gia công thô nặng.

Đối với các máy cắt lớn, trục chính cần mô-men xoắn hữu ích ở tốc độ vòng/phút tại nơi các máy cắt đó thực sự hoạt động.

Và đối với các chu kỳ sản xuất dài, hiệu suất trục xoay liên tục quan trọng hơn con số công suất đỉnh-trong thời gian ngắn.

Khi so sánh một trung tâm gia công CNC, đừng chỉ hỏi:

"Trục chính bao nhiêu kW?"

Hỏi:

"Có bao nhiêu công suất và mô-men xoắn ở các điều kiện cắt mà chúng ta thực sự sử dụng?"

Câu hỏi đó mang lại cho bạn cơ sở có ý nghĩa hơn nhiều trong việc lựa chọn máy CNC để cắt nặng.

Máy công cụ chính xác Dabai cung cấp các trung tâm gia công dọc, trung tâm gia công ngang, trung tâm gia công giàn và trung tâm gia công 5 trục với các cấu hình trục chính khác nhau. Đối với ứng dụng cắt-nặng, máy có thể được đánh giá theo vật liệu phôi, dụng cụ, thông số cắt, gá gia công và yêu cầu sản xuất thực tế.