Việc chọn tốc độ trục chính CNC phù hợp không đơn giản như tìm RPM tối đa được liệt kê trong thông số kỹ thuật của máy.

Máy CNC có thể có trục chính có tốc độ 12.000, 15.000 hoặc thậm chí 20.000 vòng/phút, nhưng điều đó không có nghĩa là máy phải chạy ở tốc độ tối đa cho mọi vật liệu.

Tốc độ trục chính chính xác phụ thuộc vào một số yếu tố phối hợp với nhau:

• Vật liệu phôi
• Vật liệu dụng cụ cắt
• Đường kính dụng cụ
• Tốc độ cắt
• Vận hành gia công
• Độ sâu cắt
• Tốc độ nạp
• Độ cứng của máy
• Yêu cầu hoàn thiện bề mặt

Đây là lý do tại sao tốc độ trục chính CNC phù hợp cho nhôm có thể khác hoàn toàn với tốc độ thích hợp cho thép cacbon hoặc thép không gỉ.

Đối với người mua và thợ máy, câu hỏi hữu ích hơn không phải là:

"Máy CNC này có thể đạt được bao nhiêu vòng/phút?"

Đó là:

"Tốc độ trục chính nào mà chiếc máy này có thể sử dụng hiệu quả cho các vật liệu và công cụ mà chúng tôi thực sự vận hành?"

1. Tốc độ trục chính và tốc độ cắt không giống nhau

Đây là sự khác biệt đầu tiên cần hiểu.

Tốc độ trục chính thường được biểu thị bằng số vòng/phút:

vòng/phút

Nó cho bạn biết trục quay quay nhanh như thế nào.

Tốc độ cắt mô tả tốc độ tương đối giữa lưỡi cắt và bề mặt phôi, thường được biểu thị bằng:

m/phút hoặc SFM

Hai giá trị này có liên quan thông qua đường kính dao.

Đối với gia công hệ mét, một phép tính phổ biến là:

n=(1000 × Vc) / (π × D)

Ở đâu:

n=tốc độ trục chính tính bằng vòng/phút

Tốc độ cắt Vc=tính bằng m/phút

D=đường kính dụng cụ tính bằng mm

Điều này có nghĩa là cùng một tốc độ cắt có thể yêu cầu tốc độ trục chính rất khác nhau tùy thuộc vào đường kính dụng cụ.

Ví dụ, máy nghiền ngón nhỏ có thể yêu cầu RPM cao hơn nhiều so với máy nghiền mặt lớn ngay cả khi gia công cùng một bộ phận nhôm.

Đây là lý do tại sao nói:

"Nhôm nên được gia công ở tốc độ 10.000 vòng/phút"

không có ý nghĩa về mặt kỹ thuật nếu không biết đường kính dụng cụ và điều kiện cắt.

2. Tại sao cùng một vật liệu có thể yêu cầu tốc độ trục chính khác nhau

Giả sử bạn đang gia công nhôm.

Dao phay ngón cacbua 6 mm và dao phay mặt 50 mm sẽ không sử dụng cùng tốc độ trục chính.

Máy cắt nhỏ hơn thường có thể hoạt động ở tốc độ quay cao hơn nhiều.

Dao cắt lớn hơn bao gồm nhiều khoảng cách hơn trên mỗi vòng quay, do đó RPM yêu cầu thấp hơn cho cùng một tốc độ cắt.

Ví dụ: nếu tốc độ cắt khuyến nghị là 300 m/phút:

Đối với dụng cụ 10 mm:

n ≈ 9.550 vòng/phút

Đối với dụng cụ 50 mm:

n ≈ 1.910 vòng/phút

Chất liệu không thay đổi.

Đường kính dụng cụ thay đổi.

Đó là lý do tại sao việc lựa chọn tốc độ trục chính CNC phải luôn bắt đầu bằng dụng cụ cắt và vật liệu thay vì RPM tối đa của máy.

3. Cách chọn tốc độ trục chính CNC cho nhôm

Nhôm thường được kết hợp với gia công CNC tốc độ cao-vì nhiều hợp kim nhôm có thể được gia công ở tốc độ cắt tương đối cao.

Nhưng tốc độ trục chính xác CNC cho nhôm phụ thuộc vào:

Hợp kim nhôm

Vật liệu dụng cụ

Đường kính dụng cụ

Số lượng sáo

Hoạt động cắt

chất làm mát

Độ cứng của máy

Ví dụ, một máy nghiền ngón cacbua nhỏ được sử dụng để hoàn thiện vỏ nhôm có thể chạy ở tốc độ RPM cao hơn đáng kể so với máy nghiền mặt lớn được sử dụng để gia công thô.

Tốc độ trục chính cao có thể đặc biệt hữu ích khi:

Sử dụng các công cụ có đường kính-nhỏ

Gia công tường mỏng

Hoàn thiện bề mặt nhôm

Loại bỏ vật liệu khỏi túi phức tạp

Tuy nhiên, tốc độ trục chính tối đa không tự động là mục tiêu.

Nếu máy đạt tốc độ 18.000 vòng/phút nhưng dụng cụ đã chọn và điều kiện cắt yêu cầu tốc độ 8.000 vòng/phút, chạy ở tốc độ 18.000 vòng/phút chỉ vì máy làm được điều đó không phải là một lợi thế.

4. Cách chọn tốc độ trục chính CNC cho thép cacbon

Thép carbon thường yêu cầu một phương pháp gia công khác.

Tốc độ cắt được khuyến nghị thường thấp hơn so với nhiều ứng dụng nhôm, đặc biệt khi sử dụng dụng cụ cacbua thông thường và thực hiện các vết cắt nặng hơn.

Đối với tốc độ trục chính CNC cho thép, hãy xem xét:

Mác thép

Vật liệu dụng cụ

Lớp phủ dụng cụ

Đường kính dụng cụ

Gia công thô hoặc hoàn thiện

Độ sâu cắt

Độ cứng của máy

Gia công thép nặng cũng có thể đặt tải trọng đáng kể lên trục chính và cấu trúc máy.

Điều này có nghĩa là mô-men xoắn trục chính ngày càng trở nên quan trọng.

Một máy có RPM cực cao có thể không phải là lựa chọn tốt nhất nếu hoạt động sản xuất của bạn chủ yếu là gia công thô thép nặng.

Ví dụ: một máy cắt có đường kính-lớn loại bỏ vật liệu lớn có thể hoạt động ở tốc độ RPM tương đối thấp trong khi yêu cầu mô-men xoắn trục chính cao.

Đây là một lý do người mua nên so sánh tốc độ trục chính và mô-men xoắn trục chính với nhau khi chọn trung tâm gia công CNC.

5. Thép không gỉ cần được chăm sóc nhiều hơn

Thép không gỉ là một trong những vật liệu mà thông số cắt kém có thể nhanh chóng gây ra vấn đề.

Tùy thuộc vào cấp độ và điều kiện gia công, nhiệt độ quá cao hoặc ma sát có thể góp phần gây ra:

Độ mòn dụng cụ

Làm việc chăm chỉ

Bề mặt hoàn thiện kém

Cạnh được xây dựng

Các vấn đề về chiều

Vì vậy, việc lựa chọn tốc độ trục chính CNC cho thép không gỉ không nên chỉ dựa vào tên vật liệu.

Thép không gỉ Austenitic, thép không gỉ martensitic, thép không gỉ làm cứng-kết tủa và các loại khác có thể có các đặc tính gia công khác nhau.

Hình dạng dụng cụ và lớp phủ cũng quan trọng.

Nếu nhà cung cấp công cụ cung cấp phạm vi tốc độ cắt-được khuyến nghị thì những giá trị đó sẽ được sử dụng làm điểm bắt đầu.

Sau đó điều chỉnh các điều kiện cắt dựa trên:

Hiệu suất công cụ thực tế

Độ cứng của máy

chất làm mát

Độ ổn định phôi

Độ sâu cắt

6. Gang không tự động yêu cầu tốc độ RPM cao

Gia công gang có thể tạo ra môi trường cắt rất khác so với nhôm.

Tùy thuộc vào loại và ứng dụng, gang có thể tạo ra sự mài mòn và số lượng lớn phoi hoặc bụi.

Tốc độ trục chính CNC thích hợp phụ thuộc vào:

Lớp gang

Vật liệu dụng cụ

Lớp phủ dụng cụ

Đường kính dao cắt

Gia công khô hoặc ướt

Gia công thô hoặc hoàn thiện

Trong nhiều ứng dụng gang, độ ổn định của máy và tuổi thọ dụng cụ có thể quan trọng hơn việc tối đa hóa tốc độ trục chính.

Đây là một ví dụ khác về lý do tại sao RPM cao nhất trên bảng thông số kỹ thuật của máy không nhất thiết là con số hữu ích nhất cho sản xuất.

7. Đường kính dao có ảnh hưởng trực tiếp đến RPM

Đường kính dao là một trong những biến số quan trọng nhất trong tính toán tốc độ{0}}trục xoay.

Sử dụng:

n=(1000 × Vc) / (π × D)

bạn có thể thấy RPM giảm khi đường kính dao tăng.

Với cùng tốc độ cắt:

Công cụ nhỏ → RPM cao hơn

Công cụ lớn → RPM thấp hơn

Điều này trở nên đặc biệt quan trọng khi lựa chọn trục chính của máy CNC.

Trục xoay tốc độ cao có thể hữu ích khi quá trình sản xuất của bạn sử dụng nhiều công cụ có đường kính nhỏ.

Nhưng nếu quá trình sản xuất của bạn chủ yếu sử dụng máy cắt lớn để gia công thô nặng thì mô-men xoắn trục chính và công suất có thể quan trọng hơn RPM tối đa.

8. Gia công thô và hoàn thiện không phải lúc nào cũng sử dụng cùng tốc độ trục chính

Cùng một vật liệu và dụng cụ có thể được sử dụng ở các điều kiện cắt khác nhau để gia công thô và hoàn thiện.

Gia công thô

Mục tiêu thường là loại bỏ vật liệu một cách hiệu quả.

Quá trình này có thể bao gồm:

Độ sâu cắt lớn hơn

Tương tác xuyên tâm lớn hơn

Lực cắt cao hơn

Tải trục chính lớn hơn

Độ cứng của máy và mô-men xoắn trở nên quan trọng.

hoàn thiện

Mục tiêu thường là:

• Chất lượng bề mặt
• Độ chính xác kích thước
• Chuyển động công cụ ổn định
• Điều kiện cắt nhất quán

Nguyên công gia công tinh có thể sử dụng đường kính dao, tốc độ tiến dao, ăn khớp hướng tâm và tốc độ trục chính khác nhau.

Do đó, không có "RPM chính xác" duy nhất cho một loại vật liệu.

Tốc độ trục chính chính xác phụ thuộc vào sự kết hợp giữa công cụ + vật liệu + vận hành cụ thể.

9. Tốc độ trục chính phải phù hợp với tốc độ tiến dao

Thay đổi RPM mà không xem xét tốc độ nạp có thể tạo ra một vấn đề khác.

Đối với phay, mối quan hệ chung là:

Vf=n × z × fz

Ở đâu:

Tốc độ nạp Vf =

n=tốc độ trục chính

z=số cạnh cắt

nguồn cấp dữ liệu fz=trên mỗi răng

Giả sử bạn tăng đáng kể tốc độ trục chính nhưng giữ nguyên tốc độ tiến dao.

Tải phoi trên mỗi răng có thể trở nên quá nhỏ.

Dụng cụ có thể bắt đầu cọ xát thay vì cắt hiệu quả.

Mặt khác, việc tăng tốc độ tiến dao mà không xem xét tốc độ trục chính có thể làm tăng tải cắt và có khả năng gây ra:

Dụng cụ bị gãy

Trò chuyện

Bề mặt hoàn thiện kém

Quá tải trục chính

Đây là lý do tại sao nên chọn tốc độ trục chính và tốc độ tiến dao của CNC thành một cặp chứ không phải độc lập.

10. Đừng bỏ qua tốc độ trục chính tối đa của máy CNC

Sau khi tính toán tốc độ trục chính yêu cầu, so sánh với công suất thực tế của máy.

Ví dụ:

Tốc độ yêu cầu:

14.000 vòng/phút

Máy tối đa:

12.000 vòng/phút

Bạn không thể đơn giản lập trình 14.000 vòng/phút.

Máy CNC phải hoạt động trong phạm vi tốc độ-trục chính của nó.

Nhưng tình huống ngược lại cũng quan trọng.

Giả sử máy của bạn có thể đạt được:

20.000 vòng/phút

trong khi sản phẩm của bạn chủ yếu sử dụng:

Máy cắt thép 30–50 mm

Khả năng 20.000 vòng/phút có thể mang lại ít giá trị cho hoạt động chính của bạn.

Đây là lý do tại sao người mua nên chọn thông số kỹ thuật trục chính của máy CNC xung quanh phạm vi cắt thực tế thay vì chỉ chọn máy có RPM tối đa cao nhất.

11. Vấn đề mô-men xoắn trục chính ở tốc độ thấp hơn

Công suất trục chính và mô-men xoắn trở nên đặc biệt quan trọng trong quá trình cắt nặng.

Mối quan hệ giữa công suất trục chính, mô-men xoắn và tốc độ có nghĩa là khả năng duy trì mô-men xoắn của máy trong phạm vi hoạt động của nó ảnh hưởng đến cách máy hoạt động trong các nguyên công cắt khác nhau.

Điều này quan trọng khi gia công:

Thép cacbon

Thép không gỉ

Gang

Khuôn lớn

Linh kiện cơ khí nặng

Trục-tốc độ cao được tối ưu hóa để cắt nhẹ có thể không mang lại hiệu suất thực tế giống như trục xoay được thiết kế cho mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp hơn.

Khi so sánh các thông số kỹ thuật của máy CNC, hãy hỏi nhà sản xuất về đường cong mô-men xoắn trục chính nếu việc gia công nặng là một phần trong quá trình sản xuất của bạn.

Điều đó cho bạn biết nhiều hơn chỉ riêng RPM tối đa.

12. Độ cứng của máy có thể hạn chế tốc độ trục chính mà bạn thực sự có thể sử dụng

Tốc độ trục chính được tính toán có thể phù hợp về mặt lý thuyết nhưng máy vẫn cần duy trì khả năng cắt ổn định.

Nếu thiết lập yếu, việc tăng RPM đôi khi có thể khiến độ rung trở nên tồi tệ hơn.

Nguyên nhân có thể bao gồm:

Độ cứng của máy không đủ

Phần nhô ra của dụng cụ dài

Khả năng làm việc yếu

Thành phôi mỏng

Dụng cụ không cân bằng

Thông số cắt không chính xác

Điều này đặc biệt quan trọng đối với-gia công túi sâu và các công cụ lớn.

Nếu bạn đang gặp phải hiện tượng giật, đừng tự động cho rằng tốc độ trục chính cao hơn hoặc thấp hơn là giải pháp duy nhất.

Kiểm tra toàn bộ hệ thống gia công:

Máy + dụng cụ + giá đỡ + đồ gá + phôi + thông số cắt

13. Vật liệu dụng cụ thay đổi tốc độ trục chính như thế nào

Bản thân dụng cụ cắt cũng ảnh hưởng đến tốc độ cắt được khuyến nghị.

Vật liệu công cụ phổ biến bao gồm:

Thép tốc độ cao-

cacbua

cacbua tráng

gốm sứ

Vật liệu cắt chuyên dụng khác

Dụng cụ cacbua có thể hỗ trợ tốc độ cắt cao hơn đáng kể so với dụng cụ HSS thông thường trên cùng một vật liệu.

Lớp phủ công cụ cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất.

Ví dụ, lớp phủ được thiết kế cho các nhóm vật liệu cụ thể có thể cải thiện khả năng chống mài mòn và cho phép các điều kiện cắt khác nhau.

Do đó, khi tính toán tốc độ trục chính CNC, không được chỉ cung cấp vật liệu phôi cho nhà cung cấp máy CNC.

Cũng xác định các công cụ dự định.

14. Điểm khởi đầu thực tế cho các vật liệu khác nhau

Bảng sau đây phải được coi là khung khởi đầu chứ không phải biểu đồ RPM chung.

Tốc độ trục chính chính xác vẫn phải theo đề xuất của nhà sản xuất dụng cụ cắt-và được điều chỉnh cho máy và thiết lập thực tế.

15. Ví dụ: Tại sao một vật liệu có thể sử dụng nhiều giá trị RPM khác nhau

Giả sử bạn đang gia công một vỏ nhôm.

Bạn có ba thao tác:

Thao tác 1 - Phay mặt

Đường kính dụng cụ: 50 mm

Dao cắt lớn hơn có nghĩa là tốc độ trục chính tương đối thấp có thể phù hợp.

Hoạt động 2 - Phay túi

Đường kính dụng cụ: 12 mm

Máy cắt nhỏ hơn cho phép tốc độ RPM cao hơn nhiều với cùng tốc độ cắt.

Hoạt động 3 - Gia công lỗ-nhỏ

Đường kính dụng cụ: 4 mm

RPM yêu cầu có thể lại cao hơn đáng kể.

Chất liệu giống hệt nhau.

Máy giống hệt nhau.

Nhưng tốc độ trục chính thay đổi do hoạt động gia công và dụng cụ thay đổi.

Đây là lý do tại sao có một tuyên bố như:

“Chúng tôi gia công nhôm nên chúng tôi cần trục quay có tốc độ 20.000 vòng/phút.”

không cung cấp đủ thông tin để chọn trung tâm gia công CNC.

16. Điều gì xảy ra nếu tốc độ trục chính quá cao?

Tốc độ trục chính quá cao có thể gây ra một số vấn đề tùy thuộc vào dụng cụ và vật liệu.

Các triệu chứng có thể xảy ra bao gồm:

Nhiệt độ quá cao

Sự mài mòn dụng cụ nhanh chóng

Tuổi thọ dụng cụ kém

Đốt cháy hoặc đổi màu

Bề mặt hoàn thiện kém

Rung

Quá tải trục chính

Đối với một số vật liệu, nhiệt độ quá cao cũng có thể ảnh hưởng đến phôi hoặc làm tăng tốc độ xuống cấp của dụng cụ.

Phản ứng đúng không phải lúc nào cũng chỉ đơn giản là giảm RPM.

Bạn cũng có thể cần phải điều chỉnh:

Tốc độ nạp

Độ sâu cắt

Tương tác xuyên tâm

chất làm mát

Hình học công cụ

Hệ thống cắt phải được giữ cân bằng.

17. Điều gì xảy ra nếu tốc độ trục chính quá thấp?

RPM thấp cũng có thể tạo ra vấn đề.

Tùy thuộc vào dụng cụ và vật liệu, dao cắt có thể bị chà xát thay vì cắt hiệu quả.

Điều này có thể dẫn đến:

Bề mặt hoàn thiện kém

Lực cắt quá mức

Cạnh được xây dựng

Tăng độ mài mòn của dụng cụ

Sự hình thành chip kém

Một lần nữa, tốc độ trục chính chính xác phụ thuộc vào điều kiện cắt.

Mục tiêu không phải là hoạt động ở tốc độ RPM thấp nhất có thể.

Đó là duy trì tốc độ cắt thích hợp cho dụng cụ và vật liệu đã chọn.

18. Cách chọn tốc độ trục chính CNC phù hợp từng bước

Một quá trình lựa chọn thực tế là:

Bước 1 - Xác định tài liệu

Xác định cấp vật liệu thực tế.

"Thép" không đủ cụ thể cho nhiều ứng dụng.

Bước 2 - Chọn công cụ cắt

Nhận dạng:

Vật liệu dụng cụ

Lớp phủ dụng cụ

Đường kính dụng cụ

Số lượng sáo

Bước 3 - Nhận tốc độ cắt được đề xuất

Sử dụng dữ liệu kỹ thuật-của nhà sản xuất dụng cụ cắt làm điểm bắt đầu.

Bước 4 - Tính tốc độ trục chính

Sử dụng:

n=(1000 × Vc) / (π × D)

Bước 5 - Kiểm tra trục chính của máy

Xác nhận rằng trục chính của máy CNC có thể hoạt động ở tốc độ RPM cần thiết và cung cấp đủ công suất và mô-men xoắn.

Bước 6 - Tính tốc độ cấp liệu

Sử dụng bước tiến được khuyến nghị cho mỗi hình dạng răng và dụng cụ.

Bước 7 - Chạy thử nghiệm có kiểm soát

Màn hình:

Tải trục chính

Độ mòn dụng cụ

Bề mặt hoàn thiện

Sự hình thành chip

Rung

Độ ổn định kích thước

Bước 8 - Điều chỉnh dựa trên sản lượng thực tế

Giá trị được tính toán là điểm khởi đầu.

Điều kiện sản xuất xác định các thông số làm việc cuối cùng.

19. Điều này có ý nghĩa gì khi mua máy CNC

Nếu bạn đang mua một trung tâm gia công CNC, đừng chỉ nói với nhà sản xuất:

"Chúng tôi cần tốc độ trục chính cao."

Nói với họ những gì bạn thực sự máy.

Ví dụ:

Vỏ nhôm, dao phay cacbua 6–16 mm, sản xuất-số lượng lớn, chủ yếu là phay túi và phay đường viền.

Hoặc:

Các bộ phận bằng thép carbon, dao cắt 40–80 mm, gia công thô nặng, túi sâu, chu trình gia công dài.

Hai ứng dụng này có thể yêu cầu các đặc tính trục chính rất khác nhau.

Nhà sản xuất máy CNC sau đó có thể đánh giá:

• Tốc độ trục chính tối đa
• Tốc độ trục chính định mức
• Công suất trục chính
• mô-men xoắn trục chính
• Giao diện công cụ
• Hệ thống làm mát
• Độ cứng của máy

Điều này tạo ra một đề xuất máy hữu ích hơn nhiều.

20. Đừng mua máy CNC chỉ dựa trên RPM tối đa

Một máy được quảng cáo với:

20.000 vòng/phút

không tự động tốt hơn cái có:

12.000 vòng/phút

Phạm vi trục chính hữu ích phụ thuộc vào những gì bạn thực sự sản xuất.

Đối với-gia công nhôm tốc độ cao bằng các công cụ nhỏ, RPM cao hơn có thể có giá trị.

Đối với gia công thép nặng với dao cắt lớn, mô-men xoắn và độ cứng có thể quan trọng hơn.

Đối với sản xuất hỗn hợp, phạm vi trục xoay cân bằng có thể mang lại sự linh hoạt thực tế hơn.

Vì vậy, khi so sánh thông số kỹ thuật máy CNC, hãy đánh giá trục chính dựa trên:

Vật liệu + Đường kính dụng cụ + Tốc độ cắt + Tải trọng cắt + Khối lượng sản xuất

thay vì chỉ RPM tối đa.

Cuối cùng: Chọn trục xoay trong quá trình cắt

Không thể chọn tốc độ trục chính CNC chính xác chỉ từ tên vật liệu.

Tính toán thực tế như sau:

Vật liệu → Dụng cụ → Đường kính dụng cụ → Tốc độ cắt → RPM trục chính → Tốc độ tiến dao → Kiểm tra cắt thực tế

Đối với nhôm, tốc độ trục chính cao hơn có thể hữu ích cho các công cụ có đường kính-nhỏ và gia công-tốc độ cao.

Đối với thép cacbon và thép không gỉ, tốc độ thích hợp thường có mối liên hệ chặt chẽ hơn với vật liệu dụng cụ, tải trọng cắt, kiểm soát nhiệt, mô men xoắn trục chính và độ cứng của máy.

Đối với các máy cắt lớn và gia công thô nặng, RPM tối đa có thể ít quan trọng hơn nhiều so với khả năng duy trì mô-men xoắn hữu ích của trục chính.

Đây là lý do tại sao người mua đánh giá một trung tâm gia công CNC nên xem xét hiệu suất trục chính hoàn chỉnh thay vì một con số trên bảng thông số kỹ thuật.

Nếu bạn đang chọn máy CNC cho một vật liệu cụ thể, hãy cung cấp loại vật liệu, đường kính dụng cụ điển hình, nguyên công gia công, độ sâu cắt và các yêu cầu sản xuất cho nhà sản xuất máy CNC. Những chi tiết này cho phép đánh giá phạm vi tốc độ trục chính, công suất trục chính, mô-men xoắn và cấu hình máy theo quy trình gia công thực tế.

Máy công cụ chính xác Dabai cung cấp các trung tâm gia công đứng, 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 cho các yêu cầu gia công khác nhau.