بهترین اسپیندل برای فولاد برش CNC چیست؟

برش فولاد در یک دستگاه CNC جایی است که رویاهای سرگرمی به پایان می رسد - مگر اینکه دوک نخ ریسی مناسب را انتخاب کنید. یک دوک حکاکی 1.5 کیلوواتی هوا خنک را به آلومینیوم 6061 فشار دهید تا سال ها با خوشحالی زمزمه کند. از آن بخواهید که فولاد 1018 را در عمق 3 میلی‌متری آسیاب کند، و در یک بعدازظهر می‌سوزانید، آسیاب‌های انتهایی را می‌کوبید و متعجب می‌شوید که چرا اسپیندل جدید شما شبیه آسیاب قهوه است. پاسخ صادقانه به 'بهترین اسپیندل برای فولاد برش CNC چیست؟' تقریباً هیچ ربطی به حداکثر RPM و همه چیز با گشتاور پایین، سفتی مخروطی و ظرفیت حرارتی ندارد. این راهنما شما را دقیقاً در این تصمیم راهنمایی می کند.

چرا فولاد یک بازی کاملاً متفاوت است

چوب، اکریلیک و حتی آلومینیوم به دور در دقیقه بالا پاداش می دهند. یک دوک حکاکی 24000 دور در دقیقه یک روکش صیقلی بر روی ام دی اف باقی می گذارد زیرا شکل گیری تراشه سریع است و نیروهای برش ملایم هستند. فولاد برعکس است: در 1000 تا 4000 دور در دقیقه برش می‌دهد، در سرعت کم به گشتاور زیادی نیاز دارد و گرما را مستقیماً به ابزار و قطعه کار می‌ریزد. دوکی که در چوب برنده می شود در فولاد بد شکست می خورد - و دلیل آن فیزیک است، نه بازاریابی.

وقتی مشتریان از ما می پرسند که یک اسپیندل cnc چقدر برای فولاد نیاز دارد، ما همیشه با همان سوال متقابل پاسخ می دهیم: در چه دور در دقیقه؟ زیرا یک اسپیندل 5.5 کیلوواتی که 18 نیوتن متر در 12000 دور در دقیقه تولید می کند ممکن است فقط 4 نیوتن متر در 2000 دور در دقیقه تولید کند - دقیقاً همان جایی که آسیاب انتهایی 6 میلی متری شما در 4140 می خواهد کار کند. به همین دلیل است که واقعی راهنمای خرید اسپیندل cnc برای فولاد بر روی منحنی گشتاور زندگی می کند و می میرد، نه کیلووات پلاک نام.

انواع اسپیندل CNC که در واقع فولاد را برش می دهند

قبل از مقایسه مخروطی‌ها و وات‌ها، اجازه دهید در مورد انواع دوک‌های cnc که برای فولاد مناسب هستند و آن‌هایی که نیستند صادق باشیم.

خوب، بد و بی فایده

دوک های چرخ دنده / سر دنده - متخصصان فولاد

یک دوک دنده ای از یک گیربکس دو یا سه سرعته برای چند برابر کردن گشتاور در RPM کم استفاده می کند. یک واحد دنده ای 15 کیلوواتی می تواند 200+ نیوتن متر را در 1000 دور در دقیقه ارائه دهد - این همان چیزی است که برای فولاد سنگین، چدن و ​​ضد زنگ نیاز دارید. جنبه منفی: آنها بلند، گران و از نظر مکانیکی پیچیده هستند. این اسپیندل یک مرکز ماشینکاری واقعی است، نه یک روتر دسکتاپ.

دوک های خنک کننده با آب مستقیم با BT30/BT40

برای کارهای فولادی با فرمت کوچک تا متوسط ​​(محفظه ها، براکت ها، جگ ها، حفره های قالب)، یک دوک آب خنک 5.5 تا 11 کیلوواتی با محرک مستقیم با مخروطی BT30 یا BT40 نقطه شیرین است. در برش های عمقی 20 میلی متری با سر دنده رقابت نمی کند، اما در تمام طول روز در آسیاب های انتهایی 6 تا 12 میلی متری عمق 1 تا 3 میلی متر را می گیرد.

دوک های حکاکی با هوا خنک - اساساً برای فولاد بی فایده هستند

این را باید به صراحت بگوییم: یک اسپیندل ER20 1.5 تا 2.2 کیلوواتی با هوا خنک، واحدی که هر علاقه‌مند ابتدا می‌خرد، نیست . یک دوک فولادی این موتور فاقد گشتاور پایین رده، بدون استحکام و بدون رتبه بندی وظیفه S1 است. می توانید آلومینیوم نرم آنیل شده را با آن خرد کنید. شما نباید فولاد را امتحان کنید. وقتی مقایسه می کنیم، به این باز خواهیم گشت اسپیندل 1.5 کیلووات و 2.2 کیلووات را در زیر .

نیازهای برق اسپیندل: قبل از خرید حساب کنید

این بخش به نیازهای توان اسپیندل با اعداد واقعی پاسخ می دهد، نه حدس و گمان.

فرمول مواد-حذف-نرخ

برای یک ماده معین، قدرت برش در نوک ابزار تقریباً است:  توان (کیلو وات) = MRR (cm³/min) × نیروی برش خاص (N·m/cm³)

• آلومینیوم: ~0.7 N·m/cm³

• فولاد ملایم (1018): ~2.0 N·m/cm³

• ضد زنگ (304): ~ 3.5 N·m/cm³

• فولاد سخت شده / فولاد قالب: 4.0-5.0 N·m/cm³

اکنون بازده اسپیندل و درایو (~70 درصد) و این واقعیت را که می‌خواهید با 60 تا 70 درصد توان نامی برای حاشیه حرارتی کار کنید را در نظر بگیرید. یک دوک 5.5 کیلوواتی که 3.8 کیلووات را در نوک ابزار می رساند، به راحتی 60 تا 80 سانتی متر مکعب بر دقیقه فولاد نرم را حذف می کند - که عمق برش قابل احترام 3 تا 5 میلی متر با آسیاب انتهایی 10 میلی متری با سرعت تغذیه 300-500 میلی متر در دقیقه است. یک دوک 2.2 کیلوواتی حدود 20 تا 25 سانتی‌متر مکعب در دقیقه بیرون می‌آید، که به این معنی است که شما پاس‌های پایانی سبک می‌گیرید، نه خمیده.

چرخش در دقیقه در مقابل گشتاور: منحنی محصول است

این مهمترین نمودار در انتخاب اسپیندل است. در یک اسپیندل AC با درایو مستقیم، گشتاور تقریباً از 0 تا سرعت پایه (اغلب 8000 تا 12000 دور در دقیقه) ثابت است و سپس قدرت بالاتر از سرعت پایه ثابت است. این خوب به نظر می رسد - تا زمانی که متوجه شوید که فولاد می خواهد با سرعت 1500 تا 4000 دور در دقیقه کار کند که کمتر از سرعت پایه اکثر دوک های فرکانس بالا است.

زیر سرعت پایه، گشتاور ثابت می ماند اما قدرت به صورت خطی با RPM کاهش می یابد . یک اسپیندل 5.5 کیلوواتی با سرعت پایه 12000 دور در دقیقه فقط 1.8 کیلو وات در 4000 دور در دقیقه تولید می کند. این ریاضی پنهان است که باعث می‌شود دور دوک در مقابل گشتاور به سؤال ساخت یا شکست تبدیل شود. همیشه قبل از انجام کار، نمودار منحنی گشتاور را از سازنده بخواهید - نه پلاک نام.

چگونه منحنی گشتاور را مانند یک حرفه ای بخوانیم

• دور در دقیقه را پیدا کنید که آسیاب نهایی شما واقعاً در فولاد کار می کند (معمولاً 1500-4000 برای HSS، 4000-8000 برای کاربید).

• گشتاور را در آن نقطه بخوانید. در بار تراشه برنامه ریزی شده و تعداد فلوت ها ضرب کنید.

• اگر گشتاور مورد نیاز بیش از 70 درصد چیزی باشد که منحنی نشان می دهد، اندازه شما کم است.

نحوه انتخاب یک اسپیندل CNC برای فولاد - گام به گام

ساختار ساختاری نحوه انتخاب فرآیند اسپیندل cnc برای فولاد به این صورت است:

چه اندازه اسپیندل برای یک روتر CNC نیاز دارم؟

پاسخ صادقانه به اینکه چه اندازه اسپیندلی برای روتر cnc نیاز دارم بستگی به مسیریابی شما دارد. اگر 'روتر' همچنان به معنای چوب و اکریلیک باشد، 1.5-2.2 کیلو وات خوب است. اگر می خواهید همان روتر گهگاهی فولاد را خرد کند، باید برای قاب فولادی برنامه ریزی کنید، نه قاب چوبی – زیرا دوک یک خرید دائمی است و در نهایت می خواهید فلز را برش دهید.

بهترین اسپیندل برای Hobby CNC

برای علاقه‌مندانی که می‌خواهند فولاد گهگاهی را بر روی یک قاب روت شده برش دهند، نقطه شیرین واقع‌بینانه یک دوک 2.2 کیلوواتی ER20 با آب خنک‌شده با یک VFD 3 کیلوواتی است. 4140 را نمی‌گیرد، اما آلومینیوم سبک، حکاکی فولاد نرم و الکترود را انجام می‌دهد. هر چیزی بزرگتر - 3.7 کیلووات و بالاتر - شروع به نیاز به یک قاب ماشینی می کند که به اندازه کافی سفت و سخت برای استفاده از نیرو باشد. یک دوک 5.5 کیلوواتی روی یک دروازه اکستروژن آلومینیومی 60 کیلوگرمی فقط لرزش را به لرزش بیشتر تبدیل می کند. به همین دلیل است که بهترین اسپیندل برای cnc سرگرمی همیشه با قاب مطابقت دارد، نه با کاتالوگ.

اسپیندل 1.5 کیلووات در مقابل 2.2 کیلووات: حکم فولاد

بحث اسپیندل کلاسیک 1.5kw در مقابل 2.2kw سزاوار یک پاسخ خاص فولادی است:

1.5 کیلو وات را انتخاب کنید اگر…

شما یک نجاری خالص، تابلوساز یا مغازه PCB هستید. شما هرگز یک برش فولادی عمیق تر از یک پاس حکاکی نخواهید داشت. شما حداقل توان مصرفی و یک سر متحرک سبک تر می خواهید. 1.5 کیلو وات یک دوک چوبی دوست داشتنی است - فقط از آن درخواست نکنید که فولاد را برش دهد.

2.2 کیلو وات را انتخاب کنید اگر…

شما می خواهید آلومینیوم نرم را برش دهید، گاهی اوقات فولاد ملایم را لمس کنید و یک قاب فولادی جوش داده شده داشته باشید. 2.2 کیلووات دارای 45٪ گشتاور بیشتر در سراسر باند است و در زیر بار خنک تر کار می کند. این حداقل دوک قابل دوک 'من می خواهم فلز را برش دارم' در یک ساخت سرگرمی است.

برای فولاد واقعی از هر دو بگذرید

اگر جنس اصلی شما فولاد است، از مقایسه 1.5 با 2.2 خودداری کنید - مستقیماً به BT30 با آب خنک کننده 3.7 کیلووات بروید. هر چیز کوچک‌تر، مصالحه است و ظرف شش ماه دوباره به خرید باز می‌گردید.

آیا می توانم به جای اسپیندل از روتر استفاده کنم؟

این سوالی است که هر علاقه‌مند CNC حداقل یک بار می‌پرسد. پاسخ کوتاه به آیا می توانم از روتر به جای دوک استفاده کنم : بله، برای چوب. نه برای فولاد

روتر چوبی دستی (DeWalt، Makita، Kress) یک موتور برس خورده یا جهانی است که برای استفاده متناوب دستی طراحی شده است. پر سر و صدا است، سیکل کار S1 واقعی ندارد، در 20000 تا 30000 دور در دقیقه کار می کند، جایی که فولاد 2000 می خواهد، و خروجی آن معمولاً 0.02-0.05 میلی متر است - 5-10× بدتر از یک اسپیندل مناسب. چوب را به زیبایی برش می دهد. اگر بخواهید فولاد را بچسبانید بیش از حد گرم می شود، پچ پچ می کند و از طریق برس ها می سوزد. اگر در مورد فلز جدی هستید، روتر هرگز پاسخ درستی نبود - این نقطه شروع ارزان بود.

انواع مخروطی اسپیندل: BT30 در مقابل BT40 و بقیه

مخروطی این است که چگونه ابزار برش به صورت فیزیکی در دوک قفل می شود. استحکام، تکرارپذیری و میزان بار جانبی را که می توانید تحمل کنید تعیین می کند. برش فولاد مخروطی ضعیف را مجازات می کند. در اینجا انواع اصلی مخروطی دوکی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند آورده شده است:

• ER collet (ساقه مستقیم) - در روترهای کوچک و دوک های حکاکی یافت می شود. انعطاف پذیر، ارزان، اما نه سفت و سخت تحت بار فولاد.

• ISO 30 / BT30 - مخروطی در مرکز ماشینکاری کوچک. سبک، سریع، مناسب برای فولاد و آلومینیوم در مقیاس کوچک.

• BT40 / CAT40 - مخروطی اسب کار. سفت و سخت، به طور گسترده پشتیبانی می شود، و حداقل برای کارهای فولادی جدی.

• BT50 / HSK-A100 - تولید سنگین و کارهای سخت فلزی.

BT30 در مقابل BT40 Spindle: واقعاً به کدام یک نیاز دارید؟

اگر دروازه ماشین شما می تواند دماغه BT40 را بچرخاند (قطر آن 25 میلی متر بزرگتر است)، و قصد دارید به طور منظم فولاد را برش دهید، BT40 پاسخ بلندمدت است. BT30 سبک‌تر و سریع‌تر است، اما تحت بارهای سنگین فولادی خم می‌شود و شما آن را در پوشش سطح احساس خواهید کرد. برای فولاد، ما BT40 را به طور پیش‌فرض در ماشین‌هایی با مسافت 800×800 میلی‌متر مشخص می‌کنیم.

نمودار اندازه کولت اسپیندل

هنگامی که یک مخروطی را انتخاب می کنید، یک سیستم کولت را انتخاب می کنید. جدول زیر نمودار اندازه های کولت دوکی است که به هر مشتری تحویل می دهیم - آن را روی دیوار دستگاه نگه دارید.

برای فولاد، ER32 را روی یک درایو مستقیم 5.5 کیلوواتی یا نگهدارنده‌های pull-stud BT40 روی هر چیزی 7.5 کیلووات و بالاتر هدف قرار دهید. سعی نکنید یک آسیاب انتهایی فولادی 12 میلی متری را در ER20 نگه دارید - کولت هرگز برای آن بار جانبی طراحی نشده است و آن را در الگوی چتر مشاهده خواهید کرد.

چرخه وظیفه اسپیندل: چرا S1 برای فولاد غیرقابل مذاکره است

فولاد به آرامی برش می‌دهد، به این معنی که اسپیندل ساعت‌ها زیر بار می‌گذرد. این باعث می شود چرخه وظیفه دوک به تنها مشخصات نادیده گرفته شده ای تبدیل شود که در واقع اسپیندل شما را می کشد.

• S1 (وظیفه مداوم) - اسپیندل می تواند برای همیشه با توان نامی کار کند. این تنها رتبه قابل قبول برای تولید فولاد است. یک دوک با پوشش آب روی یک چیلر با اندازه مناسب به S1 برخورد می کند.

• S6-60% (منقطع) - 6 دقیقه با قدرت کامل اجرا کنید، در حالت بیکار 4. نمونه دوک های چوبی با هوا خنک می شود. اگر این را در بار فولادی اجرا کنید، بلبرینگ ها را می پزند.

هنگامی که فروشنده ای از شما یک 'اسپیندل 5.5 کیلوواتی' برای فولاد را نقل می کند، مستقیماً بپرسید: آیا این S1 است و در چه دمای محیطی است؟ یک دوک با درجه S1 در دمای 25 درجه سانتیگراد در دمای 40 درجه سانتیگراد S6-60٪ می شود. مغازه های تولید فولاد در ساختمان های تابستانی بدون تهویه این را به سختی یاد می گیرند.

ATC Spindle: آیا تعویض خودکار ابزار برای فولاد ارزشش را دارد؟

یک اسپیندل ATC (تغییر خودکار ابزار) از یک سیلندر پنوماتیک و میخ کشی برای تعویض ابزار تحت کنترل برنامه استفاده می کند، بدون نیاز به آچار. برای کارهای فولادی، جایی که یک قطعه ممکن است به یک مته مرکزی، آسیاب پایانی خشن، آسیاب پایانی، مته و شیر - همه در دورهای مختلف در دقیقه نیاز داشته باشد - ATC یک لوکس نیست، بلکه یک ضرب کننده زمان چرخه است.

زمانی که ATC هزینه خود را پرداخت می کند

• شما دسته هایی از 10+ قسمت را اجرا می کنید که هر کدام به 3+ تغییر ابزار نیاز دارند.

• شما می خواهید بدون مراقبت و یا چراغ خاموش اجرا می شود.

• شما از توقف 15 بار دستگاه در هر قطعه برای تعویض کلت ها با دست خسته شده اید

زمانی که می توانید ATC را رد کنید

• نمونه اولیه یکباره کار می کند که در آن تغییرات ابزار یک بار در روز اتفاق می افتد.

• به هر حال قاب دستگاه شما نمی تواند هزینه اسپیندل را توجیه کند.

• شما بیشتر از یک قطر آسیاب انتهایی در هر کار استفاده می کنید.

دوک های ATC تقریباً 2 تا 3× یک اسپیندل تغییر دستی با همان قدرت قیمت دارند و به یک قفسه ابزار، منبع هوا و یک پس پردازشگر که از دستورات M6 پشتیبانی می کند نیاز دارند. اما هنگامی که ATC را در یک کار تولید فولاد راه اندازی کردید، دیگر هرگز نمی خواهید یک کولت را با دست محکم کنید.

توصیه نهایی: بهترین اسپیندل CNC توسط Job

بهترین اسپیندل برای فولاد برش ماشین cnc هرگز بزرگترین نام در برگه مشخصات نیست. این واحدی است که منحنی گشتاور آن در واقع با ابزار شما مطابقت دارد، مخروطی آن با فریم شما مطابقت دارد، و چرخه کاری آن در طولانی‌ترین دوره شما زنده می‌ماند. یک BT30 5.5 کیلوواتی روی یک دروازه‌ای جوش‌کاری شده سفت و سخت، هر بار یک BT50 15 کیلوواتی را بر روی یک قاب ریخته‌گری لرزان تولید می‌کند. اسپیندل موتور است - اما تخت ماشین شاسی است.

سوالات متداول

آیا یک اسپیندل 2.2 کیلوواتی می تواند فولاد نرم را برش دهد؟

به آرامی - بله. انتظار عمق برش 0.5-1 میلی متر را با آسیاب انتهایی کاربید 6 میلی متری با سرعت 300-500 میلی متر در دقیقه داشته باشید. با آن به عنوان تکمیل و نمایه سازی رفتار کنید، نه هول کردن. برای هر چیزی عمیق تر، حداقل تا 3.7 کیلو وات بالا بروید.

آیا برای برش فولاد به خنک کننده داخلی ابزار نیاز دارم؟

برای بریدگی های کم عمق و کارهای گاه به گاه، سیل یا غبار خارجی قابل قبول است. برای پاکت های عمیق، ضد زنگ و دوره های تولیدی، خنک کننده از طریق ابزار عمر ابزار را دو برابر می کند و به شما امکان می دهد نرخ تغذیه را 30 تا 50 درصد بالاتر ببرید.

آیا اسپیندل BT30 واقعاً بسیار ضعیف تر از BT40 است؟

خود مخروطی کوچکتر است و سطح کمتری در تماس است. BT30 بیشتر تحت بار جانبی خم می شود، که به صورت پچ پچ روی فولاد ظاهر می شود. در آلومینیوم به ندرت قابل توجه است. روی فولاد، بلافاصله آن را خواهید دید.

چه اندازه VFD برای اسپیندل فولادی نیاز دارم؟

اندازه VFD را 20 تا 30 درصد بالاتر از جریان نامی اسپیندل قرار دهید. یک اسپیندل 5.5 کیلوواتی معمولاً 13 A را در 380 ولت می کشد - از VFD 7.5 کیلوواتی استفاده کنید. VFD های کم اندازه با شتاب حرکت می کنند و هرگز اجازه نمی دهند دوک چرخش گشتاور کامل را ارائه دهد.