고속 스핀들을 사용하면 어떤 이점이 있습니까?

소형 드릴과 엔드밀은 종종 스핀들 RPM이 부족하여 표면 조도가 좋지 않고 생산성이 떨어지고 절삭 공구가 파손됩니다. 다음은 이 매우 일반적인 문제를 해결하기 위한 몇 가지 옵션과 권장 사항입니다.

"미니어처"와 "마이크로 머시닝"은 어떻게 정의됩니까?

많은 전문가들이 직경이 1/8" 정도보다 작은 드릴이나 엔드밀이 마이크로 공구에 해당한다고 제안하지만 공식적인 답은 없습니다. 

더 중요한 것은 이러한 커터는 종종 대부분의 CNC 공작 기계가 제공할 수 있는 것보다 더 높은 스핀들 속도를 요구하며, 그렇지 않으면 결과가 일반적으로 바람직하지 않다는 것입니다.

일부 일상 재료의 권장 절단 속도를 고려하십시오.

샌드빅 코로만트는 기계 기술자가 오스테나이트 및 듀플렉스 스테인리스강의 경우 분당 492피트(SFM)에서 시작할 것을 권고합니다. Guhring은 620 SFM이 대부분의 주철을 황삭하는 데 좋은 속도라고 말합니다. Harvey Tool은 저탄소강의 경우 600 SFM, 단조 알루미늄의 경우 1,000 SFM을 제안합니다. 다른 절삭 공구 제조업체도 비슷한 권장 사항을 제공합니다.

첫 번째 예에서 직경 3/16" 엔드밀은 적절한 작동 매개변수에 도달하기 위해 최소 10,000RPM의 스핀들 속도가 필요합니다. 마지막으로 동일한 커터가 권장 표면 속도를 충족하려면 해당 RPM의 최소 두 배를 달성해야 합니다. . 공구가 작아질수록 상황은 기하급수적으로 악화됩니다. 예를 들어 Iscar의 Tool Advisor는 합금강을 가공할 때 1/32" 엔드밀에 56,000RPM 이상이 필요하다고 계산합니다.
 

모든 사람들이 이 수치를 확인하기 위해 계산기를 사용하기 전에 메시지는 분명합니다. 금형 제작 또는 광학 작업을 위해 설계된 고급 머시닝 센터라도 이 마이크로 영역에서 밀링 및 드릴링을 하면 라이브가 부족할 것입니다. -공구 선반 및 상용 CNC 장비는 훨씬 더 뒤쳐집니다. 가공 물리학의 이 단순한 사실은 무엇보다 절삭 공구가 소형으로 간주되는 시점을 결정하므로 특별한 주의가 필요합니다.

좋은 소식은 공작 기계, 재료 또는 커터 크기에 관계없이 불충분한 스핀들 속도 블루스를 쉽게 해결할 수 있다는 것입니다. 알려진 대로 스피더 헤드는 기계 스핀들의 RPM을 높이도록 설계되었습니다. CNC 드릴링 및 경밀링 작업, 특히 마무리 작업에서 최대의 신뢰성과 정밀도를 보장하면서 이를 수행합니다. 공기 또는 전기로 구동되는 장치, 스핀들 관통 절삭유 또는 기존 스핀들 회전을 곱하는 내부 기어 트레인 등 여러 구성을 사용할 수 있습니다.

우울증 극복하기

Mike Gabris는 "스핀들 스피더"라는 용어를 사용할 때 주의합니다. NSK America Corporation의 산업 영업 관리자는 "스피더"가 종종 방금 언급한 기어 구동 장치를 의미한다고 말합니다.

"방정식에 기어를 추가할 때마다 진동, 열 및 열 변형과 같은 속성이 도입됩니다."라고 그는 말합니다. "이 중 어느 것도 고속 스핀들의 허용 가능한 속성이 아닙니다."

이에 비해 회사가 선호하는 솔루션은 기계 스핀들과 독립적으로 작동하는 브러시리스 전기 모터 스핀들을 사용하여 순수한 기계 장치로 가능한 것보다 훨씬 빠른 속도를 생성하고 성공적인 마이크로 및 나노 가공을 제공합니다.

"우리는 다양한 고속 공기 및 전기 스핀들을 제공하지만 최신 모델은 라인이나 코드를 수동으로 연결할 필요 없이 60,000~80,000RPM에서 작동하는 iSpeed5입니다."라고 Gabris는 말합니다. “이는 스핀들 면에 장착된 정지 블록에 통합되어 외부 컨트롤러에서 전기, 냉각 공기 및 제어 신호를 제공합니다. 이로 인해 공구를 완전히 교체할 수 있는 전동 스핀들—점점 더 많은 상점에서 소등을 고려하는 점을 고려할 때 점점 더 중요한 고려 사항입니다.”

무인 가공에 대한 욕구는 차치하고 Gabris는 iSpeed5의 대상 고객은 직경이 1/16" 미만인 커터로 정의하는 작은 직경의 툴링을 사용하는 모든 사람이라고 말합니다. 금형 제작은 큰 시장이라고 그는 말합니다. "이러한 고객 중 다수는 이미 당사의 다른 고속 스핀들 솔루션에 익숙하며 그 중 일부는 160,000RPM의 속도에 도달할 수 있습니다. iSpeed5는 환영할만한 추가 사항이 될 것입니다."

압박

WTO USA의 고속 스핀들 제품 전문가인 Andy Jones는 더 간단하고 저렴한 대안을 제공한다고 말합니다. CoolSpeed ​​mini는 공작 기계의 절삭유 시스템에서 나오는 냉각수, 오일 또는 에어 미스트로 구동되는 터빈 구동 스핀들입니다. "압력이 높을수록 스핀들 속도가 빨라집니다."라고 Jones는 말합니다.

"145psi(10bar)의 냉각수 또는 오일은 40,000RPM을 제공하고 870psi(60bar)는 최대 75,000RPM을 제공합니다."라고 그는 말합니다. "그리고 정상적인 작업장 공기 압력(약 72psi 또는 5bar)에서 실행되는 미스트 시스템은 50,000RPM을 얻습니다. 기존 스피더 비용의 일부만으로 머시닝 센터나 선반에 매우 높은 스핀들 속도로 장비할 수 있는 좋은 방법입니다."

CoolSpeed ​​mini는 독특한 디자인을 가지고 있다고 Jones는 말합니다. 절삭 공구가 마모되면 작업자는 장치의 압입 베어링 및 터빈과 함께 절삭 공구를 제거한 다음 새로운 베어링 및 터빈 세트를 교체 공구에 누르고 본질적으로 회전 어셈블리인 것을 헤드에 다시 설치합니다. 그는 베어링이 일회용으로 설계되었지만 여전히 4미크론(0.0001") 이상의 동적 런아웃을 제공하고 많은 절삭 공구보다 저렴한 비용을 제공한다고 설명합니다. 

스타터 세트에는 25mm CoolSpeed ​​mini, 조립 장치, 압력 게이지, 25mm 게이지 어댑터 및 각각 한 쌍의 베어링과 터빈이 포함된 3개의 교체 세트가 함께 제공됩니다. Jones는 "가동 및 실행에 필요한 모든 비용은 기존 스핀들 스피더 비용의 일부에 불과합니다."라고 말합니다.

“3, 4, 6mm의 도구 섕크가 지원되며 전체 장치는 표준 유압 또는 기계 도구 홀더에 맞을 만큼 충분히 작습니다. 유지보수가 필요 없고, 기계의 스핀들에 장착할 하드웨어도 없고, 설치해야 할 컨트롤 박스나 실행할 라인도 없고, 정말 빠른 투자 수익을 얻을 수 있습니다.”라고 그는 말합니다.

계속 과속

고속 스핀들 솔루션이 무엇이든 작동 중에 고려해야 할 몇 가지 모범 사례가 있습니다. 아마도 가장 중요한 것은 이것입니다. 불충분한 스핀들 RPM에 안주하지 마십시오. 서두에서 논의한 바와 같이 현대의 절삭 공구는 과거보다 훨씬 빠른 속도를 요구하며, 그렇지 않으면 공구 수명과 부품 품질이 저하됩니다.

또한 더 빠른 스핀들 속도에 상응하는 이송 속도의 기회는 상실됩니다. 여기서 5배 증가하면 5배 이상의 금속 제거가 발생한다는 것을 기억하십시오. 다음은 더 빠른 가공을 위해 염두에 두어야 할 몇 가지 사항입니다.

• 공기 구동식 스핀들에서는 압력 조절기와 깨끗하고 여과된 작업장 공기를 사용해야 합니다. 또한 제조업체의 권장 사항 내에서 압력을 유지하십시오.
• 마찬가지로, 절삭유 구동식 스핀들에는 웨이 오일 및 금속 미립자와 같은 오염 물질이 없는 절삭유가 필요합니다. 고압 절삭유 시스템을 사용하는 경우 스핀들의 용량을 초과하지 않도록 하십시오.
• 고속 스핀들은 앞서 설명한 작은 도구와 마찬가지로 중금속을 제거할 수 없습니다. 여기에서는 가속 이송 속도에서 절입 깊이를 줄이는 것이 기본입니다.
• 더 높은 이송 속도에도 불구하고 잠재적인 단점이 있습니다. 공작 기계의 제어 및 서보 시스템이 고속 미세 가공과 관련된 미세한 움직임과 작은 블록 길이를 따라갈 수 있습니까? 그렇지 않은 경우 일부 하드웨어 및 소프트웨어 업그레이드가 필요할 수 있습니다. 사용 가능한 옵션은 장비 제조업체에 문의하십시오.

마지막으로 공구 런아웃은 밀링 또는 드릴링 작업에 매우 중요하지만 스핀들 속도가 높을 때는 두 배로 중요합니다.

항상 사용 가능한 최고 품질의 공구 홀더와 절삭 공구를 사용하고, 깨끗하고 잘 유지 관리하고, 설치 후(가급적 기계에) 공구를 다시 확인하십시오.

작업장에서 고속 스핀들을 사용하고 있습니까? 어떤 기술과 팁을 공유할 수 있습니까? 아래 댓글로 알려주세요.

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