Apa Keuntungan Menggunakan Spindle Berkecepatan Tinggi?

Miniture drill dan end mill sering kekurangan RPM spindel, yang menyebabkan hasil akhir permukaan yang buruk, produktivitas rendah, dan alat pemotong yang rusak. Berikut adalah beberapa opsi dan rekomendasi untuk mengatasi masalah yang terlalu umum ini.

Bagaimana definisi "miniatur" dan "mesin mikro"?

Tidak ada jawaban resmi, meskipun banyak ahli menyarankan bahwa bor atau gilingan akhir yang berdiameter lebih kecil dari 1/8" atau lebih memenuhi syarat sebagai alat mikro. 

Yang lebih penting adalah bahwa pemotong ini sering kali membutuhkan kecepatan spindel yang lebih tinggi daripada yang dapat disediakan oleh sebagian besar peralatan mesin CNC—dan tanpanya, hasilnya biasanya tidak diinginkan.

Pertimbangkan kecepatan potong yang disarankan untuk beberapa bahan sehari-hari.

Sandvik Coromant menyarankan agar masinis mulai dari 492 kaki per menit (SFM) untuk baja tahan karat austenitik dan dupleks. Guhring mengatakan 620 SFM adalah kecepatan yang baik untuk mengasari sebagian besar besi tuang. Harvey Tool menyarankan 600 SFM untuk baja karbon rendah dan 1.000 SFM untuk aluminium tempa. Produsen alat pemotong lainnya menawarkan rekomendasi serupa.

Pada contoh pertama, end mill berdiameter 3/16" memerlukan kecepatan spindel minimal 10.000 RPM untuk mencapai parameter operasi yang tepat; pada yang terakhir, pemotong yang sama perlu mencapai setidaknya dua kali RPM untuk memenuhi kecepatan permukaan yang disarankan. Situasi bertambah buruk secara eksponensial karena alat semakin kecil. Penasihat Alat Iscar, misalnya, menghitung lebih dari 56.000 RPM diperlukan untuk pabrik akhir 1/32" saat mengerjakan baja paduan.
 

Sebelum semua orang meraih kalkulator mereka untuk memeriksa angka-angka itu, pesannya jelas:Bahkan pusat permesinan kelas atas yang dirancang untuk pembuatan cetakan atau pekerjaan optik akan gagal saat menggiling dan mengebor di alam mikro ini, dengan -alat bubut dan peralatan CNC komoditas semakin tertinggal. Fakta sederhana dari fisika pemesinan ini, lebih dari apa pun, adalah yang menentukan kapan alat pemotong dianggap miniatur, sehingga memerlukan perhatian khusus.

Kabar baiknya adalah, ada cara mudah untuk menyembuhkan blues kecepatan spindel yang tidak mencukupi, apa pun alat mesin, bahan, atau ukuran pemotongnya. Kepala speeder, sebagaimana diketahui, dirancang untuk meningkatkan RPM spindel mesin apa pun. Mereka melakukan ini sambil memastikan keandalan dan presisi maksimum dalam pengeboran CNC dan pekerjaan penggilingan ringan, terutama dalam operasi penyelesaian. Beberapa konfigurasi tersedia, di antaranya unit yang digerakkan oleh udara atau listrik, cairan pemotongan melalui poros atau rangkaian roda gigi internal yang melipatgandakan putaran poros yang ada.

Melewati Blues

Mike Gabris berhati-hati saat menggunakan istilah “spindle speeder.” Manajer penjualan industri untuk NSK America Corporation mengatakan "speeder" sering mengacu pada pengaturan yang digerakkan oleh roda gigi yang baru saja disebutkan.

“Setiap kali Anda menambahkan roda gigi ke persamaan, Anda memperkenalkan properti seperti getaran, panas, dan distorsi termal,” katanya. “Tidak satu pun dari ini adalah sifat yang dapat diterima dari spindel berkecepatan tinggi.”

Sebagai perbandingan, solusi pilihan perusahaan menggunakan spindel motor listrik tanpa sikat yang beroperasi secara independen dari spindel mesin, menghasilkan kecepatan yang jauh lebih tinggi daripada yang mungkin dilakukan dengan perangkat mekanis murni dan menghasilkan pemesinan mikro dan nano yang sukses.

“Kami menawarkan berbagai spindel udara dan listrik berkecepatan tinggi, tetapi model terbaru kami adalah iSpeed5, yang beroperasi pada 60.000 hingga 80.000 RPM tanpa harus menyambungkan saluran atau kabel apa pun secara manual,” kata Gabris. “Ini dimasukkan ke dalam blok penghenti yang dipasang di permukaan spindel dan menyediakan listrik, udara pendingin, dan sinyal kontrol dari pengontrol eksternal. Ini menjadikannya spindel listrik yang sepenuhnya dapat diganti dengan alat—pertimbangan yang semakin penting, mengingat semakin banyak toko yang ingin mati lampu.”

Selain keinginan untuk pengerjaan mesin tanpa pengawasan, Gabris mengatakan target audiens untuk iSpeed5 adalah siapa saja yang menggunakan perkakas berdiameter kecil, yang ia definisikan sebagai pemotong dengan diameter kurang dari 1/16". Pembuatan cetakan adalah pasar yang besar, katanya, karena adalah manufaktur dirgantara dan medis. "Banyak dari pelanggan ini sudah mengenal solusi spindel berkecepatan tinggi kami yang lain, beberapa di antaranya dapat mencapai kecepatan 160.000 RPM. iSpeed5 akan menjadi tambahan yang disambut baik."

Menahan Diri

Andy Jones, spesialis produk spindel berkecepatan tinggi di WTO USA, mengatakan ia menawarkan alternatif yang lebih sederhana dan lebih murah. CoolSpeed ​​mini adalah spindel yang digerakkan turbin yang ditenagai oleh cairan pendingin, oli, atau kabut udara dari sistem cairan pemotongan alat mesin. “Semakin besar tekanan, semakin tinggi kecepatan spindel,” kata Jones.

“Pendingin atau oli pada 145 psi (10 bar) akan menghasilkan 40.000 RPM, sedangkan 870 psi (60 bar) menghasilkan hingga 75.000 RPM,” katanya. “Dan sistem kabut yang berjalan pada tekanan udara toko normal (sekitar 72 psi, atau 5 bar) menghasilkan 50.000 RPM. Ini cara yang bagus untuk melengkapi pusat permesinan atau mesin bubut apa pun dengan kecepatan spindel yang sangat tinggi dengan biaya yang lebih murah daripada speeder tradisional.”

CoolSpeed ​​mini memiliki desain yang unik, kata Jones. Ketika alat pemotong aus, operator melepasnya bersama dengan bantalan dan turbin yang ditekan unit, kemudian menekan satu set bantalan dan turbin baru ke alat pengganti dan memasang kembali apa yang pada dasarnya adalah rakitan rotasi kembali ke kepala. Dia menjelaskan bahwa bantalan dirancang untuk sekali pakai tetapi tetap menawarkan run-out dinamis 4 mikron (0,0001") atau lebih baik dan biaya lebih rendah daripada banyak alat pemotong. 

Set starter dilengkapi dengan CoolSpeed ​​mini 25 milimeter, perangkat perakitan, pengukur tekanan, adaptor pengukur 25 mm, dan tiga set pengganti yang masing-masing mencakup sepasang bantalan dan turbin. “Harga untuk semua yang Anda butuhkan untuk bangun dan bekerja adalah sebagian kecil dari biaya spindel speeder konvensional,” kata Jones.

“Shank pahat berukuran 3, 4, dan 6 mm ditopang, dan seluruh unit cukup kecil untuk masuk ke pemegang perkakas hidraulik atau mekanis standar. Tidak ada perawatan, tidak ada perangkat keras untuk dipasang ke poros alat berat, tidak ada kotak kontrol untuk dipasang atau saluran untuk dijalankan, hanya pengembalian investasi yang sangat cepat,” katanya.

Terus Mempercepat

Apa pun solusi spindel berkecepatan tinggi, ada beberapa praktik terbaik yang perlu dipertimbangkan selama pengoperasian. Mungkin yang paling penting adalah ini:Jangan puas dengan RPM spindel yang tidak mencukupi. Seperti yang telah dibahas di awal, pahat potong modern membutuhkan kecepatan yang jauh lebih tinggi daripada sebelumnya, dan umur pahat serta kualitas suku cadang akan berkurang tanpanya.

Selain itu, peluang untuk laju umpan yang sepadan dengan kecepatan spindel yang lebih cepat hilang—ingat, peningkatan lima kali di sini berarti pelepasan logam lima kali atau lebih besar. Berikut beberapa hal lain yang perlu diingat dalam perjalanan menuju pemesinan yang lebih cepat:

• Pada spindel yang digerakkan oleh udara, pastikan untuk menggunakan pengatur tekanan dan udara bengkel yang bersih dan tersaring. Juga, pertahankan tekanan dalam rekomendasi pabrikan.
• Demikian pula, spindel bertenaga pendingin membutuhkan cairan pemotongan yang bebas dari kontaminan seperti oli dan logam halus. Jika menggunakan sistem pendingin bertekanan tinggi, pastikan Anda tidak melebihi kemampuan spindel.
• Perlu diingat bahwa spindel berkecepatan tinggi tidak mampu menghilangkan logam berat, seperti halnya alat kecil yang dibahas sebelumnya. Kedalaman pemotongan yang ringan pada kecepatan umpan yang dipercepat adalah aturan praktis di sini.
• Meskipun laju pengumpanan lebih tinggi, ada potensi kerugiannya:Dapatkah kontrol alat mesin dan sistem servo Anda mengikuti gerakan halus dan panjang blok kecil yang terkait dengan pemesinan mikro berkecepatan tinggi? Jika tidak, beberapa peningkatan perangkat keras dan perangkat lunak mungkin dilakukan. Tanyakan kepada pembuat mesin Anda untuk opsi yang tersedia.

Terakhir, ingat bahwa run-out pahat sangat penting untuk setiap operasi penggilingan atau pengeboran, tetapi dua kali lipat ketika kecepatan spindel tinggi.

Selalu gunakan pemegang alat dan alat pemotong berkualitas tinggi yang tersedia, jaga kebersihan dan perawatannya dengan baik, dan periksa kembali alat setelah pemasangan (sebaiknya di dalam mesin).

Apakah Anda menggunakan spindel berkecepatan tinggi di toko Anda? Teknik dan tips apa yang bisa Anda bagikan? Beri tahu kami di komentar di bawah.

PERALATAN:Menilai Kesehatan Manufaktur A.S.: