Apprenez à choisir la gamme de broches adaptée et assurez-vous que votrecentre d'usinage CNCou le centre de tournage exécute un cycle optimisé. #cnctechtalk
Que vous utilisiez unfraiseuse CNCavec un outil rotatif à broche ou unTour CNCLes machines-outils CNC de grande taille, équipées d'une broche rotative, possèdent plusieurs plages de vitesse de broche. La plage inférieure offre une puissance supérieure, tandis que la plage supérieure permet une vitesse de rotation plus élevée. Il est essentiel de veiller à ce que l'usinage soit effectué dans la plage de vitesse de broche appropriée afin d'optimiser la productivité. Voici cinq conseils pour choisir la plage adéquate :
Les fabricants de machines-outils publient les caractéristiques des broches dans leurs manuels d'utilisation. Vous y trouverez les vitesses de rotation minimales et maximales pour chaque plage, ainsi que la puissance attendue sur toute la plage de régime.
Si vous n'avez jamais étudié ces données importantes, votre temps de cycle n'est probablement pas optimal. Pire encore, vous risquez de surcharger le moteur de broche de la machine, voire de l'arrêter. La lecture du manuel et la compréhension des caractéristiques de la broche vous permettront d'optimiser la productivité de votre machine.
Il existe au moins deux systèmes de changement de plage de broche : l’un est un système avec un moteur d’entraînement de broche à enroulements multiples, et l’autre est un système avec un entraînement mécanique.
Les premiers modifient la plage de fonctionnement électroniquement en changeant les enroulements du moteur qu'ils utilisent. Ces changements sont quasi instantanés.
Un système à transmission mécanique fonctionne généralement directement en gamme haute et enclenche la transmission en gamme basse. Le changement de gamme peut prendre quelques secondes, notamment lorsque la broche doit s'arrêter.
Pour les machines à commande numérique (CNC), la modification de la plage de vitesse de broche est relativement transparente, car la vitesse de broche est exprimée en tr/min et la commande S (Sword) correspondante permet à la machine de sélectionner la plage de vitesse appropriée. Supposons que la plage de vitesse basse d'une machine soit de 20 à 1 500 tr/min et sa plage de vitesse haute de 1 501 à 4 000 tr/min. Si vous spécifiez la commande S 300, la machine sélectionnera la plage basse. La commande S 2000 lui permettra de sélectionner la plage haute.
Premièrement, le programme peut entraîner des modifications inutiles de la plage de fonctionnement entre les outils. Pour la transmission mécanique, cela augmentera le temps de cycle, mais ce problème peut passer inaperçu car il ne devient apparent que lorsque certains outils mettent plus de temps à changer que d'autres. L'utilisation successive d'outils nécessitant la même plage de fonctionnement permettra de réduire le temps de cycle.
Deuxièmement, le calcul de la vitesse de broche (en tr/min) pour les opérations d'ébauche puissantes peut placer la broche à la limite inférieure de sa plage de vitesse élevée, où la puissance est limitée. Ceci exercera une pression excessive sur le système d'entraînement de la broche, voire provoquera le calage du moteur. Un programmeur expérimenté réduira légèrement la vitesse de broche et choisira la vitesse maximale dans la plage inférieure, où la puissance est suffisante pour réaliser l'usinage.
Pour un centre de tournage, le changement de plage de vitesse de broche s'effectue par le code M, et les plages supérieure et inférieure se chevauchent généralement. Pour un centre de tournage à trois broches, la vitesse lente peut correspondre à M41 (30-1 400 tr/min), la vitesse moyenne à M42 (40-2 800 tr/min) et la vitesse rapide à M43 (45-4 500 tr/min).
Ceci s'applique uniquement aux centres de tournage et aux opérations utilisant une vitesse de coupe constante. Dans ce cas, la commande numérique sélectionne en continu la vitesse (tr/min) en fonction de la vitesse de coupe spécifiée (en pieds ou m/min) et du diamètre usiné.
Lorsque vous définissez la vitesse d'avance par tour, la vitesse de broche est inversement proportionnelle au temps. Si vous doublez la vitesse de broche, le temps nécessaire aux opérations d'usinage associées sera divisé par deux.
Une règle empirique courante pour le choix de la plage de vitesse de broche consiste à utiliser la plage basse pour l'ébauche et la plage haute pour la finition. Bien que cette règle permette de s'assurer d'une puissance suffisante, elle n'est pas optimale en termes de vitesse de rotation.
Considérons une pièce de 25,4 mm de diamètre nécessitant une ébauche et une finition. La vitesse recommandée de l'outil d'ébauche est de 500 pi/min. Même au diamètre maximal (25,4 mm), la vitesse sera de 1 910 tr/min (3,82 x 500 / 1). Un diamètre inférieur exigera une vitesse plus élevée. Si le programmeur choisit la plage basse par expérience, la broche atteindra sa limite de 1 400 tr/min. Avec une puissance suffisante, l'ébauche sera plus rapide à une vitesse supérieure.
Ceci s'applique uniquement aux centres de tournage et aux opérations d'ébauche nécessitant une vitesse de coupe constante. Prenons l'exemple de l'ébauche d'un arbre de 100 mm de diamètre présentant plusieurs diamètres, le plus petit étant de 25 mm. Supposons que la vitesse recommandée soit de 244 m/min. À 100 mm, la vitesse requise est de 764 tr/min. La plage de vitesses basses fournira la puissance nécessaire.
Au fur et à mesure de l'ébauche, le diamètre diminue et la vitesse augmente. À 2,125 pouces, l'usinage optimal nécessite une vitesse supérieure à 1 400 tr/min, mais la broche plafonne à ce régime, ce qui allonge inutilement la durée de chaque ébauche. Il serait donc plus judicieux de passer à une vitesse intermédiaire, surtout si le changement est instantané.
Une fois le programme chargé dans la machine, tout gain de temps obtenu en omettant la préparation de la programmation peut être facilement perdu. Veuillez suivre les étapes ci-dessous pour garantir le succès de votre projet.
Les paramètres indiquent à la commande numérique (CNC) tous les détails de la machine-outil spécifique utilisée et comment utiliser toutes les caractéristiques et fonctions de la CNC.
Date de publication : 24 juin 2021