بررسی اسپیندل های HF یا high frequency spindle
اسپیندل های HF و یا با فرکانس بالا از نوع اسپیندل های سریع میباشند. که به دور هایی در حدود 250.000 rpm می رسند. اسپیندل ها به عنوان یکی از اصلی ترین اجزاء ماشین های ابزار دو وظیفه مهم را بر عهده دارند.
1- ایجاد دقت بالا
2- انتقال مناسب توان موتور
بنابراین اسپیندل در توسعه بهره وری یک ماشین ابزار از نقش بسیار زیادی برخوردار است.
اسپیندل های HF برای عملیات ماشین کاری سریع (HSC (high speed cutting استفاده میگردند. از این نوع اسپیندل ها میتوان در تمامی صنایع بهره برد. فرایند های ماشینکاری بسیار دقیق همچون milling ، drilling ، engraving ، grinding و مانند آن.
مزایای استفاده از اسپیندل HF :
با گرایش روز افزون به سمت تولید قطعات کوچکتر و دقیق تر ، نیاز به سرعت های بیشتر در حال افزایش است. بنابراین استفاده از ابزار های کوچک در حال رواج میباشد. بدین ترتیب بهره وری و کم هزینه بودن در استفاده از این ابزار های کوچک نیازمند بکارگیری اسپیندل های با سرعت بالا و یا اسپیندل های با فرکانس بالا میباشد. این یک حقیقت اصلی و اساسی است با استفاده از اسپیندل هایی که بر روی دستگاه های cnc معمولی بکار رفته اند ، نمیتوان به سرعت های بالا دست یافت . حتی اگر بتوانند ، فشار ها و تنش های ناخواسته موجب تخریب اجزای دیگر می شود. به طور مثال اگر یک ماشین سنتر cnc معمولی یک ابزار با قطر کمتر از 1/2 اینچ را با سرعت 10.000 rpm بچرخاند بدلیل میزان پیشروی نامناسب موجب شکست ابزار خواهد شد.
اغلب این خرابی ها و شکست ها با مقصر دانستن خطای اپراتوری ، پارامتر های ماشین کاری اشتباه و غیره روبرو خواهد شد. اما در واقع این خرابی به دلیل نیروی سنگین اسپیندل و عدم توانایی آن در رسیدن به سرعت های مناسب به منظور براده برداری و تخلیه سفاله ، میباشد.
هر چه ابزار کوچکتر باشد ، به اسپیندل با سرعت بالاتری برای ماشینکاری و بازدهی بیشتر و اجتناب از شکست ابزار ، نیازمند هستیم. اسپیندل های با فرکانس بالا (HF) با سرعت هایی در حدود 60.000 rpm برای عملیات های فرز کاری ، دریل کاری و حکاکی و استفاده از ابزار های مایکرو مناسب میباشند.
اسپیندل های سرعت بالا میزان بالایی از چرخش در هر دقیقه دارند که مقدار براده برداری کمتری اما به طور محسوس از سرعت پیشروی بیشتری برخوردارند.
دست خود را از روی یک شعله شمع عبور دهید. اگر حرکت دست شما به آرامی انجام شود ، زمان کافی برای آسیب رساندن به دست شما وجود دارد. اما اگر اینکار به سرعت انجام پذیرد شعله زمان کافی برای این تاثیر را از دست خواهد داد همین نکته در خصوص ماشینکاری با سرعت بالا و استفاده از ابزار های مایکرو صادق است. حرکت سریع ، موجب کاهش زمان اثر پذیری گرما بر روی قطعه و ابزار میگردد.
در طول فرایند ماشینکاری ابزار به صورت مداوم تراشه ها را از روی قطعه کار جدا می کند. گرمای ایجاد شده تقریبا 40% در نتیجه اصطکاک ابزار ، 20% از تغییر شکل (کج شدن ) سفاله میباشد. بنابراین 60% گرما در داخل سفاله میباشد. اسپیندل های با سرعت بالا بیشترین مقدار گرما را به وسیله سفاله خارج و ماشینکاری تمیز تری را فراهم مینمایند. ماشینکاری با کیفیت بهتر بر اساس استراتژی ابزار با دمای کمتر ، فشار های ماشینکاری کمتر و نهایتا لرزش های کمتر صورت می پذیرد.
اسپیندل های HF فشار براده برداری را کاهش و به مقداری کمتر از 0.005 اینچ می رساند که این عملکرد ( low chip load ) به صورت خاص فشار های ایجاد شده بین ابزار و متریال را کاهش می دهد. اسپیندل های با سرعت بالا و ماشینکاری سریع ، دمای کمتر ، کاهش شکست ابزار و قابلیت ماشینکاری برای قطعات با ضخامت نازکتر را موجب مینماید. همین موارد در نتیجه ماشینکاری با دمای پائین تر و رسیدن به صافی سطح فوق العاده ، لبه هایی با کیفیت عالی ، دقت بسیار بالا ، راحتی بیشتر در قطعات مختلف حتی با ضخامت های کم و به دلیل اعمال فشار های کمتر ، فیکس کردن قطعه بسیار راحتر خواهد بود بنابراین می توان از میز های وکیوم مودولار برای فیکس کردن و نگه داشتن قطعه استفاده نمود که بدین ترتیب عملیات ست آپ کردن و تغییر قطعه با سرعت بیشتری انجام می پذیرد.
سازندگان اسپیندل های HF بر اساس نوع نیاز ، توان ها و دور های مختلفی را پیشنهاد میکنند این سرعت ها چیزی در حدود 5.000 rpm به بالا هستند . توان ها درحدود 0.6 kw به بالا میباشند.
بال برینگ های این نوع اسپیندل ها از نوع هیبریدی و از جنس سرامیکی (silicon nitride) میباشند که به واسطه دارا بودن جرم کمتر قابلیت چرخش سریع تر را فراهم می نمایند.
مقاله فوق در واحد تحقیق و توسعه خاوران صنعت پاسارگاد تهیه و تنظیم گردیده است.
استفاده از مقاله ی فوق با ذکر نام بلامانع میباشد.
