در خرید ماشین سنتر به چه نکاتی دقت کنیم ؟
هر کسی به کلی ، اطلاعات پایه در خصوص ماشین سنتر و اسپیندل را در هنگام خرید دارد. اطلاعاتی نظیر حداکثر سرعت ، گشتاور ، توان اسپیندل و ...
قدرت ، نکته ای است که بر اساس قطعه ای که ماشین کاری میکنید مورد توجه قرار میگیرد. هر چند گشتاور ، سرعت و توان از شاخصه های مهمی میباشند اما توجه به برخی دیگر از ملاحظات نیز ضروری است.
در ابتدا شاید به نظر برسد که اسپیندل به صورت عملی نقش خاصی در ماشین سنتر ایفا نمیکند ، ابزار قطعه را می تراشد ، میز حرکت میکند ، کنترل عددی حرکت و دقت را کنترل مینماید و نرم افزار مابقی کار ها را به عهده میگیرد. و اسپیندل چیزی جز موتوری که به واسطه اسپیندل ابزار را به حرکت در میآورد نیست.
تفسیر فوق شاید به صورت کلی درست باشد ولی اسپیندل بسیاری از خطا ها و عملکرد ها را اصلاح و کنترل مینماید. قطعات به کار رفته در اسپیندل در طول عمر و دقت ماشین کاری تاثیر به سزایی دارند. اسپیندل به واقع قلب ماشین سنتر شما است.
کیفیت این قطعات نه تنها به عمر بیشتر اسپیندل کمک میکنند بلکه مشخص میکنند اسپیندل چه سرعتی ، چه گشتاور و چه لرزشی را میتواند تحمل کند. زمانی که شروع به تحقیق در رابطه با اسپیندل و تکنولوژی آن ، می نمایید ، سیستم برینگ در مرکز این تحقیقات قرار میگیرد. که بسیار دشوار و نیاز به تحقیقات زیادی است ، چرا که با اصطلاحات فراوانی روبرو خواهید شد مانند استاندارد ABEC ، O یا DB و ...
سیستم برینگ ها در اسپیندل :
در سیستم برینگ ردیف ساچمه ها در بین فضای داخلی و خارجی کانال استیل مانندی قرار گرفته اند. متریال استفاده شده در این برینگ ها بر روی درجه دما ، سطح لرزش ها و عمر اسپیندل تاثیر به سزایی دارند. برینگ های سرامیکی هیبریدی امتیاز های متمایزی بر ساچمه های معمولی دارند.
جرم کمتر :
برینگ های سرامیکی 60 درصد جرم کمتری نسبت به برینگ های استیل دارند.این مورد بسیار حائز اهمیت است چرا که برینگ ها در سرعت های بالا به دلیل المان گریز از مرکز برینگ ها را به دیواره فشار آورده و در نهایت باعث تغییر شکل برینگ ها میگردد. برینگ های سرامیکی به شدت برینگ های استیل تخریب نمیگردند.در حقیقت استفاده از برینگ های سرامیکی 30 درصد سرعت بالاتر را بدون خرابی برینگ در مقایسه با موارد استیل تضمین مینماید.
عمل کردن در دمای پایین تر :
برینگ های سرامیکی در دمای پایین تر قابل اجرا میباشند که این نکته افزایش طول عمر و کارایی را سبب میگردد.
سطح لرزش کمتر :
آزمایشات نشان میدهند ، اسپیندل هایی که از برینگ های سرامیکی استفاده میکنند استحکام بیشتر و فرکانس های طبیعی بیشتری دارند که باعث میگردد حساسیت کمتری در لرزش داشته باشند این مورد نیز موجب عمر طولانی تر ابزار ، اسپیندل و بهره بری بیشتر در کار می گردد.
برینگ ها نیز انواع مختلفی دارند ، در طراحی اسپیندل های با سرعت بالا از برینگ های زاویه دار به صورت معمول استفاده میگردد. این نوع برینگ های دقیق در یک مسیر دوران دقیق تعبیه شده اند و ظرفیت بار محوری و شعاعی را فراهم می آورند.
نوع دیگری از برینگ ها به صورت بشکه ای (رولر) و یا سیلندری (cylindrical) میباشند که این انواع برای ظرفیت بار بیشتر و استحکام بیشتر اسپیندل در براده برداری به کار میروند.
روغن کاری :
روغن کاری مناسب برینگ ها از موارد حیاتی میباشد. راه های مختلفی هستند که سازندگان ماشین ابزار برای روغن کاری مناسب بکار میبرند که از قبیل آن می توان به سیستم روغن کاری به صورت هوا-روغن ، oil-jet- oil-mist و pulsed oil-air و نظایر آن نام برد.
انواع اسپیندل :
تکنولوژی اسپیندل ها به تنوع برای مدیریت حرکت اسپیندل میباشند که از آنها می توان به سیستم انتقال نیروی تسمه ای ، گیربکسی ، کوپل مستقیم و سیستم اسپیندل الکتریکی (built-in) اشاره کرد.
در مورد انتقال نیروی تسمه ای می توان اعلام کرد که ، هزینه های تعمیرات پایین تر میباشد ولی در عین حال توان کمتر و صدای بیشتری را در بر خواهد داشت.
در سیستم انتقال نیروی گیربکسی هزینه تمام شده بالاتر ، صدای بیشتر و در مقایسه با رقیب تسمه ای هزینه تعمیر بیشتری خواهد داشت. این در حالی است که توان اسپیندل به مراتب بیشتر خواهد شد.
در سیستم انتقال نیروی کوپل مستقیم (DD drive) صدای کمتر ، سرعت بالاتر و صافی سطح بهتر و روان تر ولی هزینه تعمیرات بالاتر( در مقایسه با سیستم تسمه ای ) .
سیستم انتقال نیروی دیگر سیستم الکتریکی میباشد که به طور عادی از بکارگیری موتور در داخل اسپیندل به عنوان روتور بهره می برد.این نوع اسپیندل ها برای استفاده از دور های بالاتر ( تا 16.000 دور ) بکار میرود. ولی مزایای فراوانی همچون وزن کمتر اسپیندل ( عدم فشار بر روی محور Z) ، سرعت بالاتر ، صدای کمتر میباشد ولی هزینه تعمیرات به دلیل شرایط خاص بیشتر خواهد بود.
موتوری که پیشران و نیروی محرک جهت دوران اسپیندل میباشد ، نیز بسیار مهم است. موتورهایی با دو سیم پیچ (winding) موتور اسپیندل های دو زاویه یا dual wound spindle motors نامیده می شوند که گشتاور بیشتر و قابلیت براده برداری بیشتری را فراهم مینمایند. موتور های تک زاویه ای (single wound) زمانی استفاده می گردد که گشتاور بیشتر و سرعت بالا مد نظر نیست.
دشمنان اسپیندل :
برای اسپیندل دو دشمن اصلی وجود دارد 1- گرما 2- آلاینده ها ( سفاله ، گرد و غبار ، مواد خنک کننده و ریز آلاینده ها)
به صورت کلی و آماری بیشترین موردی که به برینگ ها آسیب زده است ورود آلاینده های مواد خنک کننده به داخل اسپیندل و در نهایت صدمه به برینگ ها میباشد
در بیشتر موارد به دلیل ضعف آب بندی (seal) ، آلاینده ها و سفاله به اسپیندل ورود پیدا میکنند.
مطمئن شوید کارخانه سازنده از چه نوع طراحی برای این منظور استفاده کرده است. سیستم تمیز کردن بادی از یک سیل مارپیچ برای زدودن آلایندگی از سیستم بهره میبرد. این سیستم می تواند به صورت دوگانه (dual purge) در انتها و ابتدای سیل استفاده شود که کارایی بهتری خواهد داشت.
دما نیز مولفه دیگری در ایجاد مشکلات برای اسپیندل به حساب می آید. چرا که افزایش دما موجب انبساط میگردد. سازندگان ماشین ابزار باید مشخص نمایند چه اندازه ها و شاخصه هایی را برای حفاظت از اسپیندل در مقابل افزایش گرما در نظر گرفته اند که به تبع آن محور های Z و Y دچار مشکل نگردد.
سیستم های خنک کننده روغن oil chillers و یا heat exchangers ابزار هایی برای کنترل دمای اسپیندل میباشند. این ابزار ها برای افزایش طول عمر اسپیندل مخصوصا در مواقعی که زمان ماشین کاری و یا حجم ماشین کاری افزایش می یابد ضروری است. در مواقعی که اسپیندل های با دور بالا تهیه می نمایید باید از تجهیز oil chiller بر روی ماشین مطمئن شوید.
عامل دیگری که با عمر و کارایی اسپیندل در ارتباط است استفاده و تجهیز ابزار میباشد. استفاده از ابزار نا متوازن ، و یا ابزارهای بی کیفیت عمر اسپیندل را کاهش میدهد.
ملاحظات ابزار
همانند اسپیندل گرما بر روی ابزار نیز تاثیر مستقیمی می گذارد. دریابید که آیا اسپیندل با نازل های خنک کاری تجهیز شده و یا رینگ خنک کننده نیز برای ماشین در نظر گرفته شده است یا خیر (jet cooling)
نازل ها مزایایی دارند چرا که میتوان بر اساس طول ابزار مسیر نازل را در جهت مناسب خنک کاری تنظیم نمود.
سیستم خنک کاری مرکز (CTS) و یا COOLANT TRHOUGH SPIDNLE از مواردی است که اگر دور اسپیندل 12.000 دور و یا بیشتر استفاده میکنید و از ابزاری بهره می برید که گران است و یا سوراخ کاری عمیق دارید میتوانید از CTS استفاده کنید.این device به صورت یک آپشن در ماشین های سنتر قابل تجهیز هستند. قیمت CTS بر اساس فشار لازمه و نوع طراحی اسپیندل متنوع خواهد بود.
این مقاله به منظور افزایش سطح کیفی . کمی دانش صنعتگران محترم در واحد تحقیق و توسعه خاوران صنعت پاسارگاد تهیه گردیده است.
استفاده از مقاله ی فوق با ذکر نام بلامانع میباشد.
