Domine la selección de rango de husillo: 5 consejos probados para rendimiento CNC óptimo

Independientemente de si usa una fresadora CNC donde el husillo gira la herramienta de corte o un torno CNC donde el husillo gira la pieza, las máquinas CNC grandes tienen múltiples rangos de husillo. El rango inferior proporciona más potencia, y el rango superior más velocidad. Es críticamente importante asegurar que el mecanizado se realice en el rango de velocidad de husillo apropiado para lograr productividad óptima. Aquí hay cinco consejos para seleccionar el rango adecuado:

1) Conozca las características de potencia y velocidad de su husillo.

Los constructores de máquinas herramienta publican características del husillo en sus manuales de operador. Allí encontrará el rpm más bajo y más alto para cada rango, junto con cuánta potencia esperar a lo largo del rango de rpm.

Si nunca ha estudiado estos datos importantes, es probable que sus tiempos de ciclo no estén optimizados. Peor, puede estar poniendo estrés indebido en el motor del husillo, o incluso paralizándolo. Sacar el manual y aprender sobre las características del husillo puede ayudarle a optimizar la productividad de su máquina.

2) Sepa cuánto tarda en cambiar rangos de husillo.

Hay al menos dos tipos de sistemas de cambio de rango: aquellos con motores de accionamiento de husillo que incorporan múltiples devanados y aquellos con transmisiones mecánicas.

Los primeros cambian rangos electrónicamente cambiando qué devanados del motor usan. Estos cambios son casi instantáneos.

Los sistemas con transmisiones mecánicas típicamente son de accionamiento directo en su rango más alto y engranan la transmisión con rangos más bajos. El cambio de rango puede tomar varios segundos, especialmente si el husillo debe detenerse durante el proceso.

3) Sepa cómo seleccionar rango de husillo.

Con CNCs, los cambios de rango son algo transparentes porque la velocidad del husillo se especifica en rpm, la palabra S que especifica la velocidad también hace que la máquina seleccione el rango relacionado. Digamos que el rango bajo de una máquina va de 20-1,500 rpm y el alto de 1,501-4,000 rpm. Si especificara una palabra S de S300, la máquina seleccionaría el rango bajo. Una palabra S de S2000 hace que la máquina seleccione el rango alto.

Un programador mal informado puede causar inadvertidamente dos problemas.

Primero, el programa puede estar causando cambios de rango innecesarios de herramienta a herramienta. Con transmisiones mecánicas, esto aumentará el tiempo de ciclo pero puede pasar desapercibido ya que solo se manifiesta cuando algunas herramientas tardan más en cambiar que otras. Correr herramientas que requieren el mismo rango en secuencia reducirá el tiempo de ciclo.

Segundo, el cálculo de rpm de velocidad de husillo para una operación de desbaste potente puede poner el husillo en el extremo bajo del rango alto, donde hay potencia limitada. Esto pondrá tensión indebida en el sistema de accionamiento del husillo o causará que el motor se pare. Un programador bien informado comprometerá la velocidad ligeramente hacia abajo, seleccionando la velocidad más alta en el rango bajo, donde hay potencia suficiente para realizar la operación.

Con centros de torneado, el cambio de rango se hace con M-codes, y los rangos altos usualmente se superponen a los bajos. Para un centro de torneado con tres rangos, el bajo puede corresponder a M41 y correr de 30-1,400 rpm, el medio a M42 de 40-2,800 rpm, y el alto a M43 de 45-4,500 rpm.

4) Sepa cómo la velocidad de husillo puede afectar el tiempo de ciclo.

Este punto aplica solo a centros de torneado y operaciones que usan velocidad de corte constante. Con velocidad de corte constante, el CNC seleccionará constantemente la velocidad en rpm basada en una velocidad especificada en pies o metros por minuto y el diámetro que se está mecanizando actualmente.

La velocidad de husillo es inversamente proporcional al tiempo cuando establece la velocidad de avance en modo por revolución. Si puede duplicar la velocidad de husillo, el tiempo requerido para la operación de mecanizado relacionada se reducirá a la mitad.

Una regla popular para selección de rango es desbastar en rango bajo y acabar en rango alto. Si bien es buena regla para asegurar que el husillo tenga potencia adecuada, hace menos bien considerando velocidad.

Considere una pieza de 1 pulgada de diámetro que debe desbastarse y acabarse. La velocidad recomendada es 500 sfm para la herramienta de desbaste. Incluso en el diámetro mayor (1 pulgada), esto rinde 1,910 rpm (3.82 veces 500 dividido por 1). Diámetros menores requerirán rpm aún mayores. Si el programador selecciona el rango bajo basado en la regla, el husillo topará un límite de 1,400 rpm. La operación de desbaste terminará más rápido en un rango superior, asumiendo que hay potencia adecuada.

5) Sepa cuándo cambiar rangos de husillo.

Este punto también aplica solo a centros de torneado y operaciones de desbaste que requieren velocidad de corte constante. Considere desbastar un eje de 4 pulgadas de diámetro que tiene varios diámetros, el menor de 1 pulgada. Digamos que la velocidad recomendada es 800 sfm. A 4 pulgadas, la velocidad requerida es 764 rpm. El rango bajo proporcionará la potencia necesaria.

A medida que el desbaste continúa, los diámetros se hacen menores y el rpm aumenta. A 2.125 pulgadas, el mecanizado óptimo requiere más de 1,400 rpm, pero el husillo tocará techo en el rango bajo a 1,400 rpm, y cada pasada de desbaste sucesiva tomará más tiempo del debido. Sería más sabio cambiar al rango medio en este punto, especialmente si el cambio de rango es instantáneo.