5 astuces pour sélectionner la gamme de broches optimale

Que vous utilisiez une fraiseuse CNC dans laquelle la broche fait tourner l'outil de coupe ou un tour CNC dans lequel la broche fait tourner la pièce, les grandes machines CNC ont plusieurs gammes de broches. La plage de broche inférieure fournit plus de puissance et la plage supérieure fournit plus de vitesse. Il est extrêmement important de s'assurer que l'usinage est effectué dans la plage de vitesse de broche appropriée pour atteindre une productivité optimale. Voici cinq conseils pour sélectionner la plage appropriée :

1) Connaissez les caractéristiques de puissance et de vitesse de votre broche.

Les constructeurs de machines-outils publient les caractéristiques des broches dans leurs manuels d'utilisation. Vous y trouverez les régimes les plus bas et les plus élevés pour chaque plage, ainsi que la puissance à attendre sur toute la plage de régimes.

Si vous n'avez jamais étudié ces données importantes, il est probable que vos temps de cycle ne soient pas optimisés. Pire encore, vous exercez peut-être une pression excessive sur le moteur de la broche de votre machine, voire le calez. Explorer le manuel et se renseigner sur les caractéristiques de la broche peut vous aider à optimiser la productivité de votre machine.

2) Sachez combien de temps il faut pour changer de gamme de broches.

Il existe au moins deux types de systèmes de changement de gamme de broches :ceux avec des moteurs d'entraînement de broche qui intègrent plusieurs enroulements et ceux avec des transmissions mécaniques.

Les premiers changent de gamme électroniquement en changeant les enroulements de moteur qu'ils utilisent. Ces changements sont presque instantanés.

Les systèmes à transmissions mécaniques sont généralement à entraînement direct dans leur gamme la plus élevée et engagent la transmission dans les gammes inférieures. Le changement de gamme peut prendre plusieurs secondes, surtout si la broche doit s'arrêter pendant le processus.

3) Savoir comment sélectionner la plage de broche.

Avec les CNC, les changements de plage de broche sont quelque peu transparents car la vitesse de broche est spécifiée en tr/min, le mot S qui spécifie la vitesse oblige également la machine à sélectionner la plage de broche correspondante. Supposons que la plage basse d'une machine s'étende de 20 à 1 500 tr/min et que la plage haute s'étende de 1 501 à 4 000 tr/min. Si vous deviez spécifier un mot S de S300, la machine sélectionnerait la gamme basse. Un mot S de S2000 amène la machine à sélectionner la gamme haute.

Un programmeur mal informé peut involontairement causer deux problèmes.

Tout d'abord, le programme peut provoquer des changements de plage inutiles d'un outil à l'autre. Avec les transmissions mécaniques, cela augmentera le temps de cycle mais peut passer inaperçu car cela ne se manifeste que lorsque certains outils prennent plus de temps à changer que d'autres. L'exécution d'outils nécessitant la même gamme dans l'ordre réduira le temps de cycle.

Deuxièmement, le calcul de la vitesse de rotation de la broche pour une opération d'ébauche puissante peut placer la broche à l'extrémité inférieure de la plage de broche haute, là où la puissance est limitée. Cela exercera une pression excessive sur le système d'entraînement de la broche ou provoquera le calage du moteur de la broche. Un programmeur bien informé réduira légèrement la vitesse de la broche en sélectionnant la vitesse la plus élevée dans la plage basse, là où il y a suffisamment de puissance pour effectuer l'opération d'usinage.

Avec les centres de tournage, le changement de gamme de broches se fait avec des codes M, et les gammes supérieures chevauchent généralement les gammes inférieures. Pour un centre de tournage à trois gammes de broches, la gamme basse peut correspondre à M41 et fonctionner de 30 à 1 400 tr/min, la gamme moyenne peut correspondre à M42 et fonctionner de 40 à 2 800 tr/min, et la plage haute peut correspondre à M43 et fonctionner de 45-4 500 tr/min.

4) Sachez comment la vitesse de broche peut affecter le temps de cycle.

Ce point s'applique uniquement aux centres de tournage et aux opérations qui utilisent une vitesse de surface constante. Avec une vitesse de surface constante, la CNC sélectionnera constamment la vitesse en tr/min en fonction d'une vitesse spécifiée en pieds de surface ou en mètres par minute et du diamètre en cours d'usinage.

La vitesse de la broche est inversement proportionnelle au temps lorsque vous réglez la vitesse d'avance par tour. Si vous pouvez doubler la vitesse de la broche, le temps nécessaire à l'opération d'usinage correspondante sera réduit de moitié.

Une règle empirique courante pour la sélection de gamme de broches consiste à ébaucher dans la gamme basse et à finir la machine dans la gamme haute. Bien qu'il s'agisse d'une bonne règle empirique pour s'assurer que la broche a une puissance adéquate, elle s'en sort moins bien en tenant compte de la vitesse.

Considérez une pièce de 1 pouce de diamètre qui doit être dégrossie et finie. La vitesse recommandée est de 500 sfm pour l'outil d'ébauche. Même au plus grand diamètre (1 pouce), cela donne 1 910 tr/min (3,82 fois 500 divisé par 1). Des diamètres plus petits nécessiteront des régimes encore plus élevés. Si le programmeur sélectionne la plage basse en fonction de la règle empirique, la broche atteindra une limite de 1 400 tr/min. L'opération d'ébauche se terminera plus rapidement dans une plage supérieure, en supposant que la puissance est suffisante.

5) Sachez quand changer les gammes de broches.

Ce point s'applique également uniquement aux centres de tournage et aux opérations d'ébauche nécessitant une vitesse de coupe constante. Envisagez de tourner grossièrement un arbre de 4 pouces de diamètre qui a plusieurs diamètres, dont le plus petit est de 1 pouce. Disons que la vitesse recommandée est de 800 sfm. À 4 pouces, la vitesse requise est de 764 tr/min. La gamme basse fournira la puissance nécessaire.

Au fur et à mesure que le dégrossissage se poursuit, les diamètres diminuent et la vitesse de rotation augmente. À 2,125 pouces, un usinage optimal nécessite plus de 1 400 tr/min, mais la broche culminera dans la plage basse à 1 400 tr/min, et chaque passe d'ébauche successive prendra plus de temps qu'elle ne le devrait. Il serait plus sage de passer au milieu de gamme à ce stade, surtout si le changement de gamme est instantané.