CNC マシニング センターを選択する際、多くの購入者は主軸速度、主軸モーターの出力、ワークテーブルのサイズ、機械の剛性に細心の注意を払います。ただし、1 つの重要な構成がよく誤解されています。
スピンドルにオイルクーラーを追加する必要がありますか?
答えは必ずしも「はい」というわけではありません。それは主軸速度、加工時間、切削負荷、モーター出力、機械全体の構造によって異なります。一部の一般的な機械加工用途では、スピンドル オイル クーラーはオプションのアップグレードにすぎません。高速加工の場合、長期的な機械の安定性にとって重要な構成となる可能性があります。-
GreatCNC Machine では、魅力的な仕様だけではなく、実際の加工ニーズに基づいてお客様が CNC マシン構成を選択できるようお手伝いします。
スピンドルオイルクーラーは何をするのですか?
スピンドルオイルクーラーは、スピンドルの潤滑または冷却システムの温度を制御するために使用されます。加工中、スピンドルは高速回転、ベアリングの摩擦、長時間の作業により熱を発生します。-
スピンドル温度が適切に制御されていない場合、次のような影響が生じる可能性があります。
- スピンドルベアリングの寿命
- 加工精度
- 表面仕上げ
- 熱安定性
- 機械の長期的な信頼性-
高速 CNC マシニング センターでは、スピンドルの温度制御が特に重要です。{0}主軸が長時間高速で回転すると、熱により熱膨張が発生し、加工の安定性が低下する可能性があります。
5000 ～ 6000 RPM のスピンドルにはオイル クーラーが必要ですか?
多くの一般的な機械加工アプリケーションでは、スピンドルが通常 5000 rpm または 6000 rpm 未満で動作する場合、オイル クーラーは通常は厳密な要件ではありません。
このタイプのマシンは一般的に次の用途に使用されます。
- 一般鋼部品加工
- モールドベース加工
- 鋳鉄加工
- 通常のフライス加工、穴あけ、タッピング
- 低速{0}}から-切削
このような場合、主軸は通常、長時間高速で回転しません。熱負荷はより管理しやすくなります。したがって、オイル クーラーの追加は改善に近く、必須の構成ではありません。-
購入者の予算が限られている場合は、機械の剛性、ガイド レールの品質、ボールねじの品質、スピンドル構造、CNC システム、サーボの性能など、より重要な機械構成に最初に投資する方がよい場合があります。
多くの標準に対応立形マシニングセンタ、お客様が主に低速または中程度の主軸速度で通常の部品を加工する場合、オイル クーラーをオプションにすることができます。
オイルクーラーはいつ追加する必要がありますか?
主軸を高速で長時間回転させる場合、オイルクーラーの重要性が増します。
マシンが 8000 rpm を超えて頻繁に動作する場合は、オイル クーラーの使用を真剣に検討する必要があります。 10,000 rpm スピンドルを選択した場合、通常はオイルクーラーを直接追加することをお勧めします。
12,000 rpm のダイレクト ドライブ スピンドルの場合、特に機械にスルー スピンドル冷却剤が装備されている場合、通常、機械構成の一部としてオイル クーラーを含める必要があります。-
これは、高速スピンドルがより多くの熱を発生するためです。-スピンドルベアリングは、より厳しい条件下でも機能します。適切な温度制御がないと、時間の経過とともにスピンドルの熱性能が不安定になり、ベアリングの寿命が短くなり、加工精度が低下する可能性があります。
より高い主軸速度とより優れた表面仕上げを必要とするお客様向けに、高速マシニングセンター-通常、完全な構造を考慮せずに標準マシンを単純にアップグレードするよりも良い選択です。
スピンドル油冷が必要な一般的な用途
オイルクーラーは、次のような加工状況に適しています。
長期にわたる-高速-加工
スピンドルが 8000 rpm を超えて動作することが多い場合、温度制御がより重要になります。オイルクーラーは、長い加工サイクル中にスピンドルを安定に保つのに役立ちます。
10,000 RPM または 12,000 RPM のスピンドル構成
10,000 rpm および 12,000 rpm のスピンドル、特にダイレクト ドライブ スピンドルの場合は、通常、スピンドルの冷却が推奨されます。-これらのスピンドルは、高速化と熱安定性の向上を目指して設計されています。
-スピンドル冷却剤の適用を通じて
スルースピンドルクーラントを備えた機械は、深穴の穴あけ、高速加工、切りくず排出の向上によく使用されます。{{1}{1}{2}これらの用途では通常、より優れたスピンドルの安定性が必要となるため、オイル クーラーの方が適しています。
精密加工と表面仕上げの要件
顧客が安定した公差、より優れた表面品質、または長い加工サイクルを必要とする場合、スピンドル温度制御の価値が高まります。オイルクーラーを使用すると、熱による加工精度への影響を軽減できます。
メインモーターの出力を上げるだけではない
購入者の中には、メインモーターの出力を増やすことが切断能力を向上させる最も簡単な方法であると考えている人もいます。たとえば、VMC マシンには 11 kW のスピンドル モーターが標準で付属しており、一部の顧客はそれを次のようにアップグレードしたいと考えるかもしれません。15kW.
モーターが大きいほど、次のことが可能になります。
- より高いトルク
- より強力な切断能力
- 重切削におけるパフォーマンスの向上
- 困難な材料に対するさらなるパワー
ただし、このアップグレードにより新たな問題も発生します。
メインモータが大型化すると、主軸頭重量も増加する場合があります。スピンドル システムはより高い負荷を運ぶ必要があります。 Z-軸の負荷も高くなります。これは、ボールネジ、ベアリング、サーボシステムがより大きな圧力下で動作することを意味します。
したがって、11 kW から 15 kW へのアップグレードは、単純なモーターのアップグレードとして扱うべきではありません。これは、完全なマシン構成のアップグレードとして扱う必要があります。
より大きなモーターはより強力なスピンドル剛性に適合する必要があります
メインモーターの出力がアップすると主軸の剛性もアップします。
たとえば、5 つのベアリングまたは 6 つのベアリングを備えた強力なスピンドル構造は、より高いモーター出力に適している可能性があります。これにより、スピンドルがより大きな切削力に対応できるようになり、負荷分散が向上します。
そうでない場合は、機械に大きなモーターが搭載されていても、スピンドルが弱いという問題がある可能性があります。
モーターの出力は向上しましたが、スピンドル構造は増加した負荷を完全にサポートできません。これにより、振動、ベアリングの摩耗の促進、加工の安定性の低下、スピンドルの寿命の短縮につながる可能性があります。
適切な CNC マシン構成は常に以下と一致する必要があります。
- モーター出力
- スピンドル構造
- 軸受配置
- 機械剛性
- Z-軸荷重
- 冷却システム
- 切断用途
スピンドルのタイプと構造をより深く理解するには、ガイド「さまざまなタイプの CNC スピンドル」を参照してください。
窒素バランスシリンダーが必要な理由
スピンドルモーターが重くなると、Z-軸の負荷も増加します。 Z- 軸の荷重が大きいということは、機械の動作中にボールねじとベアリングがより多くの重量を支えなければならないことを意味します。
Z- 軸の負荷が高すぎると、次のような問題が発生する可能性があります。
- ボールねじ加熱
- ベアリングの加熱
- サーボ負荷の増加
- 機械的摩耗が早くなる
- 機械の耐用年数が短くなる
この状況では、窒素バランスシリンダーを追加して Z- 軸の負荷を軽減できます。
窒素バランスシリンダーはカウンターウェイトシステムのように機能します。主軸ヘッドをサポートし、Z- 軸伝達システムの負荷を軽減します。
たとえば、メインモーターをアップグレードした後、Z- 軸の負荷が高くなりすぎる可能性があります。適切なバランスが取れていないと、移動中に負荷が高レベルに達する可能性があります。窒素バランスシリンダーを追加して調整すると、Z- 軸の負荷を大幅に軽減できます。
これにより、ボールねじとベアリングの動作がよりスムーズになり、発熱が軽減され、機械の寿命が延びます。
オイル クーラー、モーター出力、Z{0}} 軸負荷を合わせて考慮する必要があります
CNC マシニング センターを選択する際、購入者は 1 つの構成だけを見てはいけません。
- 高速スピンドルにはオイル クーラーが必要になる場合があります。-
- より大きなモーターには、より強力なスピンドルが必要になる場合があります。
- スピンドルヘッドが重い場合は、窒素バランスシリンダーが必要になる場合があります。
- より強力な切削セットアップには、より優れた機械剛性が必要になる場合があります。
- これらの部分は接続されています。
一部の部品がアップグレードされても、マシンの残りの部分が一致していない場合、最終的なパフォーマンスは理想的ではない可能性があります。たとえば、顧客がモーターを 11 kW から 15 kW にアップグレードするだけで、スピンドル構造や Z- 軸バランシング システムをアップグレードしない場合、機械の負荷、熱が増加し、摩耗が速くなる可能性があります。
このため、プロの CNC マシンの選択では、1 つの魅力的なパラメータだけではなく、システム全体に焦点を当てる必要があります。
結論
低速および一般的な加工の場合、オイル クーラーは必ずしも必要ではありません。-スピンドルが主に 5000 ～ 6000 rpm 未満で動作する場合、多くの場合、オプションの構成になります。
高速加工、特に 8,000 rpm、10,000 rpm、または 12,000 rpm のスピンドル アプリケーションの場合は、オイル クーラーを強くお勧めします。これは、スピンドルの温度を制御し、スピンドルのベアリングを保護し、長期的な加工安定性を向上させるのに役立ちます。-
ただし、購入者はオイルクーラーだけに注目すべきではありません。 CNC マシンのパフォーマンスはシステム全体に依存します。主軸速度、モーター出力、軸受構造、Z-軸荷重、窒素バランス、機械剛性をすべて合わせて考慮する必要があります。
どの構成が加工ニーズに適しているかわからない場合は、GreatCNC Machine に問い合わせて、実際的な機械の選択に関する推奨事項を得ることができます。
