7,5KW Spindel mit 18000 1/min o. SK40 mit geringer Drehza, Bearbeiten von Stahl und Alu.Aber womit?

Moin Moin!

Ich baue mir eine richtig massive CNC gesteuerte Fräsbank.Es ist soweit alles komplett fertig.Nun stehe ich vor der Entscheidung wie ich meine Werkzeuge antreiben soll.

Habe hier 2 Möglichkeiten zu hause liegen
Entweder mit einer SK40 Spindel die ich mit einem einem 6,5KW (50Hz;2500 1/min; 2-polig)Asynchronmotor (Übersetzung wäre dann 1:2)über Keilrippenriemen antreibe (Motor + SK40 Spindel = ~65kg) oder mit einer Spindel mit ER32 Spannzangenaufnahme die bei 300Hz 18000 1/min bringt und das bei einer Leistung von 7,5KW bei ~20kg.

Da ich Alu aber auch Stahl bearbeiten möchte stelle ich mir die Frage was wohl sinnvoller wäre.Wie weit könnte ich mit der Frequenz,bzw. Drehzahl bei dem 7,5KW runter gehen um noch genügend Leistung zu haben zum bearbeiten von Stahl.
Zeit spielt eine untergeordnete Rolle.

Die Gewichtsersparnis wäre natürlich enorm und von der Optik ist es auch um längen besser.Aber kann ich mit so hohen Drehzahlen Stahl vernünftig bearbeiten?
Wollte schon auch mal dazu nen 10mm Fräser nutzen können und nicht so Spielzeug wie 2mm Schaftfräser.

Was empfehlt ihr mir da?

Es kommt wie immer drauf an, brauchst du viel Alu und nur sehr selten Stahl dann die schnelle Spindel, Kommts gemischt dann bist du besser bedient, wenn du niedrigere Drehzahl, dafür mehr Drehmoment hast. Ein nicht zu unterschätzender Faktor ist natürlich die Werkzeugaufnahme. Mit SK40 kannst einmal das Werkzeug vermessen und bei nem Wechsel passt wieder alles (im Rahmen der Systemgenauigkeit) Bei ner Spannzange musst du dagegen bei jedem Werkzeugwechsel das eingebaute Werkzeug vermessen. Auch wenns Spannzangen geben sollte, die irgendeine Klemmöglichkeit haben, sonderlich genau ist das bestimmt nicht. Wenn du nen speziellen Spindelmotor verwendest, dann erreichst du bei hohen Drehzahlen, recht ordentliche Momente. Mit nem Seriendrehströmer natürlich geht da nicht allzu viel. Nachteil, sowas kostet natürlich entsprechend viel Geld.

Sinnvoller wäre sicherlich den 6,5KW Drehströmer zu verwenden.Finde das aber irgendwie genial mit so hohen Drehzahlen zu zerspanen.

Die Frage dich ich mir stelle ist,welches Drehoment ich noch habe bei der 7,5KW Spindel mit ER32 Aufnahme bei einer Drehzahl von ~3000 1/min,sprich 50Hz?Hat der dann noch genügend Power zum bearbeiten von Stahl wenn ich nen 10mm VHM Fräser nutze?

Der Rundlauf ist auch bei der Spannzange gegeben denke ich.Nur die Einzugstiefe is da das Problem, aber auch nicht soo gravierend wenn man diese Dose hat zum Nullen von der Werkzeuglängen.
Bei der SK40 habe ich ebenfalls sehr viel selbs gebaut und da ist die Frage ob der Rundlauf überall 100%ig ist usw.

Hallo,

kurz was zu den Drehzahlen

D10 HSS PM (für Alu 200m/min) =6366
D10 VHM (für Alu 300m/min) =9549

D10 HSS PM (für Stahl 30m/min)=954
D10 VHM (für Stahl 80m/min)=2546

nur so als Gedankenstütze bzw. hier sieht man den extremen Unterschied der Drehzahlen !

Gruß Boern

Ja,ich weiss wohl
Ich traue meiner SK40 Aufnahme nur nich 100%ig.

Bin im Wechselbad meiner Gefühle
Naja,werde wohl erstmal die 7,5KW Spindel ausprobieren da ich sonst auch noch Keilrippenriemen + Scheiben kaufen müsste.

Wäre aber über weitere Meinungen dankbar

Der Beitrag wurde von Valerossi bearbeitet: 26.05.2010, 19:31 Uhr

Ich nehme mal an, deine 18000 1/min Spindel ist ebenfalls ein Asynchronmotor...
Dan kannst du hier eine alg. Kennlinie ansehen, welche alle Fragen beantwortet!

de.wikipedia.org/wiki/Datei:Kennlinie_Asynchronmotor.JPG

Wenn du Glück hasst, dann macht deine Spindel nochh einen Drittel des Drehmoments bei der Stahlbearbeitung mit einem 10er Fräser.

Grüsse
flash15

Für Stahlbearbeitung würd ich auch die SK40 Spindel nehmen und wenn der Motor qualitativ hochwertig ist
müsste der anstatt der vorgegebenen 50Hz wohl auch den 100Hz Betrieb mit doppelter Drehzahl mitmachen...falls die Spindellager das mitmachen (Drehzahl/Unwucht).

Zumindest wäre das wegen der etwas grenzwertigen Drehzahl beim Einsatz kleiner Schaftfräser und Alu eine zu prüfende Option.

Im Gegensatz dazu sind in der 18000er Spindel vermutlich Keramiklager drin und die mögen nicht unbedingt niedrige Drehzahl und Stoßbelastungen
die bei Stahlbearbeitung teilweise auftreten und eine Spindel mit 20Kg wird da so stabil auch nicht sein.
Ich hab leider wenig Ahnung von HSC Fräsen...habe allerdings auch Fräser zur Stahlbearbeitung gesehen die mit sehr hoher Drehzahl Arbeiten und Ähnlichkeit mit Schleifstiften hatten.


Micha

Der Beitrag wurde von Micha466 bearbeitet: 27.05.2010, 09:23 Uhr

Ich werde wohl beide Pläne verwerfen und mir einen Perske Motor anschaffen.Dort werde ich dann eine SK30 Aufnahme drehen/schleifen wenn es vom Durchmesser her reicht bezüglich der Motorwelle und einen pneumatischen WZW realisieren

Dann habe ich bei 50Hz 4,4KW Leistung bei 2860 1/min und bei 100Hz 6KW Leistung bei 5700 1/min.
Das wird zwar ein riesen Haufen an Zeit in Anspruch nehmen aufgrund des konstruierens und des herstellens,aber dafür wäre es absolut top hoffe ich mal.

Dann hätte ich damit genau das Mittelding

Oder was haltet ihr davon?

Ein Mittelding bräuchtest du wohl..allerdings erkenne ich bei deinem neuen Lösungsansatz gegenüber deiner SK40 Spindel die ja von der Drehzahl und 100Hz Betrieb vergleichbar wäre allerdings ohne den SK30 Nachteil..für SK40 gibts mehr Aufnahmen bzw sind leichter zu Beschaffen..falls du da überhaupt flexibler sein willst.

Evtl. solltest du eine Drehzahl am Werkzeug von ca. 8000U/min als goldenen Mittelweg anstreben und die Lager mit Ölschmierung versehen.
Bleibt noch die Frage nach dem Motor offen..übliche Drehströmer gehen bis ca. 2800U/min bei 50Hz..bei 100Hz sind,s dann ca. 5600U/min..muss also für 8000U/min am WZ wieder eine Übersetzung herhalten....bei 2000U/min liegt die Motorfrequenz bei 25Hz....beim Betrieb des Drehströmers zwischen 25-100Hz müsste der Drehmomentverlauf noch gut Verwendbar sein...ist allerdings auch wieder weit weg von der 18000er Variante.Bis 8000U/min in Öl gibts normalerweise auch keine Probleme mit den üblichen Stahl Spindellagern.

Micha

Das stimmt wohl.

Allerdings wird die SK30 Aufnahme in die Motorwelle integriert und habe somit nicht noch extra einen Antriebsmotor,bzw eine Untersetzung um meine Spindel antreiben zu müssen.

Der Perske Motor hat ne relativ große Motorwelle (über 60mm) und dadurch kann ich hier einen SK30 Konus einbringen + pneumatischen WZW.
Da der Motor auch noch recht große Lagerschilder hat,kann man hier auch zwei gegeneinander verspannte Spindel- oder Schrägkugellager verbauen um so die auftretenden axialen und radialen Fräskräfte aufzunehmen.Da muss natürlich einiges gemacht werden,aber der Motor bringt hierfür top Voraussetzungen.

Damit kann ich bei 25Hz 1400 1/min fahren mit einem relativ hohen Drehmoment.Bei 100Hz habe ich dann die größte Leistung bei 6,6KW und 5900 1/min.
Aufwandstechnisch gesehen wird das mit Abstand die umfangreichste Variante werden,aber auf Dauer wird sich diese Lösung hoffentlich bewehren

Und da ich hauptsächlich Stahl und Alu bearbeiten möchte ist eine Drehzahl von 1150 1/min (~20Hz) bis 8600 1/min (150Hz) optimal.

Wenn jemand ne bessere Idee hat oder sonst was,bitte schreiben

Der Beitrag wurde von Valerossi bearbeitet: 29.05.2010, 11:30 Uhr

Einen Alternativvorschlag hätte ich noch....mit 2 Spindeln Arbeiten..entweder als Austauschkopf oder z.B Nebeneinander angebaut.
Somit wäre der Kompromiss höchstens im Verfahrweg vorhanden...abgesehen von den höheren Kosten durch eine 2. Spindel.


Micha

Hallo,
es gibt auch für die Alubearbeitung Turbinenspindeln die man mit SK oder auch Spannzangen spannen kann.
Solange man mit kleinen Fräsern arbeitet kommt man da schon gut auf über 40000u/min.
Wir haben z.B. auch ne Fräsaufnahme für SK40 die ein Planetengetriebe drin hat, und die aktuelle Drehzahl auf das 5x übersetzt...und ne ER16er Spannzangenaufnahme hat. Die läuft dann mit 25000u/min wenn man ihr 5000u/min gibt.
Weiß jetz nich genau welchen Hersteller wir da haben....aber ist so was wie das hier:

www.maschinenmarkt.vogel.de/fileserver/vogelonline/companyfiles/2774.pdf

www.rexim.de/new_website/kataloge/M1a-0108.pdf

Der Beitrag wurde von V4Aman bearbeitet: 04.07.2010, 12:37 Uhr