Шпиндель фрезерного станка

Способы охлаждения

  1. Водяная система охлаждения. Изначально в корпусе шпинделя проделываются отверстия, через которые проходит вода. Она забирает с собой тепло от металла и стекает в отдельную емкость. Необходимо наличие отдельной емкости рядом со станком, что в некоторых ситуациях неудобно.
  2. Воздушная система охлаждения. В детали устанавливаются воздухозаборники, благодаря которым через нее проходит воздушный поток. Воздушная система устанавливается на все современные станки с ЧПУ. У нее есть один серьезный минус. Фильтры, установленные на воздухозаборниках, быстро засоряются после работы с пылящимися материалами.

Воздушные системы более удобны для больших производств.

Шпиндели для настольных фрезерных станков

Шпиндель для фрезерования — главный узел конструкции станка с ЧПУ, позволяющий закреплять режущий инструмент и передавать ему вращательное движение.

  • Оборудуя бытовой станок с ЧПУ, часто, в роли шпинделя, используют обычный гравер. Мощность типичного изделия — 125 Вт. Недостатки гравера — слабое вращательное движение, не позволяющее обрабатывать твердые материалы.
  • Альтернативный вариант — бормашина. В отличие от гравера, бормашина работает тише, а по мощности и вращательному движению не уступает граверу в силе и скорости. Кроме того, бормашина оборудована сильным зажимом.
  • Для установки шпинделя на бытовом станке с ЧПУ, используют шлифовальные машины и фрезеры. Эксплуатация подобной конструкции позволит обрабатывать изделия из дерева, фанеры, мягких металлов. Обычно, в комплекте к изделию прилагается цанговый зажим (6 мм), для которого выпускают стандартные 6 мм. переходники, позволяющие фиксировать фрезы диаметром 0,1–6 мм. Недостатки механизма — сильный шум при работе и отсутствие регулятора оборотов, что создает проблемы при обработке полимеров, где требуются меньшие обороты.
  • Для работы с пластмассами подходит шпиндель от фрезера Sparky. Мощность фрезера колеблется в диапазоне 500–1050 Вт. Отдельные модели бренда оборудованы регулятором количества оборотов, и пригодны для обработки пластмасс. Работа с пластиком требует малых оборотов, при достаточной мощности, что позволяет избегать нагрева и плавления материала, без потери производительности.

При выборе приспособления, по схеме цена–качество, приемлемое решение вопроса — фрезер Kress, шпиндель которого с успехом используют для фрезерных бытовых станков с ЧПУ. Изделия данного бренда оборудованы минимизирующей биение системой, и предназначены для продолжительной эксплуатации.

Подходя основательно к оснащению фрезерного станка можно оборудовать агрегат профессиональным шпинделем с системой смазочно-эмульсионного охлаждения. Помимо этого, конструкция оснащена: четырьмя подшипниками, позволяющими повысить точность обработки деталей, и прочными щетками, предназначенными для длительной эксплуатации. Недостаток профессиональных шпинделей — высокая цена, компенсирующаяся надежностью и производительностью изделий.

Классификация

Технические характеристики, схемы и эксплуатация фрезерного станка 6р12

При разнообразии фрезерных станков и шпинделей к ним проще их классифицировать по техническим характеристикам:

  1. Фрезерный шпиндель поворотного типа. Часто изготавливается самостоятельно.
  2. Вертикально-поворотные механизмы.
  3. Оборудование с двумя шпинделями.
  4. Механизмы, применяемые при работе с торцевыми частями.
  5. Вертикально-поворотные конструкции для ручной обработки.

Если говорить о применении шпинделей в домашних условиях, можно выделить граверы. Их часто устанавливают на самодельных фрезеровочных станках. Однако, эти машинки имеют серьёзный недостаток. Из-за слабого крутящего момента, металл обрабатывается с большим трудом. Чаще всего таким оборудованием обрабатывают древесину или пластик.

Бормашинка

Часто эти приспособления сравниваются с граверами. Главное отличие — сохранение крутящего момента независимо от изменения оборотов. Также бормашинки комплектуются патронным зажимом и работают они тише, чем граверы.

Dc мотор

Специальный механизм, который комплектуется ЧПУ. Работает тихо и не создаёт вибраций. Благодаря наличию ЧПУ, появляется возможность изменять мощность при работе. Ключевой недостаток dc мотора — это плохая система охлаждения, и как следствие быстрый перегрев при работе с твёрдыми материалами. Чтобы не повредить металлические заготовки и не вывести двигатель из строя, требуется дополнительное охлаждение.

DC мотор

Прямошлифовальная машина

Часто это оборудование используют в качестве фрезеровочного шпинделя. С его помощью можно обрабатывать как дерево, так и металл. В комплекте отсутствует устройство для регулировки мощности, что снижает функционал прямошлифовальной машины. Также при работе с металлом она издаёт громкие звуки.

Фрезер sparky

Используется в качестве поворотного фрезерного шпинделя. Достоинствами этого оборудования является большая мощность, высокая производительность и возможность регулировать обороты. Также на фрезерах Sparky хорошее охлаждение, которое не позволяет обрабатываемым материалам перегреваться. Используются для работы с деревом и металлом.

Фрезер kress

Отличное соотношение цена/качество. Могут комплектоваться системами ЧПУ. Высокая производительность, возможность регулировать обороты. Возможно работать с различными материалами.

Профессиональный шпиндель

Это механизм, который был разработан специально для фрезерных станков. На нём устанавливается водное охлаждение, что позволяет работать длительное время без риска испортить заготовку. Характерные особенности этого оборудования — высокая точность и надёжность. Тихий при эксплуатации. Главный недостаток — высокая стоимость.

Устройство шпинделя

Конструктивно эта важная составляющая технического устройства выглядит следующим образом:

  • на вал из металла закрепляется фреза через натяг, оправку или цангу;
  • чтобы режущий инструмент был прочно закреплен, конец шпинделя имеет форму конуса;
  • само устройство расположено на каретке для обеспечения перемещения по трем координатным осям;
  • вращения передаются на фрезу, которая обеспечивает фрезерование отверстия по заданным параметрам.

Важные технические характеристики – это показатели мощности и количество оборотов режущего инструмента.

Работа фрезерного станка с ЧПУ зависима от мощности, а именно:

  1. Для обработки ДСП, МДФ или фанеры достаточно мощности в 800 Вт.
  2. Если необходимо фрезой обработать дерево или цветные металлы, то мощности хватит в 1500 Вт.
  3. Обработка твердого металла, камня или бетона требует показателя мощности не менее 3000 Вт.

Количеством создаваемых оборотов несложно определить режим функционирования одно- или двухшпиндельного инструмента. Популярностью пользуются режимы гравировки, раскройки или фрезерования.

Выбор шпинделя также должен учитывает запас скорости вращения и мощности.

Устройство шпинделя

Конструктивно эта важная составляющая технического устройства выглядит следующим образом:

  • на вал из металла закрепляется фреза через натяг, оправку или цангу;
  • чтобы режущий инструмент был прочно закреплен, конец шпинделя имеет форму конуса;
  • само устройство расположено на каретке для обеспечения перемещения по трем координатным осям;
  • вращения передаются на фрезу, которая обеспечивает фрезерование отверстия по заданным параметрам.

Важные технические характеристики – это показатели мощности и количество оборотов режущего инструмента.

Работа фрезерного станка с ЧПУ зависима от мощности, а именно:

  1. Для обработки ДСП, МДФ или фанеры достаточно мощности в 800 Вт.
  2. Если необходимо фрезой обработать дерево или цветные металлы, то мощности хватит в 1500 Вт.
  3. Обработка твердого металла, камня или бетона требует показателя мощности не менее 3000 Вт.

Количеством создаваемых оборотов несложно определить режим функционирования одно- или двухшпиндельного инструмента. Популярностью пользуются режимы гравировки, раскройки или фрезерования.

Выбор шпинделя также должен учитывает запас скорости вращения и мощности.

Выбор типа шпинделя

Теперь представим конкретные разновидности, отметим их достоинства и характерные черты. Их следует учитывать при подборе детали.

Со встроенным электромотором (электрошпиндели)

Они:

  • Способствуют развитию очень высоких скоростей. При стандартных 18 000 – 24 000 оборотов в минуту, некоторые модели могут поддерживать и рабочие 120 тысяч об/мин.
  • Очень хорошо режут на больших скоростных режимах.
  • Имеют ограничения в нагрузках – оно продиктовано использованием небольших шариковых подшипников.
  • Не приспособлены для обратного хода. Отсутствие такой функции сильно затрудняет создание некоторых элементов, например, нарезку резьбы.
  • В качестве фиксаторов наиболее часто применяются конусы или цанговые зажимы.

Механические с внешним приводом

Они:

  • Имеют дело с намного меньшими скоростями. Стандартном можно считать от 300 до 8 000 оборотов в минуту. Это обусловлено тем, что довольно трудно привести в движение все подшипники, шестерни и прочие передающие движение элементы
  • Жесткость и нагрузочная способность больше. Почему? потому что можно использовать не только шарикоподшипники, но и более устойчивые – роликовые. Так что такое оборудование может быть использовано даже для силовой фрезеровки титана или других прочных металлов.
  • Есть обратная связь – при условии установки мотора с энкодером.
  • Применяются инструментальные конусы вместо цанг – последние не отвечают требованиям по жесткости фиксации.

Основные разновидности и назначение

Шпиндель является главным узлом на фрезерных станках всех типов. Его параметры входят в перечень основных технических характеристик оборудования. Режущий инструмент крепится на шпинделе и через него получает вращательный момент от основного привода.

Мощность узла во многом зависит от его конструкции. Все виды шпинделей условно делят:

  • домашние, до 1,5 кВТ;
  • промышленные, от 3 кВт.

Деление условное. На мощном оборудовании можно мастерить в гараже мебель и делать запчасти. На крупном предприятии массово делают гравировку, используя настольные станки.

Гравер

Шпиндель предназначен для выполнения гравировальных работ на станках с ЧПУ и других операций с малой глубиной обработки. Шпиндельный вал получает обороты непосредственно от двигателя. Скорость и мощность находятся в прямой зависимости. Крепление инструмента цанговое.

Гравером выполняют фрезерные работы:

  • обработка плат;
  • гравировка по металлу, стеклу и камню;
  • выполнение пропилов, пазов и других элементов глубиной до 1,5 мм на мелких деталях.

Граверы используют на фрезерных станках с ЧПУ для создания надписей, рисунков, других изображений по трафарету и программе. Производство деталей единичное и серийное.

Бормашинка

Отличается от гравера большой мощностью и патронным зажимом, устанавливаемым в конус шпинделя. Мощность узла стабильная, не зависит от оборотов.

Шпиндель типа бормашина устанавливается на оборудование для проведения работ:

  • глубокая гравировка;
  • создание 3D изображений;
  • изготовление объемных деталей из дерева и сплавов цветных металлов;
  • раскрой листов МДФ, ДСП, фанеры, пластика.

Шпиндель и ведущий вал стоят в одной оси, и соединены муфтой. Число оборотов регулируется на электродвигателе.

Справка! Бормашина работает тише гравера и выполняет глубокую обработку деталей.

DC-мотор

В одном корпусе находятся электродвигатель и шпиндельный вал, соединенные жестко. Применяются на станках с ЧПУ для обработки металлов и мягких материалов. Скорость вращения до 12000 об/мин, мощность 400 Вт. Крепление инструмента цанговое.

Преимущества DC-моторов:

  • отсутствие биения;
  • высокая точность;
  • низкий уровень шума.

Шпиндель конструкции DC-мотор устанавливают на фрезерные станки с револьверной головкой и коротким циклом операций. Регулировка оборотов инструмента производится через изменение режимов работы электромотора.

Важно! При большой скорости обработки, DC—мотор не относится к высокопроизводительному оборудованию. Время его работы несколько минут. Он быстро перегревается и требует остановки

Он быстро перегревается и требует остановки.

Прямошлифовальная машина

Вращательный момент с электродвигателя на шпиндель передается через редуктор. Мощность и частота вращения не регулируются. К прямошлифовальным машинкам имеется большой набор инструмента, которым выполняют:

  • зачистку наружных и внутренних поверхностей;
  • удаление заусенцев;
  • обработку углов и торцов;
  • фрезеровку по плоскости;
  • вырезку пазов.

При установке дисковой пилы, производится порезка и раскрой листовых заготовок из пластика, дерева, цветных металлов.

Важно! Режим работы станка с прямошлифовальным шпинделем, регулируется подачей стола и глубиной реза

Профессиональный

Профессиональный узел предназначен для длительной работы с большими нагрузками. Он отличается от маломощных моделей:

  • имеет водяное охлаждение;
  • шпиндельный вал закреплен в шарикоподшипниках;
  • вращение передается через многоступенчатую коробку скоростей;
  • работает тихо.

Достоинство узла заключается в отсутствии в нем щеток. Они быстро изнашиваются, искрят и способствуют нагреву шпинделя.

Важно! Профессиональные шпиндели работают от трехфазного тока. Для установки их на домашнем оборудовании, требуется частотный преобразователь

Угол конуса

Важным показателем при построении различных чертежей считается угол конуса. Он определяется соотношение большого диаметра к меньшему. Высчитывается этот показатель по следующим причинам:

  1. На момент обработки мастер должен учитывать этот показатель, так как он позволяет получить требуемое изделие с высокой точностью размеров. В большинстве случаев обработка проводится именно при учете угла, а не показателей большого и малого диаметра.
  2. Угол конуса рассчитывается на момент разработки проекта. Этот показатель наносится на чертеж или отображается в специальной таблице, которая содержит всю необходимую информацию. Оператор станка или мастер не проводит расчеты на месте производства, вся информация должна быть указана в разработанной технологической карте.
  3. Проверка качества изделия зачастую проводится по малому и большему основанию, но также могут применяться инструменты, по которым определяется показатель конусности.

Как ранее было отмечено, в машиностроительной области показатель стандартизирован. В другой области значение может существенно отличаться от установленных стандартов. Некоторые изделия характеризуются ступенчатым расположение поверхностей. В этом случае провести расчеты достаточно сложно, так как есть промежуточный диаметр.

Конусы Морзе и метрические с резьбовым отверстием

Для надёжной фиксации инструмента, как например фрез, применяется конус Морзе с внутренним резьбовым отверстием. Фиксирование (затягивание) выполняется с помощью штревеля, или болтом, если инструмент устанавливается в переходную втулку. Данная конструкция также способствует быстрой и удобной замене инструмента путём выжимания конусного хвостовика.

Основные размеры наружных инструментальных метрических и Морзе конусов с резьбовым отверстием

Наименование
конуса

N конуса

Конусность

D, мм

D1, мм

d, мм

l, мм

Lmax, мм

tmax, мм

M

t1, min, мм

Морзе

1

1:20,047

12,065

12,2

9

3,5

57

5

M6

16

2

1:20,020

17,780

18

14

5

69

M10

24

3

1:19,992

23,825

24,1

19

86

7

M12

28

4

1:19,254

31,267

31,6

25

6,5

109

9

M16

32

5

1:19,002

44,399

44,7

35,7

136

10

M20

40

6

1:19,180

63,348

63,8

51

8

190

16

M24

50

Метрический

80

1:20

80

80,4

67

8

204

24

M30

65

100

100

100,5

85

10

242

30

M36

80

120

120

120,6

102

12

280

36

160

160

160,8

138

16

356

48

M48

100

200

200

201

174

20

432

60

Конструкция шпинделей сверлильных, сверлильно-фрезерных, и некоторых типов других станков для надёжной фиксации режущего инструмента и предотвращения проворачивания имеет паз для лапки конуса. Сквозное поперечное отверстие предназначено для установки в паз клина, и нетрудного извлечения конусной оправки инструмента.

Конусы Морзе и метрические с лапкой

Основные размеры наружных инструментальных метрических и Морзе конусов

Наименование
конуса

N конуса

Конусность

D, мм

D1, мм

d1, мм

a, мм

Lmax, мм

lmax, мм

emax, мм

Метрический

4

1:20

4

4,1

2

6

6

6,2

3

Морзе

1:19,212

9,045

9,2

6,1

3

59,5

56,5

10,5

1

1:20,047

12,065

12,2

9

3,5

65,5

62

13,5

2

1:20,020

17,780

18

14

5

80

75

16

3

1:19,992

23,825

24,1

19,1

99

94

20

4

1:19,254

31,267

31,6

24,5

6,5

124

117,5

24

5

1:19,002

44,399

44,7

35,7

156

149,5

29

6

1:19,180

63,348

63,8

51

8

218

210

40

Метрический

80

1:20

80

80,4

69

8

228

220

48

100

100

100,5

87

10

270

260

58

120

120

120,6

105

12

312

300

68

160

160

160,8

141

16

396

380

88

200

200

201

177

20

480

460

108

Основные размеры внутренних инструментальных метрических и Морзе конусовДиаметры D1 и d1 являются теоретически-расчётными и зависят от номинальных размеров D, a и l. Основные размеры укороченных конусов Морзе

Наименование
конуса

N конуса

Конусность

D, мм

g, мм

h, мм

l1, мм

Метрический

4

1:20

4

2,2

8

21

6

6

3,2

12

29

Морзе

1:19,212

9,045

3,9

15

49

1

1:20,047

12,065

5,2

19

52

2

1:20,020

17,780

6,3

22

62

3

1:19,992

23,825

7,9

27

78

4

1:19,254

31,267

11,9

32

98

5

1:19,002

44,399

15,9

38

125

6

1:19,180

63,348

19

47

177

Метрический

80

1:20

80

26

52

186

100

100

32

60

220

120

120

38

70

254

160

160

50

90

321

200

200

62

110

388

Укороченные конусы Морзе

По причине избыточности длины конуса Морзе при некотором его применении, был образован стандарт укороченных конусов. В обозначении конуса находится значение наибольшего диаметра образованного после уменьшения длины при сохранении соотношения. Таким образом девять типоразмеров укороченных конусов, В7, В10, В12, В16, В18, В22, В24, В32, В45 получили распространение при установке сверлильных патронов и другого инструмента.

Значения диаметров D1 и d1 являются теоретически-расчётными и зависят от номинальных размеров D и L.

Наименование
конуса

N конуса Морзе

D, мм

D1, мм

d1, мм

amax, мм

L, мм

M

l1, мм

B7

7,067

7,2

6,5

3,0

11,0

B10

1

10,094

10,3

9,4

3,5

14,5

B12

12,065

12,2

11,1

18,5

М6

16,0

B16

2

15,733

16,0

14,5

5,0

24,0

B18

17,780

18,0

16,2

32,0

М10

24,0

B22

3

21,793

22,0

19,8

40,5

B24

23,825

24,1

21,3

50,5

М12

28,0

B32

4

31,267

31,6

28,6

6,5

51,0

М16

32,0

B45

5

44,399

44,7

41,0

64,5

М20

4

Наша компания предлагает качественный инструмент по доступным ценам. Почему стоит покупать именно у TOOLSUA?

– Мы работаем напрямую с производителями, что позволяет избежать различных наценок от перекупщиков.

– Все наши инструменты изготовлены в соответствие с ГОСТами или другими стандартами качества.

– Мы постоянно сотрудничаем с крупнейшими предприятиями Украины, что подтверждает качество нашей продукции.

– Наш склад постоянно пополняется новым ассортиментом товара. Много продукции есть в наличии, что позволяет сделать отправку в день заказа.

– На нашем сайте постоянно проходят различные акции и скидки – это позволяет осуществлять покупки по приятным ценам и получать инструмент в подарок.

Технические параметры

Рассматриваемое устройство отличается неограниченным количеством свойств. Основными техническими спецификами станка для фрезеровочных работ по металлу можно назвать приведенные ниже моменты:

  1. Мощность. В большинстве случаев параметр мощности связана с параметрами поставленного электродвигателя. Меряется критерий в Вт, может варьировать в довольно обширном диапазоне. Выбор по мощности проходит в согласии с сферой использования станка.
  2. Скорость вращения. Шпиндель станка для фрезеровочных работ может вращаться с разной скоростью. При этом самые новые модели отличаются тем, что могут менять частоту вращения ступенчато или медленно.

Шпиндельный станок для фрезеровальных работ также классифицируется по сфере использования. В зависимости от параметра мощности выделяют следующие модели:

  1. Для обработки полимерных материалов и Дсп, а еще МДФ подойдут модели, мощность которых составляет 800 Вт. Они обходятся в относительно маленькую сумму, как правило ставятся в мастерской дома.
  2. Дерево, мягкие разноцветные сплавы, текстолит отличаются очень высокой степенью обрабатываемости. Собственно поэтому рекомендованная мощность станка составляет 1500 Вт.
  3. Распространенные стали, камень и твёрдые сплавы могут подвергаться обработке механическим путем при мощности 3000 Вт. Этого вполне хватает, чтобы фреза врезалась в материалы с очень высокой твердостью.

Необходимо помнить про то, что слишком большая мощность не всегда считается преимуществом оборудования. Это связан с большим коэффициентом потребления энергии и ценой

При подборе часто уделяют внимание и ступенчатости проводимой регулировки

Разные схемы фрезеровочных станков также обуславливают следующие характеристики:

  1. Критерий КПД достигает до 95%. Благодаря этому значительно уменьшаются энергетические расходы, увеличивается результативность использования станков.
  2. Высокая прочность и надежность. При качественном изготовлении устройство скорее всего прослужит в течении очень длительного периода.
  3. Особенности конструкции дают возможность использовать оборудование в течении долгого периода без остановок. Это связано с наличием системы охлаждения.

В большинстве случаев характеристики эксплуатации шпинделя зависят от сфере использования, необходимой точности обработки. По мимо этого, очень высокая степень обрабатываемости обеспечивается за счёт охлаждения.

Толщина плитки с клеем на стену и пол минимальная толщина клея, как рассчитать

Как производится регулировка и ремонт шпинделя

Обкатка или регулировка шпинделя, осуществляют следующим образом: нужно выполнить пять циклов каждый по двадцать минут. При этом необходимо делать перерывы между циклами по примерно две минуты.

Если же режимы работы были нарушены, а также если воздух в помещении, где выполняются работы, был сильно загрязнён пылью и грязью, то трущиеся поверхности достаточно быстро приходят в негодность, смазка, которая заливается ещё при производстве и должна служить на протяжении всего срока работ, начинает терять свои свойства.

Из-за этого трения начинает вызывать сильное повышение температуры и подшипники, после некоторого времени такой работы, приходят в негодность и больше не могут выполнять возложенные на них функции.

Чтобы избежать такого печального развития событий, нужно при первых признаках перегрева, а также при появлении вибраций и необычных звуков, шпиндельного узла немедленно прекратить работу с заготовкой и в срочном порядке произвести техническое обслуживание шпинделя. Оно состоит из: снятия защиты со шпиндельного узла, очистки и смазывания новой, качественной смазкой, которая предназначена для высоких скоростей.

Важно!

Не стоит забывать про выбор марки, так как она зависит от того, какой вид шпинделя и подшипника используется.

Шпиндели для станка с ЧПУ

  • Как выбрать привод шпинделя?
  • Выбор типа охлаждения шпинделя
  • Выбор скорости и мощности шпинделя

Применение бесколлекторных шпинделей

К изобретению бесколлекторных шпинделей инженеров привела потребность в высокоскоростной обработке. Шпиндели на основе электрического бесщеточного (BLDC) двигателя используются для гравировки, фрезерования и сверления разных материалов. Конструкция подобных шпинделей основывается на роторе с постоянными магнитами и статора с обмотками.

Принцип работы бесколлекторных шпинделей

Чаще всего бесколлекторные (бесщеточные) шпиндели работают на основе трехфазного двигателя. Принцип работы бесколлекторных шпинделей на подобном двигателе прост: короткозамкнутый ротор со своим магнитным полем помещается в бегущее магнитное поле трехфазного статора. Ротор начинает вращаться из-за взаимодействия своего магнитного поля и поля статора, с немного меньшей скоростью. Подобная конструкция шпинделя позволяет обрабатывать материалы на высоких скоростях, и это происходит за счет следующих факторов:

  • уменьшенный вес ротора, достигнутый использованием легких материалов с выраженными магнитными свойствами, позволяет шпинделю выдавать большее количество оборотов в минуту;
  • вытянутая цилиндрическая форма шпинделя позволяет наиболее эффективно использовать производительность устройства и повысить его КПД при компактных размерах устройства. Благодаря этому, современный бесщеточный шпиндель имеет компактные размеры при низкой потребляемой мощности. Подобный шпиндель был бы очень подходящим при использовании в настольном ЧПУ станке по металлу при обработке стали, чугуна, дерева, пластика, драг. камней и других, самых различных, материалов.

Регулирование скорости бесщеточного шпинделя

Скорость бесколлекторного шпинделя регулируется преобразованием частоты 3-хфазного тока и напряжения. С этой целью используются частотные преобразователи, которые всегда используются с двигателями асинхронного типа. Важная памятка: мощность шпинделя и частотного преобразователя должны совпадать.

Цены на бесщеточные шпиндели существенно разнятся на рынке станкооборудования. DARXTON предлагает купить бесколлекторный шпиндель по приятной цене. Если у вас появились вопросы, свяжитесь с нашими специалистами по почте info@darxton.ru

1 Общие сведения о шпинделях

Шпиндель, по сути, это обыкновенный вращающийся вал, который прикреплен к элементу фрезерного станка по металлу и дереву с ЧПУ. Этот механизм для фрезерного станка является двигателем передачи так называемого вращательного движения от прибора скоростей на станочную фрезу, являющуюся главным режущим инструментом.

Именно от точности вращения вала, а также от виброустойчивости его бесколлекторного двигателя, зависит то, насколько точной и аккуратной будет происходить обработка деталей и запчастей станком с ЧПУ по металлу и дереву.

На самодельный или заводской фрезерный станок по металлу и дереву с системой ЧПУ шпиндель устанавливают на специальном подвижном портале, который в процессе работы перемещает шпиндель вместе с закрепленной в нем цангой по трем осям: в плоскости станочного стола и по оси «Z» (то есть, в глубину).

Станок с тремя шпинделями по 2,2кВт

Проще говоря, движение передает станочной фрезе через узел, без возможных дополнительных искажений от передаточных станочных механизмов.

1.1 Технические параметры

Шпинделя различаются как по техническим параметрам, так и по предназначению, существует:

  • двухшпиндельный фрезерный станок с ЧПУ (для фрезерного станка с ЧПУ по дереву и металлу);
  • с вертикально-поворотным действием (для произведения сложных работ своими руками по дереву и металлу на фрезерных установках с системой ЧПУ);
  • электрошпиндель (в том числе и самодельный, изготовленный своими руками);
  • самодельный, сделанный своими руками электрошпиндель или шпиндель с вертикально-поворотным механизмом работы. Как правило, данные детали, сделанные своими руками, имеют достаточно малый эксплуатационный срок и им нужен постоянный ремонт;
  • шпиндель для обработки торца. В такой модели головка шпинделя соединена двумя твердосплавными кассетами, а также головка оснащена двумя кассетами для обработки фаски с заданным углом.

Кроме того, валы для фрезерного станка различаются еще по затрачиваемой мощности и предельно возможному количеству совершаемых оборотов.

Образец работы фрезерного станка

Предельно возможное количество совершаемых оборотов определяется имеющимся де-факто режимом эксплуатации и работы станка и его сферы применения:

  • гравирование;
  • раскрой;
  • фрезеровка.

Более того, имеются дополнительные режимы, где попросту неизбежно привлечение дополнительного инструментария. В целом же, для гравировальных работ чаще всего пользуются вертикально-поворотным шпинделем.

Для скоростной фрезеровки вертикально, наиболее предпочтителен электрошпиндель (в том числе самодельный электрошпиндель, произведенный своими руками).

Затрачиваемая мощность шпинделя полностью зависит от типа расходного материала. Например, мощности в 800 Вт будет более чем достаточно для точной и скоростной обработки картона и фанеры, тогда как шпиндель имеющий мощность в 1,5 кВт (двухшпиндельный вариант) идеально подойдет для фрезерной обработки пластика, древесины и различных тонких металлов.

Модель с мощностью 3-4 кВт и вертикально-поворотным механизмом работы будет наиболее предпочтительна для скоростной и точной обработки каменных элементов.

Шпиндель фрезерного станка с ЧПУ с воздушным охлажденим

Узел частотного преобразователя станка (инвертор) без вала работать не может, и именно поэтому, дабы не допустить перебоев и различных поломок, требующих затем дорогостоящий и долгий ремонт, мощности двух этих механизмов всегда должны быть абсолютно идентичными.

Важно понимать, что в случае необходимости замены шпинделя (например, если производится ремонт) с небольшими рабочими оборотами на куда более мощный, обязательно следует убедиться в том, что был заменен и узел частотного преобразователя (инвертор)

1.2 Преимущества применения

Основные и наиболее значимые преимущества шпинделей следующие:

  • предельно высокий коэффициент полезного действия (так называемый КПД), который достигает отметки в 80-95%;
  • прочные элементы конструкции. Шпиндель весьма износоустойчив и прочен. Головка шпинделей новейших моделей и их внешняя оболочка сделана из бронзы и ей редко нужен ремонт;
  • высокий эксплуатационный срок работы механических элементов шпинделя (головка, механизм крепежа и так далее), не требующих частый ремонт.

И все это благодаря тому, что как обычные шпиндели, так и шпиндели вертикально с двумя головками не имеют трущихся или же истирающихся элементов и у них почти полностью отсутствует эффект размагничивания магнитных элементов (головка, ротор и так далее).

Как подобрать шпиндель фрезерного станка по мощности

Как говорят опытные фрезеровщики: «При выборе шпинделя, нужно помнить правило о том, что чем больше скорость вращения двигателя, тем функциональнее становится оборудование». При выборе шпинделя для фрезерного станка, в первую очередь, нужно учитывать количество совершаемых оборотов:

  1. Для сверловки и гравировки оптимальная мощность шпинделя — 600 Вт.
  2. Для фрезерования металла — от 600 до 1400 Вт.
  3. Если станок будет модернизироваться со временем или через него будут пропускаться детали, изготавливаемые из твердой стали, требуется выбирать мощность более 1600 Вт.

Шпиндель для ЧПУ. Мое мнение

При работе на больших оборотах, нельзя забывать про хорошую систему охлаждения.

Шпиндель для обработки металла

Инструкция по эксплуатации

Перед тем, как вообще использовать шпиндель с токарным патроном для работы с заготовками, необходимо провести обкатку, о которой чуть позже.

После того, как обкатка была завершена, можно приступать к самой работе. Если в шпиндельном узле используются подшипники, то их смазывают специальной смазкой, которая помогает использовать возможности шпинделя по полной на высокой скорости.

Это позволяет шпиндельным узлам служить на протяжении всего времени, которое им отводят производители. Конструкция шпинделя сделана так, чтобы эта замазка могла смазывать все движущиеся части, при этом не позволяя ей выбраться из подшипника.

Также, благодаря конструкции, не только смазка не может выбраться наружу, но и различная грязь не сможет забраться внутрь шпиндельного узла.

Промывку необходимо производить с тщательным соблюдением мер обеспечения чистоты рабочего места и инструментов. При промывке подшипника, в случае констатации предельных или запредельных люфтов, а также износа беговых дорожек или выкрашивании текстолитового сепаратора, рекомендуется произвести полную замену подшипников шпинделя.

Кроме, выше указанного, в ряде случаев, когда шпиндель имеет высокую степень технологической загрузки, а режим его работы относится или близок к категории «круглосуточный», замену смазки в подшипниках следует производить по истечении определённого эмпирическим путем периода времени работы шпинделя.

Ремонт

При поломке шпинделя с двигателем все сложнее. Механическая часть может подлежать ремонту. Если сгорел электродвигатель, оценивается характер неисправности и целесообразность ремонта в каждом отдельном случае. Это зависит от характера поломки, типа двигателя, стоимости запасных частей, ремонта и нового шпинделя в сборе.

Как видно, на разных моделях фрезерных станков редко встречаются одинаковые шпиндели. Но при современной унификации производства вполне возможен вариант, когда на самых разных станках стоят стандартные модели с встроенным электродвигателем от одного ведущего мирового производителя. В любом случае, на каждом конкретном станке при ремонте, обслуживании или замене этого узла требуется изучение его особенностей и характеристик.

Шпиндельный узел для ЧПУ

Конструкция шпинделя на станках с ЧПУ отличается от обычных. Есть, как традиционного исполнения, с приводом от отдельно стоящего электродвигателя через коробку передач, так и с системами поворота фрезы.

Отдельный распространённый на небольших современных станках вид – шпиндель с автономным приводом.

Шпиндель с двигателем мощностью 1,5 кВт.

Применяется на станках, где фреза перемещается относительно заготовки в разных плоскостях. При этом передать вращение от двигателя и коробки скоростей механически затруднительно, так как положение шпинделя относительно станины постоянно меняется.

Примерные характеристики такого шпинделя для небольшого станка в домашней мастерской:

  • мощность двигателя 500 Вт;
  • число оборотов 12 000 об/мин;
  • воздушное охлаждение;
  • электрическая регулировка оборотов (без коробки скоростей);
  • биение вала 0,01 – 0,003 мм.

На более мощных станках идет более мощный двигатель, до 9 кВт, иногда он имеет водяную систему охлаждения.

Автономный двигатель на 3 шпиндельном станке

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий