Шпиндель для фрезерного станка

Содержание

Шпиндель станка: что это такое и для чего он нужен

Давно занимаетесь металлообработкой или только начинаете изучать теорию? Мы поможем разобраться с базовыми навыками. В статье расскажем о шпинделе станка: что это такое, покажем фото держателя инструмента и поговорим о том, как с ним работать.

Шпиндели электрические

Шпиндели жидкостного (водного) охлаждения

Общие сведения о шпинделях по металлу для фрезерного станка с ЧПУ

Любой фрезерный станок по металлу и дереву с ЧПУ оборудован шпинделем (в переводе с немецкого слова «Spindel», то есть «веретено»), специальным устройством, представляющим собой вращающий вал, который передает вращательное движение фрезе, главному рабочему механизму станка.

Шпиндель для фрезерного станка

Шпиндель для фрезерного станка

Что такое шпиндель для фрезерного станка, обзор видов

Шпиндель – это один из необходимых узлов, который обязательно используется на всех без исключения фрезерных станках. В зависимости от конструкции, габаритов, мощности, назначения фрезера, они сильно отличаются друг от друга. Но функция одинакова на всех станках – фиксировать фрезу и придавать ей вращение.

Виды, характеристики и критерии выбора шпинделя для домашнего и промышленного оборудования

Шпиндель является основным рабочим узлом электроинструмента и фрезерного оборудования. От его конструкции и мощности зависит, производительность работы, и какие операции он сможет выполнять.

Для каждого технологического процесса подходит определенный тип шпиндельных узлов. При выборе необходимо учитывать ряд характеристик оборудования. Любители мастерить могут сделать простой шпиндель самостоятельно, в домашних условиях.

shpind-dly-frez-1

Фрезерные станки с ЧПУ с поворотным шпинделем

Фрезерный ЧПУ станок с поворотным шпинделем – оборудование для высококачественной и точной обработки материала в домашних и производственных условиях.

  • Конструкция и особенности
  • Классификация
  • Бормашинка
  • DC – мотор
  • Прямошлифовальная машина
  • Фрезер Sparky
  • Фрезер Kress
  • Профессиональный шпиндель
  • Преимущества
  • Особенности выбора
  • Обслуживание

Фрезерные станки с ЧПУ с поворотным шпинделем – оборудование, предназначенное для точной и качественной обработки материала. Шпиндель – один из наиболее важных элементов прибора, позволяющий ему бесперебойно выполнять свою задачу. Эта деталь используется для закрепления инструмента, осуществляющего резку. Она обеспечивает его вращательными функциями, и улучшает производительность.

Выбираем шпиндели для фрезерных станков

Выбирать шпиндели для фрезерных станков приходится и в заводской цех, и в небольшую мастерскую. Необходимо знать, какие шпиндели нужны для станков с ЧПУ по дереву и другим материалам, как производится регулировка подшипников и вращение шпиндельной головки, каково устройство мотора-шпинделя. Еще следует разобраться, конечно, и с охлаждением этого агрегата.

Электрические шпиндели для станков с программным управлением

Шпиндель – главный рабочий орган фрезерного станка с ЧПУ (непосредственно на предприятиях иногда используется название «главный привод»). Отличается от серийных электродвигателей бытового и промышленного применения характеристиками и конструкционными особенностями исполнения:

  • максимальное количество оборотов у шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ выше;
  • на эти двигатели устанавливаются системы принудительного охлаждения;
  • поскольку ось шпинделя сильнее нагружается в радиальном направлении, в нем используются усиленные радиальные подшипники.

Классификация

Их можно разбить на 2 небольших группы – это домашние и промышленные:

  1. К домашним относятся различные бормашины, маленькие бытовые фрезеры или дрели.
  2. К промышленным же относят двигателя, рассчитанные выдерживать высокие нагрузки в процессе работы, имеющие керамические подшипники и, зачастую оснащенные сложной системой жидкостного или воздушного охлаждения и системой подачи смазки непосредственно на участки с большим уровнем трения и нагрева.

При использовании в домашнем станке ЧПУ дрели в роли шпинделя, необходимо понимать, что ее подшипники не рассчитаны на высокую боковую нагрузку и очень быстро начнут «выть», что может привести к высокому нагреву обмоток, уменьшению мощности на валу, и в последствии такой шпиндель просто сгорит.

В данном случае охлаждение не поможет, и необходимо дорабатывать саму дрель, а именно: заменить шариковый подшипник вала на роликовый (желательно с керамическими роликами), жестко зафиксировать его в корпусе и позаботится о постоянном наличии смазки в нем.

конусы шпинделей фрезерных станков с чпу

Конструкция и особенности

Шпинель имеется в конструкции любого станка, предназначенного для фрезерования металла и дерева. Шпиндельный прибор производится в виде вращающегося вала. Фреза получает вращательные движения от шпинделя, благодаря чему аппарат исправно функционирует.

Главный инструмент станка, осуществляющий основную работу, связан с состоянием шпинделя. Без него фреза ЧПУ будет работать некачественно. Используя фрезерный станок, следует знать не только предназначение шпинделя, но и конструкцию поворотной системы. В случае неисправности этой детали, использовать аппарат не рекомендуется.

Устройство соединено с общей конструкцией станка. Количество передающихся оборотов регулируется прибором скоростей. Качество и точность фрезерных работ зависят от того, насколько устойчивым к вибрации является бесколлекторный двигатель. Независимо от того, был ли изготовлен ЧПУ станок на заводе или своими руками, для установки шпинделя отводится специальный подвижный портал.

Эта часть комплектации отвечает за перемещение элемента. Перемещение осуществляется по:

  • оси стола для установки станка;
  • в глубину по оси «зед».

Станочная фреза получает движение благодаря наличию специального узла. Шпиндель минимизирует возможность возникновения искажений, повышая точность производства.

внешний вид фрезерного станка чпу с поворотным шпинделем

Принцип работы шпинделя и из чего он состоит

Практически все оборудование с данным элементом заключается в применении режущей кромки по подготовленному материалу. Конструктивная особенность вала в том, что можно производить надежную фиксацию инструмента в одном из режимов работы станка – в силовом или скоростном. Во втором случае основная задача аппарата заключается в том, чтобы в максимально короткие сроки срезать верхний слой с поверхности обрабатываемой заготовки. У скоростного принципа работы есть свои особенные черты:

  • Увеличивается производительность. Перед тем как просто выбрать высокую частоту вращения, необходимо провести измерения и занести все параметры в технологическую карту.
  • Максимальное распространение данный вариант получил в случае финишного точения или при тонкой фрезерной обработки, поскольку нужно снимать только крайне тонкий слой на высокой скорости.
  • Наиболее частый тип исполнения – это асинхронный двигатель с ременной или зубчатой передачей.
  • Но иногда элемента-посредника попросту нет. Но из-за этого нельзя давать на аппарат слишком большое усилие, это грозит перегрузкой мотора. Но это еще и существенно уменьшает минимальные размеры всей установки, поэтому технология прямого подключения применяется в различных ручных электроинструментах.

Вторая категория – силовые аппараты – имеют следующие характерные черты изготовления и эксплуатации:

  • Между резцом (сверлом) и самим крепежным устройством электрошпинделя необходимо вставлять втулки – это прокладки конической формы, которые существенно увеличивают положительные качества изделия и снижают вибрации, хорошо влияют на прочность. Их необходимо выбирать в зависимости от хвостовика – диаметра и типа.
  • Не рекомендуется подключение напрямую к мотору, так как переменная нагрузка выводит его из строя. Основной способ передач – клиноременная или с помощью шестерен.

что такое шпиндель

Как подобрать шпиндель под конкретные задачи

Основные критерии выбора при проведении модернизации станка – требования к мощности шпинделя и диапазону скоростей вращения. Причем рассматривать эти требования нужно в комплексе. Численные характеристики первого показателя определяются обрабатываемыми на станке материалами и развиваемым им усилием резания.

Для фрезерования металла фрезами диаметром свыше 4 мм нужен шпиндель мощностью выше 2 кВт. Но есть один нюанс. Если обеспечиваемый приводами момент и прочность рамы станка и портала не дают применять силовое фрезерование (большая глубина резания, средние обороты, малые подачи), то используется скоростное фрезерование (ускоренные проходы с малым заглублением инструмента в материал), в этом случае мощность не так важна.

Выбор скорости вращения шпинделя зависит от материала, который обрабатывается на станке, и типа используемого инструмента. При работе по металлу твердосплавная фреза диаметром 4 мм отработает на 10000 оборотов в минуту, но быстрорежущая таких режимов не выдержит даже при фрезеровании с малой глубиной резания и сгорит.

Точка зрения «для обработки дерева нужны высокие обороты» не всегда оправдана – при малых подачах нарушается нормальное стружкообразование и образуется мелкодисперсная пыль, попадание которой между материалом и фрезой приводит к повышению температуры в зоне резания.

В среднем для фрезерования хватает 8000-12000 оборотов в минуту, для гравировки – минимум 20000.

Особенности шпинделя зависимо от вида

В основном, во время работы фрезерных станков, все нагрузки перпендикулярны оси шпинделя, а параллельные нагрузки появляются только в момент врезки в тело заготовки. Именно поэтому, необходимо выбирать двигатель, который сможет выдерживать такие нагрузки на протяжении большого периода времени, поскольку работа фрезерных станков может быть непрерывной в течении суток и даже более.

Шпиндели, предназначенные для промышленных целей, не нуждаются в постоянной чистке и смазке подшипников на всем сроке эксплуатации, но, если вы начинаете замечать посторонние звуки в его работе на холостом ходу, лучше все же разобрать корпус двигателя, выдуть изнутри сжатым воздухом все загрязнения (если таковые присутствуют) и хорошо смазать подшипник специальной смазкой, не теряющей своих свойств при высоких температурах.

Помимо всего, промышленный шпиндель оснащен качественным цанговым патроном, имеющим минимальное биение при работе, обеспечивая необходимую точность обработки, минимальную разницу между фактическим и реальным размером фрезы и позволяющий зажимать фрезы с обычным цилиндрическим хвостовиком.

Цанговые зажимы

В основном, самыми распространенными являются цанги типа ER11 и ER16, в которую становится сверло или фреза с диаметром хвостовой части от 2.5 до 3.2 мм, даже если она сделана конусом. Также существуют и патроны, рассчитанные под больший диаметр инструмента, но они используются при грубой обработке металла или фрезеровке по стали и имеют отверстие под зажим инструмента 6 и более миллиметров.

шпиндель для чпу фрезера

Почему нельзя установить ее на мой домашний станок с ЧПУ, спросите вы?

Если зажать фрезу диаметром 2 мм с диаметром хвостовика 3.2 мм в цанговый патрон, то при обработке вы практически не заметите разницы, но, если установить на любительский станок фрезу, диаметром 10 мм и хвостовиком 3.2 мм, то легко можно деформировать направляющие, поскольку нагрузка на них в таком случае возрастает в разы. В станке все детали должны идеально сочетаться друг с другом, в противном случае с ним будет больше проблем, чем качественной работы. Поэтому рекомендуем вам остановить свой выбор на цанге EP-13, ее вполне хватает для небольших объемов работ и к ней подходит практически любой рабочий инструмент, применяющийся в обработке различных материалов.

Изготовление

Чтобы самостоятельно изготовить устройство для фрезерного станка с ЧПУ по дереву необходимо учесть, что конструкция должна воспринимать не одни осевые, но и боковые нагрузки. Зачастую приобретают для этих целей коллекторные двигатели, они дешевые по цене и функционируют на больших скоростях, но переключив их на низкие скорости, они теряют параметры мощности. Чтобы не возникало подобных проблем, на самодельных шпинделях, устанавливается бесколлекторный движок.

В качестве основы предлагается взять дешевый фрезерный станок с числовым программным управлением.

Для конструирования устройства шпинделя потребуется:

  • электродвигатель (можно применить марку NTM серия 50-50, 5800 об/мин и мощностью 2 кВт);
  • конусообразный вал;
  • контроллер для электродвигателя;
  • 2 подшипника;
  • зажим в виде цанги;
  • прибор для определения работоспособности, в том числе вычисления скоростных характеристик при вращении, углов наклона, шагов. Это устройство называется сервотестер.

Последний можно приобрести по низкой цене, важно лишь при выборе принять во внимание удобство крепления.

  1. В конструктивном исполнении двигателя имеются два подшипника качения. На вал тоже следует установить два подшипника при помощи держателей. На удлиненном вале устанавливается цанговый зажим для закрепления фрезы. Такое приспособление отлично решает вопрос возникающих боковых нагрузок, которые могут возникнуть не только во время фрезерования металла, но и обработке дерева.
  2. Установка контроллера на самодельном устройстве способствует стабилизации крутящих моментов в случаях изменения нагрузки. Это необходимо при производстве чистовых операций.

Стабильность работы самодельного шпинделя можно регулировать за счет сервотестера.

шпиндель на станке чпу

Система охлаждения

Не важно, самодельный шпиндель или приобретенный, в конструкции обязательно должна быть предусмотрена система охлаждения.

Последнюю рекомендуется применять заводского изготовления.

  1. Водяная. В корпусе имеются отверстия, специально предусмотренные для прохода воды. От нагрева металла выделяется тепло, которое принимает вода. Теплая жидкость выливается в емкость. Последняя зачатую мешает при обслуживании и ремонтах станка, поэтому наиболее распространен иной вид охлаждения.
  2. Воздушная. Воздухозаборники способствуют обдуванию подвергаемых нагреву элементов. Но недостаток существует и у этого устройства – фильтры быстро загрязняются, и их следует постоянно чистить. Но шпиндели, установленные на фрезерном станке при данной системе охлаждения, прослужат намного дольше.

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

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.

Нельзя использовать клиноременную или зубчатую передачу. Лучшее техническое решение при этом – установка электродвигателя в самом шпинделе. Такое же решение применяется на станках с одним или несколькими шпинделями (фрезами).

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

Автономный двигатель на 3 шпиндельном станке

Применение шпинделя: для чего он нужен

Для начала отметим, что сфера использования настолько широка, насколько много различного оборудования для металлообработки и обработки дерева, пластика. Если основное назначение детали заключается в том, чтобы держать оснастку, то и, соответственно, применение исходит из особенностей инструментария:

  • Каждый электроинструмент, имеющий насадку, не обходится без электрошпинделя в качестве держателя.
  • Необходим узел для фрезерных и токарных станков – они, в свою очередь, имеют очень широкое распространение, так как с их помощью можно создать многочисленные изделия.
  • Фиксация проката для его обработки – это еще одно назначение.

Но самой главной функцией остается фиксация оснастки. Причем надежность крепления такая высокая, что она позволяет достигать максимальных вращений и предельной осевой нагрузки на вал.

Водяное охлаждение или воздушное

Тип охлаждения шпинделя определяется спецификой решаемых на станке задач. Воздушное охлаждение отличается повышенным уровнем шума и резким падением эффективности при переходе на низкие обороты из-за замедления вращения крыльчатки, прогоняющей воздух через рубашку шпинделя. Особенно это критично при работе по металлу, поскольку потребляемая мощность возрастает и двигатель нагревается еще сильнее. Водяное дороже, но эффективнее, поскольку температура носителя не зависит от частоты вращения ротора.

О достоинствах шпинделей

Самодельная конструкция предполагает применение станка с наклонным шпинделем.

  1. Оснащение станка недорогостоящими зажимными устройствами.
  2. Схемы изготовления несложно найти в интернет – ресурсах.
  3. Простота конструкторского решения.
  4. Дополнительное оснащение любыми элементами соответствующих параметров.

Если нет уверенности, что выполненный своими руками шпиндель по металлу для ЧПУ или по дереву не будет работать эффективно, то чтобы избежать риска, можно приобрести изделие заводского производства.

самодельный шпиндель для чпу станка на столе

Они также обладают рядом преимуществ:

  • высокая производительность, КПД достигает 95%;
  • надежность конструкции, то есть может функционировать при больших нагрузках и выполнять обработку материалов из камня, металла или дерева;
  • бронзовая головка обладает большим ресурсом работы;
  • период эксплуатации продолжительный, исключающий ремонт.

Выбор шпинделя осуществляется в соответствии с техническими характеристиками станка.

Фрезерный станок с ЧПУ Comagrav MT Profi XL

Для станков по дереву

На деревообрабатывающих фрезерах применяются конструктивно практически такие же шпиндели, как и на металлообрабатывающих. На простых станках используются прямые валы с патроном или цангой для зажима фрезы. Также валы с резьбовым зажимом под насадные фрезы.

шпиндель простого фрезера по дереву с дисковой насадной фрезой

На изображении – шпиндель простого фрезера по дереву с дисковой насадной фрезой.

На них насаживаются фрезы самого разного профиля, под выборку паз/шип для вагонки, плинтусного профиля, шипы для сращивания, обработки цилиндрических деталей за два прохода (с двух сторон по полукругу) и т.д.

На современных деревообрабатывающих фрезерах с программным управлением применяются сложные шпиндели с собственным электродвигателем, описанные выше.

Особенность шпинделей для деревообработки в более высоких оборотах. При этом смазка в подшипниках склонна к перегреву, поэтому применяются термостойкие смазки для высокооборотных узлов.

Преимущества

Использование шпинделей обеспечивает станок целым рядом преимуществ:

  • повышает КПД при использовании рабочего агрегата;
  • усиливает прочность комплектации оборудования;
  • улучшает производительность прибора при осуществлении обработки.

Для изготовления шпинделей используются высокопрочные материалы, способные выдерживать большие нагрузки. Магнитные элементы, являющиеся частью комплектации агрегата, практически не размагничиваются.

гравировально-фрезерный станок чпу с поворотным шпинделем

Система охлаждения элемента осуществляется двумя методами:

  • воздушным;
  • водным.

Воздушная система более востребованная и недорогостоящая. Но она чаще выходит из строя по причине засорения. Засорение происходит, когда аппарат используется для обработки дерева. Этот материал создает много пыли, которая засоряет фильтр двигателя. С аппаратом рекомендуется работать после чистки фильтра. Если чистку не произвести своевременно, может потребоваться ремонт.

Классификация шпинделей по типу, размеру и диаметру

Есть различные основания для классифицирования. Первая, она же, пожалуй, основная, – это то, для какого оборудования предназначен узел. Безусловно, для разных станков и электрооборудования необходимы различные приборы.

Второй принцип различения – это типоразмер. Аппараты бывают разных размеров, предназначены для промышленного использования и частного применения. В связи с этим и расходные детали нужны самые разные – покрупнее помельче. Если вы хотите заменить шпиндель на собственном станке, то обязательно при покупке необходимо указать номер своего оборудования, название и год выпуска (могут быть разные модификации).

Ну и последняя, но не по назначению, классификация – по виду. Валы могут быть:

  • Коллекторные. Это устройство, включающее цанговый валец высокоскоростного типа. Основные сферы использования – фрезерные станки, а также операции по нанесению гравировки.
  • Специализированные на высоких оборотах. Они позволяют достигать значительной скорости металлообработки, поэтому повышается производительность. Но так как хорошее качество может быть достигнуто только при большой точности, то применяются высокоскоростные модели в основном только на оборудовании с ЧПУ. Купить такие станки можно на сайте https://stanokcnc.ru/.
  • Конструкция со встроенным охлаждением. Охлаждающая система может подавать через деталь или жидкость, или холодный воздух. Это повышает скорость резания и степень шероховатости поверхности, а трение становится меньше, поэтому и износ тоже приходит позже.

Есть и еще одна классификация – по производителю. Конечно, европейское изготовление более предпочтительно, чем китайское. В Европе часто используют фарфоровые подшипники, которые дают очень положительные качества работы.

шпиндель станка

Охлаждение

Как уже было сказано выше, шпиндели могут быть оборудованы как воздушным, так и жидкостным охлаждением. Воздушное представляет собой обычную крыльчатку, закрепленную на валу двигателя и обдувающую его обмотки.

Большим недостатком такого типа охлаждения является тот факт, что крыльчатка не только нагнетает воздух на горячий мотор, но еще и засасывает в его корпус стружку, пыль и все то, что вырезает фреза из заготовки. Также при обработке на низких скоростях воздушное охлаждение малоэффективно, поскольку напрямую зависит от скорости вращения вала шпинделя.

двухшпиндельный фрезерный станок с чпу описание

Система водяного охлаждения не имеет такого недостатка, но при ее использовании необходимо отдельное место для резервуара с охлаждающей жидкостью и правильная фиксация трубок с ней на корпусе фрезерных станков, что сильно усложняет конструкцию, если это фрезерный двухшпиндельный станок.

Она гораздо эффективнее системы воздушного охлаждения, поскольку скорость тока жидкости через шпиндель все время одинакова благодаря использованию специальной помпы. Основным условием, которое необходимо соблюдать, имея шпиндель с водяным охлаждением – это то, что нельзя включать двигатель, не включив помпу, поскольку в таком случае он вовсе не будет охлаждаться, очень быстро перегреется и, как следствие, сгорит.

Разновидности устройств

Шпиндели для фрезерного станка с ЧПУ и их особенности, учитываемые перед выбором:

Выбор шпинделя зависит от обрабатываемого материала и количества заготовок, подлежащих обработке.

Особенности выбора

Наиболее распространенными на рынке инструментов являются шпиндели, изготовленные в Италии и Китае. Оборудование характеризуется не только отличиями в качестве, но и в конструкции.

Китайские приборы оснащены сплошным корпусом цилиндрической формы. Для закрытия торцевых частей сконструированы специальные крышки. Для поддержки вала они имеют подшипниковые узлы. Комплектация аппарата жесткая и обладает низким показателем вибрации. Конструкция надежно защищена от загрязнений. Аппарат обладает более компактными размерами и низкой ценой, чем его аналоги, имеющие ту же мощность.

Недостаток китайского оборудования заключается в высоком проценте брака. В случае поломки подшипников, их замену произвести сложно. При наличии водного охлаждения комплектация постепенно ржавеет.

Итальянские аппараты считаются более качественными, чем китайские. Но и стоимость их значительно выше. Отличительной особенностью комплектации являются подшипниковые узлы высокой стойкости. Они обеспечивают производительность и качество работы агрегатов. Для итальянских устройств характерны плавные вращения и низкий показатель биения. Они оснащены воздушным охлаждением, поэтому конструкция не ржавеет.

фрезерный станок с поворотным шпинделем 2017 года

Разновидности шпинделей по типу использования

Шпиндели делятся в зависимости от предусмотренной мощности.

Маломощные шпиндели — работают в диапазонах 800-1000 Вт. Такие устройства подходят для работы с тонкой фанерой, стружечным композитными материалами и любым другим нетвердым древесным массивом.

Средняя мощность — шпинделей классифицируется диапазонами от 1500/2200 Вт и выше. Имея в распоряжении такой шпиндель, станок с ЧПУ может обрабатывать более твердую древесину.

Высокая мощность — шпинделя классифицируется диапазонами от 3500-6500 Вт и выше. Такие шпиндели могут обрабатывать твердые породы древесины и мягкие металлы, типо алюминия.

Шпиндели по металлу — у них отдельно вынесен шпиндель двигателя из-за чего у них более мощный крутящий момент на ту же мощность шпинделя. Втаком случае можность шпинделя будет зависеть также от желаемой скорости обработки металла и жесткости металла.

Важно отметить, что производитель шпинделя, вне зависимости от заявочной мощности, может давать рекомендации по типу использования. Некоторые шпиндели рекомендуются для раскроя и гравировки, а другие могут выполнять все типы работ, в том числе и фрезерную резку.

Также, шпиндели делятся на две группы по мощности — от скорости вращения и от крутящего момента.

Тоесть шпиндель мощьностью 1,5кВт может быть разный по крутящему моменту или по скорости вращения. ДЛя твердых матерриалов важен больше крутящий помент, для мягких больше важна скорость вращения фрезы.

Шпиндель с воздушным охлаждениемПортал с 2-мя шпинделями

Конструкционные особенности

Станки для фрезерных работ ставятся в приватных мастерских и промышленных сооружениях. В наши дни огромную популярность получили варианты выполнения с ЧПУ, так как за счёт поставленного управляющего блока автоматизируется процесс обработки и значительно увеличивается точность. Устройство шпинделя станка для фрезеровочных работ немного выделяется от соответствующего узла токарного оборудования, так как в первом варианте назначение состоит в закреплении инструмента, в другом — цилиндрической заготовки. По мимо этого, патрон для шпинделя ЧПУ выполняется с более большой точностью, так как небольшое отклонение будет причиной потери точности.

Анализируя что такое шпиндель и как он устроен, необходимо уделять свое внимание приведенным ниже моментам:

  1. База предоставлена железным валом с очень высокой стойкостью к осевой нагрузке.
  2. Специализированная конструкция, которая предназначена для крепления фрезы, предоставлена комбинированием оправки и цанги.
  3. Убрать вероятность хорошего прилегания оправки можно за счёт выполнения шпинделя в форме конуса.
  4. Современная конструкция станка для фрезеровочных работ учитывает расположение шпинделя на специализированной каретке, которая может передвигаться сразу в трех координатах. Благодаря этому обеспечивается большая функциональность и продуктивность. При этом чертеж может владеть очень высокой сложностью.
  5. Круговое движение подается конкретно фрезе. Многое точное оборудование не имеет промежуточных компонентов, которые значительно уменьшают критерий эффективности и могут оказаться причиной искажения вращения.
  6. Наиболее основными параметрами можно назвать мощность и скорость вращения.

Конструкционные особенности определяет то, что устройство шпинделя станка для фрезеровочных работ дают возможность ставить очень разные насадки. Данный момент значительно расширяет область использования устройства.

Выбор вида охлаждения

Охлаждать зону вращения требуется, чтобы увеличить срок эксплуатации. Есть два типа.

шпиндель фото

Водяное (жидкостное)

  • Они очень тихие – жидкость поступает почти бесшумно. Но при этом есть еще один громкий звук от движения крыльчатки.
  • Наличие контура, которые включает систему трубок, емкость, помпу. Нужно постоянно контролировать подачу влаги и ее температуру.
  • Может работать на низких оборотах.

Воздушное

  • Сильный и не самый приятный звук.
  • Может происходить разлет стружек под воздействием струи воздуха.
  • Необходимо с одинаковыми промежутками заниматься прочисткой рубашки, где забиваются частички металла.
  • Требуется очень тщательно следить за температурой, идеально – установить датчик с сигналом, потому что весь аппарат очень чувствителен к перегреву.

В результате рекомендуем применять воздушный вариант при работе с мягкими материалами, но когда заготовка из прочного металла, лучше применять жидкостное охлаждение.

Регулировка и настройка

На традиционных станках с зафиксированным в одном положении шпинделе регулировка оборотов двигателя проводится классическим, механическим способом, за счет коробки скоростей. На изображении рычаг регулировки скоростей шпинделя на традиционном фрезере:

рычаг регулировки скоростей шпинделя на традиционном фрезере

На шпинделях с встроенным электродвигателем регулировка выполняется электрическим способом, за счет снижения и повышения тока, подаваемого на электродвигатель.

Сам шпиндель перед работой не требует специальной настройки. Внимание уделяется правильному расположению и надежному закреплению фрезы, согласно инструкции по эксплуатации для каждого станка. Неправильно вставленная фреза может делать выборку не на той глубине, где предусмотрено или выскочить из зажима во время работы.

Выбор шпинделя по производителю

Сегодня, рынок сервиса для станочного оборудования переполнен предложениям. Самые популярные среди них — шпиндели из Европы (чаще всего — Италия) и из Китая. Не секрет, что европейское оборудование считается более дорогим, а китайское — наиболее бюджетным и неприхотливым.

шпиндель

Итальянские шпиндели для станков с ЧПУ ничем не отличаются от Китайских шпинделей. В итальянских шпинделях конечно риск нарваться на некачественный товар крайне мал, но если знать проверенных китайский производителей, то никак не отличите их от итальянских. Недостатком итальянских шпинделей считается дорогой сервис. Все детали, чаще всего, бывают оригинальными, поэтому для их замены для последующего ремонта шпинделя, необходимо обращаться к официальному дилерскому центру. Не все имеют в наличии запатентованные детали от итальянских заводов.

В сравнении с итальянскими, китайские шпиндели гораздо дешевле в цене, а их обслуживание не так дорого обходится. Детали к китайским устройствам можно легко найти на рынках станочного оборудования. Алгоритмы ремонта давно изучены и поставлены на поток. Китайские шпиндели демонстрируют высокую производительность. Такое устройство в распоряжении умелого оператора станка, может демонстрировать впечатляющие производственные показатели и высокую точность работ. Компания WATTSAN протестировала десятки Китайских шпинделей и нашла те, которые обладают непредзайденной надежностью и техническими характеристиками и может гарантировать в станках непревзайденное качество шпинделей.

Выбор скорости и мощности

Параметры напрямую зависят от того – как и что нужно резать. Алгоритм определения режима приблизительно такой:

  • Оценивается твердость материала и поставленная задача (сверление, пазы, разрезание и пр.).
  • Выбирается фреза.
  • Под инструмент и процедуру подстраивается диапазон скоростей.
  • Отсюда – максимальное и минимальное вращение.

Как изготовить своими руками шпиндель по картинке

Если вы не боитесь самостоятельно создать изделие по готовым образцам из интернета. Для этого обычно требуются точные расчеты и наличие токарного оборудования. Приведем пример чертежа с размерами:

шпиндель картинки

Обслуживание

фиксация шпинделя

Основные требования к эксплуатации:

  • Своевременная очистка от стружки или система стружкоотведения.
  • Оснащение охлаждением зоны резания.
  • Подбор и фиксация хвостовика по размерам.
  • Нельзя вставлять сломанный инструмент.
  • Устраняем излишнюю вибрацию.

Мы рассказали об одной из наиболее важных частей станка. Будьте внимательны при выборе и использовании.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий