Чертеж шпинделя фрезерного станка

Шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ является одним из важнейших элементов устройства. Шпиндель происходит из немецкого языка и означает веретено. Без данного компонента не способны функционировать многие станки, включая фрезерные. Это обусловлено тем, что через шпиндель передается движение от двигателя к фрезе.

Особенности устройства

  • Конструктивно шпиндель представляет полый вал, выполненный из металла;
  • На нем крепится держатель фреза — оправка, натяг, цанга;
  • Для более плотной фиксации оправки конец шпинделя имеет конусообразную форму;
  • Устройство располагается на каретке, которая переносит шпиндель, оправку и устройство резки по трем плоскостям;
  • Вращательные движения передаются на устройство фрезы, не подвергаясь при этом негативным изменениям из-за промежуточных устройств;
  • Самые главные технические характеристики — это мощность устройства и скорость вращения вала, то есть количество совершаемых оборотов;
  • Мощность, которую создает привод, непосредственно влияет на то, какие материалы сможет обрабатывать головка шпинделя с режущим элементом;
  • Привод с мощностью 800 Вт служит для обработки полимерных материалов, фанеры, МДФ и ДСП;
  • Устройство мощностью 1500 Вт справится с деревом, пройдет по мягкому металлу — алюминию, меди, бронзе;
  • Если требуется работа по твердому металлу, камню, тогда выбирают привод с мощностью 3000 Вт и выше;
  • Обороты позволят определить, в каком режиме работы сможет функционировать двухшпиндельный или многошпиндельный инструмент. Наиболее популярные режимы — это раскройка, фрезеровка и гравировка поверхностей;
  • Приобретая шпиндель, привод должен обеспечивать определенный запас по мощности и скорости вращения. Так устройство по дереву, металлу, стали сможет эффективно выполнять свои задачи.

Насколько сложным окажется его ремонт, зависит от типа конструкции и нюансов самого станка.

Самодельные против заводских

Неоднократно можно наблюдать, как используется фрезерный станок с наклонным шпинделем, где шпиндель выполнен своими руками.

Самодельный элемент дает следующие преимущества:

  • Вы без лишних затрат можете оснастить многошпиндельный или двухшпиндельный станок необходимыми устройствами;
  • Чертеж для изготовления широко доступен в сети. Отыскать чертеж не составит труда. Другой вопрос, сумеете ли вы повторить чертеж и перенести его на самодельный шпиндель для работы по металлу, дереву, камню или стали;
  • Конструкция довольно простая, что не вызывает серьезных опасений относительно возможности сделать его самостоятельно;
  • Оснастить многошпиндельный или двухшпиндельный узел можно элементами, идеально подходящими под его технические параметры. Не всегда удается подобрать оптимальный заводской вариант.

Имея чертеж, собрать элемент под привод и свой двухшпиндельный, многошпиндельный станок с ЧПУ, под агрегат с вертикальным или горизонтальным шпинделем удается не всем. Потому чтобы не рисковать, применяя самодельный узел, рекомендуется выбрать заводские изделия. Они имеют ряд положительных качеств:

  • Высокие показатели эффективности на станках с вертикальным и горизонтальным приводом. КПД может достигать 95 процентов;
  • Отличные параметры надежности, устойчивости к повреждениям. Поскольку узел выполнен грамотно, опираясь на специальный чертеж, головка выдерживает сильные нагрузки, эффективно работает по металлу, дереву, камню;
  • Профессиональные шпиндели предусматривают, что головка выполнена из бронзы. Выточенная из этого материала головка практически никогда не ломается. Это обеспечивает ваш двухшпиндельный или многошпиндельный станок с ЧПУ длительным периодом работы без замены устройств;
  • Надежная конструкция гарантирует продолжительный эксплуатационный период, в течение которого не потребуется ремонт.

Система охлаждения

Чтобы избежать ремонт, станок с ЧПУ должен не только иметь надежный привод и качественно изготовленный шпиндель. Конструкция обязательно предполагает, что многошпиндельный или двухшпиндельный узел с вертикальным или горизонтальным шпинделем включает систему охлаждения. Дабы убедиться в этом, взгляните на чертеж.

Самодельный шпиндель может не выдержать повышенные нагрузки, а имеющаяся система охлаждения эффективно выполнять свою работу не всегда способна. Потому при оснащении фрезерных станков с ЧПУ, рекомендуется использовать заводское устройство.

Система охлаждения, устанавливаемая на фрезерный станок с наклонным шпинделем и другие разновидности агрегатов, бывает:

  • Воздушная;
  • Водяная.
  1. Водяное охлаждение. Здесь в корпусе предусмотрены выемки, через которые проходит вода. Она принимает на себя тепло, исходящее от металла, после чего переливается в емкость. Но выполняя на станке с ЧПУ ремонт или проводя какие-то работы, наличие бачка с водой около агрегата часто доставляет оператору дискомфорт. Потому большинство фрезерных станков с ЧПУ привод и металл охлаждают вторым способом.
  2. Воздушное охлаждение. Тут также имеются выемки, через которые прогоняется воздух. Специальные воздухозаборники обеспечивают эффективное обдувание нагреваемых элементов воздухом. При этом устройство имеет определенный недостаток. С течением времени в фильтрах накапливается грязь, поскольку станок предполагает наличие большого количества пыли при работе. Чтобы избежать ненужный ремонт, достаточно вовремя очищать фильтры. Так головка шпинделя, сам шпиндель, его привод и остальные элементы узла прослужат намного дольше.

Что использовать для настольных станков

Если вам необходимо оснастить настольный станок с ЧПУ подходящим шпинделем, сейчас доступно несколько довольно привлекательных вариантов. Выбирать устройство вам.

  1. Ручные граверы. Стоит такое устройство от 500 рублей. Особых сильных качеств не имеет, но если вам предстоит выполнить ремонт или фрезеровку мягких материалов с небольшими фрезами, то этот агрегат вполне подойдет для оснащения станка с вертикальным шпинделем. Недостатки — это небольшая скорость вращения и незначительная мощность.
  2. Бормашины. Работают очень тихо, оснащаются надежным фиксатором для патрона. При малых оборотах двигателя крутящий момент почти не меняется. Это обеспечивает серьезное превосходство устройства перед гравером.
  3. Шпиндель от двигателей DC. При мощности 0,4 кВт обеспечивают крутящий момент в 12000 оборотов за минуту. Выполнять различный ремонт, фрезерные работы с таким шпинделем удобно, поскольку обеспечивается слабое биение, работает агрегат тихо. Плюс цанга выполнена по широко используемому стандарту. Но есть недостатки — незначительные показатели мощности, сильный нагрев, который вынуждает искать эффективное охлаждение. Для работы устройство потребует отдельный источник питания, к чему также важно быть готовым.
Читайте также:  Подключение посудомоечной машины bosch к водопроводу

Выбирая шпиндель, ориентируйтесь на его качество и соответствие станку, на котором вы собираетесь использовать данный элемент.

Шпиндель фрезерного станка, оснащенного ЧПУ, является важнейшим конструктивным элементом такого оборудования. В этой детали закрепляется режущий инструмент, и именно она передает ему вращение.

Шпиндели фрезерного станка с ЧПУ, размещенные на подвижном портале

Варианты шпинделей для фрезерного станка

Если вас интересует самый недорогой шпиндель для вашего самодельного фрезерного станка с ЧПУ, то для этого можно использовать серийный гравер. Мощность такого устройства составляет 125 Вт, а цена начинается от 500 рублей. Однако такой шпиндель имеет ряд существенных недостатков. На малых оборотах он выдает слабый крутящий момент, что не позволяет использовать его для обработки заготовок из металла. В связи с этим применять такой шпиндель можно только для гравировки и для обработки заготовок из мягких пород дерева фрезами небольшого диаметра.

Шпиндель из гравера будет, пожалуй, самым бюджетным вариантом

Второй вариант шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ, сделанного своими руками, – это бормашина, стоимость которой начинается от 2000 руб. По сравнению с гравером, такое устройство работает существенно тише, совсем незначительно теряет крутящий момент на небольших оборотах, отличается качественным патронным зажимом.

Бормашина «Профиль М-01» с кулачковым патроном, позволяющим применять насадки с хвостовиками различных диаметров

Шпиндель станка для фрезерования можно изготовить своими руками, используя DC-моторы, работающие от напряжения 12–48 В. Мощность таких моторов, способных развивать в минуту 12 000 оборотов, составляет 400 Вт. Такой шпиндельный двигатель отличается следующими преимуществами: отсутствием сильного биения и сильного шума при работе, использованием стандартной цанги ER11A.

Если дооснастить такой шпиндель несложным электронным устройством, то при помощи ЧПУ можно управлять числом его оборотов. Есть у такого шпинделя и недостатки, к которым следует отнести необходимость в дополнительном источнике питания, невысокую мощность, значительный нагрев при работе, что вызывает необходимость его охлаждения. Из-за невысокой мощности самодельный фрезерный станок с таким шпинделем пригоден для обработки только мягких материалов.

Шпиндель самодельного фрезерного станка с ЧПУ из DC-мотора

В качестве шпинделя для самодельных станков с ЧПУ можно также использовать прямошлифовальные машины и фрезеры. Если вы возьмете в качестве шпинделя фрезер модели Энкор ФМЭ-850 Вт, то у вас в распоряжении окажется станок, на котором можно обрабатывать не только деревянные заготовки, но и изделия из фанеры и цветных металлов. Что удобно, в комплекте с таким фрезером идет цанга на 6 мм, для которой есть стандартные переходники 3 в 6 мм. Используя этот переходник, в такой шпиндель можно устанавливать фрезы с диаметрами 0,1–6 мм.

Не все модели фрезеров имеют в своем комплекте такую цангу, что не позволяет применять их для оснащения фрезерных станков с ЧПУ. Есть у фрезера Энкор ФМЭ-850 Вт и недостатки, к которым относятся высокая шумность при работе и отсутствие в конструкции электронного устройства, отвечающего за изменение количества оборотов, что не позволяет использовать его для обработки полимерных материалов (для этого необходимы небольшие обороты фрезера).

Использование вертикального фрезера в качестве шпинделя станка

Если на фрезерном станке с ЧПУ, который вы сделали своими руками, необходимо обрабатывать полимерные материалы, то в качестве шпинделя для него лучше использовать фрезеры торговой марки Sparky. Мощность таких фрезеров может варьироваться в пределах 500–1050 Вт. В конструкции моделей, мощность которых начинается с 750 Вт, предусмотрено электронное устройство, отвечающее за изменение количества оборотов, поэтому их можно использовать для обработки полимерных материалов (акрил, ПВХ, двухсторонний пластик, модельный пластик и др.). Для обработки таких материалов фрезер должен иметь возможность вращаться с небольшим количеством оборотов, не теряя при этом своей мощности. Это предотвращает нагрев в зоне обработки и плавление пластика, а высокая мощность обеспечивает достаточную производительность процесса фрезерования.

Читайте также:  Красивые ножи ручной работы фото

Оптимальными по соотношению «цена – качество» являются фрезеры торговой марки Kress, которые также можно использовать в качестве шпинделей для станков, оснащенных системой ЧПУ. Большим преимуществом таких фрезеров является то, что в их конструкции предусмотрена система, которая нормирует биение.

Фрезер Kress в качестве шпинделя

При желании можно оснастить свой самодельный фрезерный станок с ЧПУ профессиональным шпинделем, в конструкции которого предусмотрена система жидкостного охлаждения. Кроме эффективной системы охлаждения, в конструкции такого шпинделя есть 3–4 подшипника, что значительно повышает его надежность и точность обработки (здесь стоит заметить, что в шпинделях обычного бытового оборудования установлено только 2 подшипника). К достоинствам таких устройств следует отнести отсутствие в их конструкции быстроизнашиваемых щеток и низкий уровень шума при работе. Самым большим недостатком таких шпинделей является то, что их стоимость начинается от 7000 рублей. Кроме того, дополнительно придется потратиться на приобретение частотного преобразователя для системы охлаждения, который стоит порядка 6000 рублей.

Заводской поворотный шпиндель для станка с ЧПУ

Шпиндель для станка с ЧПУ своими руками

Чаще всего для станков с ЧПУ, которые сделаны своими руками, используют устройство для резки металла «Дремель» или китайские аналоги подобного оборудования, которые без проблем можно приобрести в любом городе РФ.

Между тем применять такие устройства в качестве шпинделя фрезерного станка не совсем правильно, так как они очень быстро приходят в негодность. Все дело в том, что в их конструкции предусмотрен только один упорный подшипник, что не дает им возможности длительное время воспринимать боковые нагрузки, характерные для фрезерной обработки.

Практически любая технологическая операция по фрезерованию древесины и металла выполняется с боковыми нагрузками на режущий инструмент и, соответственно, на конструкцию шпинделя.

Очень часто для самодельных фрезерных станков приобретают шпиндели, в которых установлены коллекторные двигатели. Такие устройства стоят недорого и хорошо работают на высоких оборотах, а на низких значительно теряют свою мощность. Этих проблем можно избежать, если установить на свой станок шпиндель с бесколлекторным двигателем.

В качестве готовой основы можно использовать недорогой фрезерный станок с ЧПУ, а для изготовления для него шпинделя своими руками вам понадобятся следующие комплектующие:

  • электродвигатель бесколлекторного типа (NTM серии 50-50 580 KV/2000 Вт);
  • удлиненный вал;
  • контроллер для бесколлекторного двигателя;
  • сервотестер.

Электродвигатель бесколлекторный ARES PRO SPEC

Сервотестер, который необходим для регулировки скорости вращения шпинделя, можно приобрести самый недорогой. Важно только обращать внимание на удобство крепления такого устройства к самому фрезерному станку с ЧПУ.

Удлиненный вал такого двигателя позволяет закреплять фрезу непосредственно на нем при помощи цангового зажима. Для этого на вал двигателя посредством держателей устанавливаются два подшипника, два встроенных подшипника качения имеет также и сам двигатель. Собранная таким образом конструкция отлично противостоит боковым нагрузкам, возникающим при фрезеровании на станке не только металла, но и заготовок из мягкой древесины.

Схема установки подшипников (нажмите для увеличения)

Контроллер, который вы будете использовать для двигателя шпинделя, обладает функцией стабилизации его оборотов при изменениях нагрузки. Эта функция особенно полезна для выполнения технологических операций по чистовой обработке заготовок из древесины, пластика и металла.

После такой несложной и малозатратной модификации вы получите в свое распоряжение фрезерный станок с ЧПУ, обороты вращения шпинделя которого можно регулировать при помощи сервотестера (обеспечивать стабильность оборотов будет контроллер).

  • На фото: такой станок позволяет выполнять широкий спектр задач и обеспечивает высокую точность обработки

    Основные параметры устройств

    Все оборудование данного типа разделяется не только по конструкции, но и по целому ряду показателей, которые следует учитывать как при выборе готового варианта, так и при сборке системы самостоятельно. Самыми важными факторами являются следующие:

    Мощность Двигатель для фрезерного станка по дереву должен обеспечивать необходимую производительность для того или иного вида работ. Естественно, лучше, когда имеется определенный запас мощности, но если вы постоянно выполняете несложные работы, которые не требуют больших энергозатрат, то слишком производительный мотор будет вызывать постоянный перерасход электроэнергии
    Тип конструкции Ниже мы рассмотрим основные варианты, и вам нужно будет выбрать тот тип компоновки, который лучше всего подходит для ваших потребностей и нужд. Важно четко понимать, какие работы будете выполнять вы, чтобы впоследствии не оказалось, что нужен еще один вариант приспособления
    Качество оборудования Цена ни в коем случае не должна быть основным критерием при выборе, кроме невысокого качества такие варианты отличаются и низкими рабочими показателями. Срок службы у дешевых образцов невелик, а зачастую при поломке найти нужные запчасти для фрезерных станков по дереву неизвестного происхождения бывает очень и очень сложно
    Наличие необходимых коммуникаций Если вы хотите выполнять определенные работы на постоянной основе, то необходимо позаботиться о том, чтобы у вас в распоряжении было помещение с достаточной площадью, также нужно сделать систему пылеотведения. Важным фактором является рабочее напряжение станка, если оно составляет 380 Вольт, а соответствующей линии у вас нет, то стоимость ее подведения может оказаться дороже самого оборудования

    Важно! Кроме всего прочего, следует учитывать и целый ряд других факторов: комплектация оборудования, гарантия на него, наличие документации, подтверждающей качество, и руководства по эксплуатации на русском языке.

    Промышленное оборудование с ЧПУ портального типа позволяет выполнять практически любые работы по обработке древесины

    Читайте также:  Срабатывает защита на компрессоре

    Из каких частей состоит система и какие основные варианты представлены на рынке

    Для начала следует разобраться с основными особенностями устройства и только затем разбираться с типами конструкций. На само деле, при всей внешней сложности система удобна в работе, и можно освоить ее за считанные дни.

    Устройство

    Если рассматривать обычные варианты, то их основными составными частями будут следующие элементы:

    • Станина – на ней размещаются и закрепляются все узлы, этот элемент чаще всего делается массивными, чтобы уменьшать вибрацию, обеспечивать надежность и стабильность во время работы. Что касается некоторых вариантов, то данный элемент может отсутствовать в них, речь идет о настольных приспособлениях и ручных фрезерах;
    • Рабочий стол предназначен для расположения заготовок при их обработке, тут все достаточно просто: поверхность должна быть прочной, а ее площадь должна обеспечивать нормальное расположение обрабатываемых элементов;
    • Для повышения удобства на столе чаще всего располагаются прижимы – для фрезерного станка по дереву их наличие обязательно по той причине, что для обеспечения точности обработки каждый элемент должен быть зафиксирован максимально надежно и прочно. Если производится обработка торцов, то нужно наличие упорной линейки, так вы сможете проводить операцию очень точно и ровно;

    Прижимы могут иметь разную конфигурацию в зависимости от характера выполняемых работ

    • Вал для фрезерного станка по дереву выполняет функцию передачи усилия от силового агрегата к рабочему элементу, его еще часто называют вал-шпиндель, он располагается на суппорте. Этот узел позволяет не только передавать усилие и четко фиксировать элемент, но и регулировать положение рабочего элемента относительно поверхности рабочего стола в зависимости от особенностей проводимых работ;
    • Шпиндель для фрезерного станка по дереву используется для крепления рабочих элементов и располагается на ведущем валу, главное требование к нему – надежность фиксации и простота использования;

    Шпиндель должен обеспечивать быструю смену рабочих узлов

    • Чтобы делать на материалы пазы, снимать торцы в определенной форме и делать другие работы, применяются специальные фрезы для фрезерного станка по дереву, на рынке представлено огромное количество типоразмеров и конфигураций, поэтому вы сможете подобрать оптимальный вариант для любого типа изделий;

    Виды оборудования

    В настоящее время на рынке представлены несколько основных вариантов:

    • Станки с ЧПУ являются самым высокотехнологичным вариантом, их отличительная особенность — наличие процессора, который позволяет обрабатывать информацию и работать по заранее заданным параметрам. Это обеспечивает наивысшую точность обработки и минимум огрехов, ведь не нужно делать все своими руками, весь процесс контролирует компьютер;
    • Горизонтальное оборудование имеет рабочий стол и, соответственно, обрабатывает заготовки в горизонтальной плоскости. В вертикальных установках рабочий узел расположен в вертикальной плоскости и может двигаться вверх-вниз, что позволяет упростить обработку некоторых элементов;
    • Ручные фрезеры сложно назвать станками, но зато они доступны по стоимости и позволяют справиться с большинством мелких работ. Кроме того, с их помощью можно соорудить небольшое стационарное приспособление, в этом случае схема фрезерного станка по дереву будет представлять собой конструкцию для крепления инструмента, которая может иметь и копир, чтобы изготавливать изделия по образцу;

    Чертеж фрезерного станка по дереву своими руками в таком случае даже не нужен – вам нужно сделать систему крепления оборудования и продумать фиксацию заготовок

    • Настольные варианты чаще всего предназначены для бытовых нужд и представляют собой неплохие решения за разумные деньги.

    Совет! Если вам нужно изготовление единичных элементов, то дешевле и проще будет заказать их в готовом виде, станок имеет смысл покупать для постоянной работы или если вы решили заниматься подобной деятельностью как хобби.

    Каждая фреза по дереву для станка имеет свою конфигурацию, целесообразно иметь под рукой целый набор с самыми ходовыми вариантами

    Вывод

    Использование фрезерного оборудования по дереву позволяет даже в домашних условиях изготавливать качественные изделия, главное – подобрать оптимальный вариант. Видео в этой статье поможет разобраться в некоторых особенностях конструкций еще лучше, а если у вас останутся вопросы, то задавайте их в комментариях к статье.

    “>

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector