Фрезерный шпиндель по дереву

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

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.

В свою очередь прибор скоростей является механизмом передачи количества оборотов на вал фрезерного станка.

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:

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).

Для работы со специфическими материалами каждый из возможных перечисленных режимов определяет необходимые требования, и именно поэтому станочные шпинделя следует приобретать с хорошим запасом вращающей скорости (наиболее предпочтителен в таком случае двухшпиндельный вариант, который можно изготовить 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

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).
к меню ↑

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).
к меню ↑

2 Устройство и охлаждение

Ротор-магнит, который, как правило, изготавливается из редкоземельных прочных металлов, совершает вращательные движения внутри станочного статора имеющего обмотки.

Для бесперебойного и стабильного выполнения работы шпиндель фрезера оснащен трехфазными двигателями и специальным частотным преобразователем, который передает трехфазный сигнал на обмотку статора.

фрезерный станок с ЧПУ гравер S/C1325

В процессе работы станочный шпиндель постоянно нуждается в хорошем охлаждении (что особенно применимо к вертикально-поворотным моделям), которое можно обеспечить лишь двумя известными способами: с помощью использования воды и с помощью использования воздуха.

Схема водной системы охлаждения представляет собой замкнутый контур, по которому циркулирует вода и попадает в специально предназначенные для охладительной системы полости шпинделя.

И хотя такая схема работы охладительной системы не всегда работает идеально (что особенно часто бывает на вертикально-поворотных моделях), но, как правило, такое охлаждение обычно справляется со своей обязанностью.

Схема же воздушной системы охлаждения несколько более сложная. Здесь прогон воздуха осуществляется через предназначенные для охлаждения так называемые «воздухозаборники» и специальные полости вала.

И, несмотря на то, что данный способ более предпочтителен и чаще всего используется для охлаждения валов, он имеет существенный минус.

Схема устройства фрезерного станка с ЧПУ портального типа

Поэтому, хотя и данный метод весьма эффективен, требуется постоянный ремонт и чистка, как фильтров воздушной системы охлаждения, так и ремонт всей конструкции в целом.
к меню ↑

2.1 Полезная информация о фрезерных шпинделях (видео)

Шпиндель для станка с ЧПУ по дереву: изготовление своими руками

Шпиндель для станка с ЧПУ по дереву – это один из важных конструктивных элементов технологического оборудования. В механизме производится закрепление инструмента и создается крутящий момент.

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.
Читайте также:  Экструдер для пластика что это такое

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.

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.

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.

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.

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.

Разновидности устройств

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

Наименование Краткая характеристика Предназначение
Гравер Потребляемая мощность -125 Вт;

Количество оборотов невысокое, и это позволяет применять данный шпиндель для ЧПУ

Выполнение гравировок и обработки заготовок из дерева мягких пород, в последнем случае применяются режущие инструменты с небольшим диаметром Бормашинка Количество выдаваемых оборотов невысокое, при этом крутящий момент снижается, в патроне режущий инструмент четко зафиксирован Для обработки дерева и мягких цветных металлов DC — мотор Шпиндельные приспособления можно выполнить самостоятельно, данные моторы работают при показателе напряжения в сети от 12 до 48 В, показатель мощности — 400 Вт, а количество оборотов 12000 в минуту Во время функционирования нет сильного шума и биения, в качестве зажима используется цанга. Если предусмотреть управление электроникой в конструкцию, то с ЧПУ несложно будет отрегулировать подаваемые крутящие моменты Шпиндель по металлу для ЧПУ (используется для различной обработки мягких металлических заготовок) Фрезы и прямошлифовальные технические устройства В комплекте поставки имеется цанга и переходники на 3 и 6 мм, то есть возможна установка фрез от 0,1 до 6 мм в диаметре Шпиндель для станка с ЧПУ по дереву, цветным металлам и фанере

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

По каким параметрам выбирать станок с ЧПУ для деревообработки

Фрезерный станок с ЧПУ для резьбы по дереву

При выборе фрезерного станка с ЧПУ для деревообработки прежде всего нужно определить следующие параметры:

1. Размер стола фрезерного станка с ЧПУ.

Обычно, размер стола станка с ЧПУ указывает на максимальное поле обработки и на максимально допустимый размер заготовки для фрезерования на станке.

Определитесь, для каких целей и изделий будет использоваться фрезерный станок: будут это накладные элементы с резьбой по дереву, фасады дверей, или резные элементы интерьерного декора. Размер стола станка с ЧПУ должен перекрывать максимальный размер заготовки.

Фрезерование рамы на станке ЧПУ

Для накладной резьбы достаточно иметь рабочий стол размером 600х900мм. Для изготовления резных рам, резных фасадов, картин, настенных панно — размер стола достаточно иметь в пределах 1200х1200мм. Для обработки дверей размер стола должен соответствовать размеру двери и может быть в пределах 1300х1800мм или 1300х2500мм (чтобы фрезеровать дверь целиком). А для изготовления небольших сувениров подойдет настольный фрезерный станок с ЧПУ, имеющий размер рабочего стола 300х300м, 360х360мм, или 400х400мм.

О возможной конструкции стола станка ЧПУ (с вакуумным прижимом и с механическим прижимом заготовки) читайте в статье «Как выбрать фрезерный станок с ЧПУ«

2. Мощность и тип шпинделя.

Сразу отметим, что коллекторные двигатели, используемые на ручных фрезерах типа «макиты» и «крессы» для профессиональной работы не подойдут. Ими можно производить раскрой в течение получаса, или фрезеровать две-три минуты. Продолжительную работу в течение 8-12 часов без перерыва (иногда и более суток) они просто не выдержат. Только асинхронные двигатели с частотным преобразователем могут работать продолжительное время.

Какой мощности шпинделя выбирать для фрезерования различных материалов:

Для изготовления небольших накладных резных элементов из дерева, моделей ювелирных изделий, небольших сувениров достаточно использовать шпиндель мощностью 1,5 — 2,2 кВт. Для раскроя МДФ филенчатыми фрезами, раскроя и порезки многослойной фанеры, фрезерования дерева на глубину более 8см — мощность шпинделя выбирается не менее 3 кВт. Для фрезерования моделей из фторопласта достаточно иметь шпиндель 1,5 кВт.

Шпиндель к станку ЧПУ

Шпиндели для фрезерных станков с ЧПУ отличаются также способом охлаждения: воздушное или водяное. Чаще всего в деревообработке используются недорогие и удобные в эксплуатации шпинделя с водяным охлаждением.

При комплектации станка ЧПУ системой автоматической смены инструмента (АТС) используют как правило шпиндели мощностью более 4 кВт.

Купить шпиндели, цанговые патроны, зажимные гайки, фрезы, инструмент вы можете у нашего предприятия по отдельному запросу.

3. Высота обрабатываемой заготовки.

Высота или толщина обрабатываемой заготовки влияет на высоту координаты «Z» при выборе станка с ЧПУ. Это расстояние от стола станка до балки (портала), на котором крепится и перемещается каретка шпинделя.

Читайте также:  Сувениры из металла фото

Для резьбы по дереву, раскроя материалов, изготовления изделий в рекламном бизнесе достаточно использовать фрезерный станок с высотой по «Z» 100-150мм. При обработке крупных массивных деталей из дерева (кронштейнов, пилястр, столбов) можно использовать фрезерный станок с высотой 200-300мм и более.

4. Метод управления.

Их три: компьютер и порт, обычно ЛПТ; компьютер и плата управления; и автономный пульт/стойка. Первый любительский, и для серьезной работы не используется.

Второй предполагает покупку компьютера, удобство в том, что процесс обработки наглядно демонстрируется на экране, возможна эмуляция процесса, одного компьютера хватит и на подготовку/моделирование и на резку изделий.

Преимущество пульта/стойки (NCStudio) — полная интеграция со станком, даже при отключении питания станок запомнит позицию и начнет с точки останова, прекрасная защищенность от пыли/грязи, простота работы. Компьютер нужен для составления управляющей программы для станка.

О порядке составления управляющей программы для фрезерного станка с ЧПУ читайте в статье «Создание управляющих программ к станкам ЧПУ» . Как показала практика, при приобретении фрезерного станка с несколькими шпинделями, либо с поворотными осями, либо с автоматической сменой инструмента — лучше всего устанавливать систему управления NCStudio. Эта система управления обеспечит корректную работу всех систем и органов фрезерного станка.

Ознакомьтесь с устройством системы ЧПУ в статье «Устройство системы управления ЧПУ«

5. Надежность.

Здесь важнейший параметр — масса станка. Если вам предложат станок 1200х1200 весом в 200-300 кг – это говорит о слабой конструкции и плохой работе станка. Для надежной работы такой станок должен весить 420-500кг. Также на надежность работы влияют и комплектация станка качественными узлами и частями.

Фрезерные станки с ЧПУ могут изготавливаться в зависимости от выполняемых задач и обрабатываемого материала в нескольких сериях: легкая, средняя, тяжелая. Каждая серия станка отличается конструкцией станины, сечением используемых металлических конструкций, весом, и т.д. Все это отражается на стоимости фрезерного станка.

6. Скорость/точность.

Высокоскоростные фрезерные станки с ЧПУ достаточно дорогостоящие. Это станки с серводвигателями, с автоматической сменой инструмента, с мощными скоростными шпинделями. Более дешевые и оправдавшие себя в деревообработке, — станки с шаговыми двигателями. Выбор двигателя к станку с ЧПУ зависит от поставленных задач, обрабатываемого материала, типа фрезеровки. Преимущества и недостатки каждого типа двигателей — в обзорной статье о двигателях.

В средней ценовой категории фрезерных станков с ЧПУ в качестве привода используются в основном шарико-винтовая пара или зубчатая реечная передача. ШВП прекрасный выбор для небольших столов, скорость их перемещения 6-10 м/мин, точность до 0,02мм на каждые 300мм длины.

Зубчатую рейку можно разогнать до 20-40м/мин, точность позиционирования немного меньше – 0,05мм на каждые 300мм. Для фрезеровки и раскроя дерева, древесностружечных плит, акрила, полиамида, композита этого обычно достаточно.

Вот кратко, с чего начинать выбор фрезерного станка с ЧПУ. Ознакомьтесь с устройством фрезерных станков с ЧПУ в статье «Устройство фрезерных станков с ЧПУ портального типа«

Получите консультацию по выбору станка или закажите станок, отправив сообщение на странице Контакты, или звоните по телефону +380677782472.

Выбор шпинделя для самодельного ЧПУ станка

Механика ЧПУ станка

Шпиндель, это основа самодельного ЧПУ станка, именно от него зависит качество обработки заготовки.

Давайте посмотрим, что можно использовать в качестве шпинделя.

Не дорогим, бюджетным вариантом шпинделя для самодельного ЧПУ станка является недорогой китайский гравер. Цена на такой шпиндель может быть от 500 до 1000 рублей.

Мощность 125-250 Вт. Из минусов – слабый крутящий момент на низких оборотах и, как следствие, подходит только для выполнения гравировки или работы по дереву малыми диаметрами фрез. Впрочем, нарезать комплект деталей для сборки авиамодели из бальзы им вполне можно.

Второй вариант шпинделя для фрезерно-гравировального ЧПУ станка, это бормашинка Proxxon или Dremel.

Цена на них начинается от 2000 рублей. По сравнению с недорогими граверами, можно отметить следующие плюсы: работает значительно тише, имеет качественный патронный зажим, не так сильно теряет крутящий момент на низких оборотах.

С помощью такого шпинделя можно не только гравировать, но и заниматься фрезеровкой по дереву и пластикам.

Третий вариант шпиндели из DC-моторов на 12. 48В.

Мощность до 400Вт. Обороты до 12 000. Минусом является отдельный источник питания шпинделя станка. К достоинствам данного шпинделя можно отнести:

  • низкое биение, что делает его хорошим выбором в качестве шпинделя для фрезеровки печатных проводников при изготовлении печатных плат
  • низкий уровень шума
  • стандартная цанга ER11A
  • требуется дополнительный источник питания
  • сравнительно маленькая мощность ограничивает возможности применения, подходит только для фрезеровки по мягким материалам
  • сильный перегрев в работе, что требует хорошего охлаждения, обдува .

В комплекте с электроникой возможно управление числом оборотов шпинделя из программы управления станком MACh4, для этого в контроллере управления станком предусмотрен ШИМ выход, обозначенный на корпусе контроллера шаговых двигателей как PWM.

Еще одной разновидностью является установка бесколлекторного мотора в качестве шпинделя.

Минусом является необходимость доработки, плюсом – большая мощность на низких оборотах и то, что такой мотор и электронику управления можно купить не дорого в модельном магазине.

Посмотрите статью изготовление самодельного шпинделя из БК мотора, в ней рассматривается как изготовление, так и даны ссылки на покупку комплектующих.

Следующий вариант фрезеры и прямошлифовальные машины.

Фрезер Энкор ФМЭ-850 Вт обладает достаточной мощностью для обработки любых материалов (дерево, фанера, цветные металлы). Надежный, но довольно шумный в работе. В комплекте есть цанга на 6мм, что позволяет с использованием переходника 3 в 6мм работать с различными диаметрами фрез от 0,1мм до 6мм. Стоит отметить что далеко не все фрезеры комплектуются цангой 6мм, например у распространенного Интерскол нет цанги 6мм, что не позволяет использовать фрезы менее 8мм и делает его малопригодным для использования на фрезерных ЧПУ станках. К недостаткам этого фрезера можно отнести отсутствие электроники поддержания стабильных оборотов, что затрудняет его использование для обработки акрила и других пластиков, обрабатываемых на низких оборотах.

Фрезеры Sparky. Мощность от 500 до 1050 Вт.

В моделях 750 и 1050 Вт присутствует электроника поддержания стабильных оборотов, что позволяет использовать его для фрезеровки акрила(оргстекла), двухсторонних пластиков, ПВХ, модельного пластика и т.д. Обработка пластиков ведется на низких оборотах шпинделя, чтобы избежать плавления пластика, при этом требуется достаточная мощность чтобы обеспечить приемлимую производительность, скорость, и избежать перегрева в зоне фрезеровки и налипания пластика на фрезу. Для работ с пластиками используются однозаходные фрезы.

Наилучшее качество из сегмента недорогих коллекторных шпинделей. Цена от 7т.р. Нормируется биение, что дает возможность отнести его к более высокому классу шпинделей.

Профессиональные шпиндели жидкостного охлаждения

Достоинства : высока надежность, в конструкции таких шпинделей 3 или 4 подшипника, в то время как у бытовых коллекторных только 2, и отсутствие изнашиваемых щеток, присущих коллекторным моторам, низкий уровень шума, так как нет шума от вентилятора обдува.

К недостаткам можно отнести только цену от 7000р и необходимость использования частотного преобразователя для питания (ещё 6000р) и системы охлаждения.

Фрезерные станки встречаются крайне часто, так как их основное предназначение заключается в обработке плоских поверхностей, шпонок и других деталей. Крепить режущий инструмент, в качестве которого выступает фреза, можно за счет шпинделя. Современный шпиндель фрезерного станка характеризуется довольно большим количеством различных особенностей, о которых далее поговорим подробнее.

Читайте также:  Как делают железо из руды

Особенности конструкции

Фрезерные станки устанавливаются в частных мастерских и промышленных сооружениях. В последнее время большое распространение получили варианты исполнения с ЧПУ, так как за счет установленного блока управления автоматизируется процесс обработки и существенно повышается точность. Устройство шпинделя фрезерного станка несколько отличается от соответствующего узла токарного оборудования, так как в первом случае предназначение заключается в закреплении инструмента, во втором — цилиндрической заготовки. Кроме этого, патрон для шпинделя ЧПУ производится с более высокой точностью, так как незначительное отклонение может стать причиной потери точности.

Рассматривая что такое шпиндель и как он устроен, следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

  1. Основа представлена металлическим валом с повышенной устойчивостью к осевой нагрузке.
  2. Специальная конструкция, предназначенная для крепления фрезы, представлена сочетанием оправки и цанги.
  3. Исключить вероятность плотного прилегания оправки можно за счет выполнения шпинделя в форме конуса.
  4. Современная конструкция фрезерного станка предусматривает размещение шпинделя на специальной каретке, которая может перемещаться сразу в трех координатах. За счет этого обеспечивается высокая функциональность и производительность. При этом чертеж может обладать весьма высокой сложностью.
  5. Вращательное движение передается непосредственно фрезе. Многое точное оборудование не имеет промежуточных элементов, которые существенно снижают показатель эффективности и могут стать причиной искажения вращения.
  6. Наиболее важными параметрами можно назвать мощность и частота вращения.

Особенности конструкции определяет то, что устройство шпинделя фрезерного станка позволяют устанавливать самые различные насадки. Этот момент существенно расширяет область применения устройства.

Технические параметры

Рассматриваемое устройство характеризуется довольно большим количеством особенностей. Ключевыми техническими характеристиками фрезерного станка по металлу можно назвать нижеприведенные моменты:

  1. Мощность. Во многом показатель мощности связана с параметрами установленного электрического двигателя. Измеряется показатель в Вт, может варьировать в достаточно большом диапазоне. Выбор по мощности проводится в соответствии с областью применения станка.
  2. Частота вращения. Шпиндель фрезерного станка может вращаться с различной скоростью. При этом современные модели характеризуются тем, что могут изменять частоту вращения ступенчато или плавно.

Шпиндельный фрезерный станок также классифицируется по области применения. В зависимости от показателя мощности выделяют следующие модели:

  1. Для обработки полимеров и ДСП, а также МДФ подходят модели, мощность которых составляет 800 Вт. Они обходятся в относительно небольшую сумму, могут устанавливаться в домашней мастерской.
  2. Дерево, мягкие цветные сплавы, текстолит характеризуются повышенной степенью обрабатываемости. Именно поэтому рекомендуемая мощность станка составляет 1500 Вт.
  3. Распространенные стали, камень и твердые сплавы могут подвергаться механической обработке при мощности 3000 Вт. Этого вполне достаточно для того, чтобы фреза врезалась в материалы с повышенной твердостью.

Не стоит забывать о том, что слишком высокая мощность не всегда является преимуществом оборудования. Это связан с высоким показателем энергопотребления и стоимостью. При выборе часто уделяется внимание и ступенчатости проводимой регулировки.

Современные модели имеют бесступенчатую регулировку, за счет чего существенно повышается точность обработки.

Различные схемы фрезерных станков также обуславливают следующие характеристики:

  1. Показатель КПД может достигать до 95%. За счет этого существенно снижаются энергетические затраты, повышается эффективность применения станков.
  2. Высокая надежность и прочность. При качественном изготовлении устройство может прослужить на протяжении достаточно длительного периода.
  3. Конструктивные особенности позволяют эксплуатировать оборудование на протяжении длительного периода без остановок. Это связано с наличием системы охлаждения.

Во многом эксплуатационные характеристики шпинделя зависят от области применения, требуемой точности обработки. Кроме этого, повышенная степень обрабатываемости обеспечивается за счет охлаждения.

Способы охлаждения

Механическая обработка металла и других материалов становится причиной повышения температуры шпинделя. Это связано с тем, что из-за трения нагревается насадка, по которой высокая температура передается самому шпинделю. Именно поэтому фрезерный шпиндель высокопроизводительного оборудования снабжается специальными элементами охлаждения. Выделяют два типа охлаждения:

  1. Водяное применяется на протяжении длительного периода. В этом случае шпиндель для фрезера снабжается специальными отверстиями, через которые происходит подача охлаждающей жидкости. Она вбирает часть тепла, после чего удаляется в специальную емкость. Подобный способ снижения температуры металла характеризуется меньшей популярностью, так как с удалением жидкости может возникнуть довольно много трудностей.
  2. В последнее время все чаще встречается системы воздушного охлаждения. Она характеризуется тем, что в устройстве есть специальные отверстия, через которые воздух подается под большим давлением. Единственным недостатком подобного метода можно назвать скопление загрязняющих веществ на фильтре, так как при механической обработке образуется довольно много стружки и пыли.

За счет установки охлаждения есть возможность существенно повысить показатель производительности. Именно поэтому подобный узел является важной неотъемлемой частью оборудования с ЧПУ.

Классификация шпинделей

Встречается довольно большое количество мотор-шпинделей, которые могут устанавливаться на оборудовании фрезеровальной группы. Все они делятся на две основные группы:

  1. Домашние или бытовые. Они рассчитаны на относительно небольшую нагрузку, характеризуются сниженной стоимостью. В специализированных магазинах встречаются универсальные варианты исполнения, предназначенные для работы с самыми различными фрезами. Однако, основное ограничение связано прежде всего с диаметральным размером хвостовика.
  2. Промышленный шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ выпускают компании, которые специализируются на производстве этого оборудования. Они характеризуются тем, что имеют систему охлаждения, воздушную или водяную.

В последнее время часто в домашней мастерской встречается ЧПУ станок по дереву. Он снабжается узлом сниженной мощности, так как возникающая нагрузка относительно низкая.

На момент эксплуатации бесколлекторный шпиндель для ЧПУ воспринимает исключительно нагрузки, перпендикулярные оси шпинделя, а параллельные возникают исключительно на момент врезания инструмента в поверхность.

Модели промышленного происхождения не нуждаются в периодической чистке и смазывании, могут прослужить в течение длительного периода.

Важным элементом рассматриваемого механизма можно назвать зажимы цангового типа. В большинстве случаев применяется ER11 и ER16 тип, которые подходят для хвостовика с диаметром от 2,5 до 3,2 мм. При этом крепежная часть может быть изготовлена в виде конуса, надежность фиксации от этого не снижается. В продаже встречаются и патроны, рассчитанные на изделия с большим диаметральным размером хвостовой части инструмента. Он подходят для случая, когда нужно проводить снятие большого слоя металла.

Электрошпинделя характеризуются тем, что напрямую соединены с электрическим двигателем. За счет этого существенно повышается КПД и уменьшаются размеры самого устройства. Однако у подобного механизма есть один существенный недостаток, заключающийся в восприимчивости переменной и другой нагрузки. К примеру, если фреза застрянет, то при длительной подаче электрический двигатель может сгореть.

Встречается и самодельный вариант исполнения, который можно изготовить своими руками. Его особенности заключаются в низкой стоимость, а также сниженной надежностью. Специалисты рекомендуют использовать только покупные изделия, так как при работе может возникать существенная нагрузка, приводящая к повреждению хвостовика.

В заключение отметим, что нужно уделять внимание рекомендациям по эксплуатации шпинделя. За счет этого можно существенно продлить срок эксплуатации, исключить вероятность поломки хвостовика закрепляемого инструмента. В продаже встречаются самые различные варианты исполнения шпинделей для фрезерных станков, поэтому с выбором не должно возникнуть существенных проблем.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector