Какой шпиндель выбрать для станка ЧПУ

Содержание

Заводские рекомендации для выбора шпинделя по его мощности на валу (пиковая мощность):

Какой шпиндель выбрать для станка ЧПУ

*для просмотра шпинделей пролистайте в конец страницы

Все шпиндели с цангой ER-8

Применяются для миниатюрных ювелирных работ, миниатюрных гравировок в основном граверами и фрезами до диаметра 2.35мм. Диаметр вала шпинделя =10мм.

0.8квт — с цангой ER-11

«Ювелирный шпиндель» мелкие неглубокие граверные работы по латуни, модельки, тонкие до 5мм пластики, тонкая фанера, сувениры, сверление и резка печатных плат. Это один из самых удобных шпинделей для мастеров ювелиров при обработке воска, а также всех цветных металлов. Очень удобен шпиндель из-за маленькой немешающей гайки при установке тонких граверов и миниатюрных фрез. Гайка цанги диаметром 19мм не мешает работать по мелким рельефам.

Диаметр вала шпинделя 13мм. Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 7мм диаметром. Тех.требования при резке/раскрое: применение фрез до 3.15мм в диаметре до глубины реза 12мм, и применение фрез не более 1мм диаметром при работах по стали до глубины реза максимум 3мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 150Вт/час. Вес шпинделя 2.6кг. В шпинделях с этой мощностью запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 40мм.

Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

1.2квт — с цангой ER-11 60 000 оборотов

Специальный шпиндель для работ фирменными твёрдосплавными фрезами по металлу. Обратите внимание-именно фирменным твёрдым сплавом (без китайских дешёвых добавок в сплав), а не «китаем» или отечественными непонятного происхождения или скоростной сталью старых разработок, которая обуглится уже при 7 000 оборотах.

Если Вы работаете часто именно тонкими и очень тонкими фрезами, то по расчётным формулам для тонких твёрдых фрез будут требоваться очень большие обороты шпинделя начиная от 30000 при работе с металлами.

Кроме того, этот шпиндель применяется на многошпиндельных скоростных станках для дерева с горизонтальной скоростью обработки рельефов до 20-25 метров в минуту. Рекомендуется применение фрез для работ по твёрдой древесине не более 6мм диаметром, и применение фрез не более 1.5мм диаметром при работах по стали до глубины реза максимум 5мм.

Потребление от сети при правильных нагрузках не более 200Вт/час. В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 50мм. Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

1.5квт — с цангой ER-11

«Ювелирный шпиндель» граверные работы, сувениры и мелкие неглубокие фрезеровки на алюминии и латуни. Если применять эту модель с цангой ER-11 при глубокой резке и раскрое например древесины, то имеется высокая вероятность повреждения вала шпинделя, который всего 13мм в диаметре, при заклинивании, и последующем сгибании вала шпинделя, или появления после ударов- дополнительных детонаций.

Мощность на валу завышена в два раза по сравнению с диаметром вала, и пользоваться длинными или толстыми диаметрами фрез более 4мм следует с высочайшей осторожностью. Если есть необходимость установки фрез до 8мм в диаметре (через специальную цангу), то фрезу надо распиливать пополам для её укорачивания, чтобы общая длина фрезы не превышала 40мм. Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 7мм диаметром.

Прямое назначение шпинделя — мелкие граверные работы миниатюрными короткими фрезами, гравировка латуни и меди, но с чуть большей мощностью, чем шпинделем 0.8квт. Тех.требования при резке/раскрое тв.древесины: применение фрез до 4мм в диаметре до глубины реза 15мм, и фрез диаметром не более 2мм при работах по стали до глубины реза максимум 7мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 300Вт/час.

В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 40мм. Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

1.5квт — с цангой ER-16

Начальный шпиндель для работы с твёрдой древесиной, акрилами до 15мм. Удобен шпиндель из-за небольшой гайки диаметром 28мм с резьбой M22 x 1.5 ,устанавливаемой на эконом варианты шпинделей (или тонкой гайки 24мм с резьбой M19 x 1.0, устанавливаемой на стандартные базовые модели с более высоким качеством — обычно тяжёлые шпиндели весом 6.

5кг-рекомендуемые для фрезеровки металлов). Диаметр вала 20мм уменьшает вероятность его случайного сгибания при заклинивании фрезы. Можно гравировать, фрезеровать 3D рельефы, а также резать неглубокие до 30-40мм заготовки в несколько проходов. Запрещено работать с этой цангой фигурной фрезой на полную глубину фигурной фрезы.

Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 10мм диаметром. Тех.требования при резке/раскрое: применение фрез до 6мм в диаметре до глубины реза 20мм по древесине, и фрез не более 2.5мм при работах по стали до глубины реза максимум 9мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 300Вт/час. Напряжение питания 220v.

В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 60мм. Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

2.2квт — с цангой ER-20

Базовый шпиндель для работы с твёрдой древесиной, акрилами до 30мм. Шпиндель имеет гайку диаметром 34мм. Диаметр вала 24мм — нормальный вал который уже трудновато согнуть. Можно гравировать, фрезеровать 3D рельефы на дереве, пластиках и производить мелкие неглубокие гравировки и фрезеровки на мягких металлах. Запрещено работать фигурной фрезой на полную глубину из-за недостаточной мощности шпинделя для фигурных фрез.

Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 13мм диаметром. Тех.требования при резке/раскрое: применение фрез до 4 мм в диаметре при работах по стали до глубины реза максимум 12мм, и применение фрез до 8мм в диаметре при работах по древесине до глубины реза 30мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 450Вт/час. Напряжение питания 220v В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 75мм.

Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

2.2квт — с цангой ER-16 с резьбой M19 x 1.0

Базовый шпиндель для работы с металлами и твёрдой древесиной. Тяжёлый шпиндель весом 7.1кг, имеет центрованную гайку диаметром 24мм. Эта модель рекомендуется для многих станков при обработке металлов с малыми детонациями. Позволяет гравировать, фрезеровать 3D рельефы на сталях, дереве, пластиках. Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 10мм диаметром. Тех.

требования при резке/раскрое: применение фрез до 3.15 мм в диаметре при работах по стали до глубины реза максимум 10мм, и применение фрез до 8мм в диаметре при работах по древесине до глубины реза 30мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 450Вт/час. Напряжение питания 220v. В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 60мм.

Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

3квт — с цангой ER-20

Основной шпиндель для 3D работы с твёрдой древесиной, акрилами, металлами и небольшими глубинами резки в проход до 4мм для камня. Шпиндель имеет гайку диаметром 34мм. Диаметр вала 24мм — нормальный вал который уже трудновато согнуть. Допустимо работать фигурной фрезой на полную глубину с небольшими подачами. Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 13мм диаметром. Тех.

требования при резке/раскрое тв.древесины: применение фрез до 12.7мм в диаметре до глубины реза 50мм. При работах по стали применение фрез не более 5мм диаметром до глубины реза максимум 15мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 600Вт/час. Производится 2 вида шпинделей с этой мощностью: до 18тыс.оборотов и до 24тыс.оборотов.

Если планируется в основном мелкая гравировка и фрезеровка, а также работа с металлами, то следует выбирать шпиндель с 24тыс.об, т.к. шпиндель с меньшим к-вом оборотов имеет худший КПД по рентабельности при мелких работах, особенно с металлами при обработке твёрдыми фрезами, кроме того в 1.3раза придётся снизить горизонтальную скорость обработки древесины для предотвращения поломки фрез.

Пример: если шпинделем с 18тыс.об обрабатывается древесина при горизонтальной скорости 4.5м/мин, то шпинделем с 24тыс.об древесина обрабатывается с горизонтальной скоростью 5.85метров в минуту. Напряжение питания 220v. Часто встречаются такие шпиндели на 380v 3 фазы, что не позволит запитать станок от недорогого бесперебойного блока питания.

В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 100мм. Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

4квт

Применяется когда недостаточно мощности при резке на большой глубине, а также с более высокой подачей фигурными фрезами. Тех.требования при резке/раскрое тв.древесины: применение фрез до 12.7мм в диаметре до глубины реза 60мм. При работах по стали применение фрез до 6мм диаметром до глубины реза максимум 20мм.

Потребление от сети при правильных нагрузках не более 800Вт/час. Напряжение питания 380v 3 фазы. Как правило шпиндели с этой мощностью имеют максимум 18тыс.оборотов, что является большим недостатком при работе твёрдосплавными фрезами на мелких фрезеровках тонкими фрезами, и значительно снижает общий КПД станка.

Этот шпиндель следует эксплуатировать с большими диаметрами твёрдосплавных фрез, которым не требуются большие обороты. При производстве мелких изделий и фрезеровок, эксплуатация этого шпинделя часто нерентабельна, т.к.

применение только 3-х фазной сети для питания шпинделя, большое энергопотребление и дорогое плановое обслуживание могут сравниваться или превышать стоимость самой фрезеровки. В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 100мм.

4.5квт и более

Имеют гайки ER-25 диаметром 42мм, или ER-32 диаметром 60мм, что может невероятно мешать при всех видах фрезеровки, когда установлены мелкие стандартные короткие фрезы.

Читайте также  Как сделать намоточный станок

Как пример -длина основных тонких фрез=38мм, зажатие в цангу по нормативным требованиям не менее 15мм, в результате фреза высовывается наружу на 38-15=23мм под гайкой диаметром 42 или 60мм — «суперудобство» особенно для обработки рельефов! но при этом мощные шпиндели позволяют более продуктивно работать фрезами более 12мм в диаметре, дорогими длинными и конусными фрезами, а также работать большими фигурными фрезами по дереву.

Применяется в основном для резки камня, мрамора и глубокой фрезеровки металлов, и для фрезеровки металлов диаметрами фрез до 10мм до глубины реза максимум 22мм, а также для резки толстых деревянных заготовок и брёвен. Как правило шпиндели с этой мощностью имеют максимум 18тыс.оборотов, что является большим недостатком при работе твёрдосплавными фрезами на мелких фрезеровках тонкими фрезами, и значительно снижает общий КПД станка. Напряжение питания 380v 3 фазы.

Этот шпиндель следует эксплуатировать с большими диаметрами твёрдосплавных фрез, которым не требуются большие обороты. При производстве мелких изделий и фрезеровок, эксплуатация этого шпинделя часто нерентабельна, т.к.

применение только 3-х фазной сети для питания шпинделя, большое энергопотребление более 1000Вт/час и дорогое плановое обслуживание могут сравниваться или превышать стоимость самой фрезеровки. В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 120мм.

Примечеание: В основном, пользователи станков не знают, или игнорируют сказанное выше — этим уничтожая даже самые лучшие подшипники шпинделей. Если у Вас всё-таки есть желание устанавливать фрезы длиной 150мм, то применяйте шпиндели 6.0kw и выше с цангой не менее ER32 ( диаметр вала шпинделя = 40мм) или с цангой ER40 (диаметр вала шпинделя = 45мм) и более.

Источник: https://www.topincity.ru/stanki/zapchasti/shpindeli

Выбираем шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ

Под фразой «шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ» обычно принято подразумевать двигатель, с установленным на него цанговым самозажимным патроном (как на ручной фрезерной машинке), который служит для фиксации режущего инструмента, такого как фреза, точильный камень, сверло и т.д, и передачи ему вращательного движения с большой скоростью.

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.

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.

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.

Мощность шпинделя

При выборе мощности шпинделя необходимо руководствоваться золотым правилом – чем больше, тем лучше. Основные правила при выборе мощности:

  1. Если планируется использование фрезерных станков только для сверловки или гравировки небольших деталей, то будет вполне достаточно шпинделя, мощностью до 600 ватт.
  2. Для фрезеровки твердых пород древесины и металла нужно рассматривать уже двигателя мощностью от 600 до 1400 ватт.
  3. В случае, если планируется дальнейшая модернизация станка (бывают станки с двумя шпинделями и более) или нужен большой запас по мощности, необходимо смотреть в сторону шпинделей, имеющих мощность свыше 1.6 кВт, они позволят производить обработку практически любых материалов, а качество работы будет зависеть только от надежности механической части станков с ЧПУ.

Способы фрезеровки

Уточним некоторые тонкости. Фрезеровать можно двумя способами, либо с быстрой подачей и медленным вращением фрезы, либо с медленной подачей, но с высокой скоростью вращения фрезы. Первый способ называется скоростным, а второй – силовым.

В промышленности обычно используется силовое фрезерование для того, чтобы максимально быстро выбрать лишний материал из заготовки. Перед этим необходимо изучить описание и паспортные данные определенной фрезы и внести в станок нужные режимы резания конкретно для нее, а именно: скорость вращения, заглубления и подачи. Таким образом, можно использовать фрезу, получая от нее максимальную производительность, не перегружая ее.

 Если механическая часть вашего станка не позволяет получить хорошее усилие и начинает деформироваться, то лучше не экспериментировать, а использовать второй способ фрезерования – скоростной, развив максимальную скорость вращения фрезы и установив минимальную скорость подачи.

Критерии выбора шпинделей

Проанализировав вышесказанное, необходимо определиться что нам важнее, скорость шпинделя или его мощность. Покупая качественный и дорогой шпиндель, можно не задаваться таким вопросом, ведь большинство из них имеют достаточно высокую мощность и высокую скорость вращения одновременно.

По максимуму такие шпиндели практически не используют, а нагружают их на 60-80% всей мощности и используют до 90% от максимальной скорости, что несомненно является большим преимуществом, так как в таких условиях шпиндель для фрезерного ЧПУ станка не перегреется и не будет работать на износ. Высокая скорость вращения (18000-20000 об/мин) практически не используется по той причине, что при обработке на таких скоростях инструмент и заготовка начинает греться и подгорать, испортив всю работу.

Отдельно стоит рассмотреть шпиндели, питаемые от трехфазной сети. Они подключаются пятью проводами, три из которых – линейные, один нулевой и один для заземления. К бытовой сети их не получится подключить без доработок.

Раньше для таких целей использовали пусковые конденсаторы, которые, по законам электротехники, изменяли угол фазы и искусственно создавали 3 фазы из одной.

Но фрезерный станок с ЧПУ для такого способа вряд ли будет актуален, поскольку в таком случае теряется возможность регулирования скорости вращения шпинделей.

Поэтому в наше время используются электронные преобразователи частоты (ПЧ), принцип работы которых построен на выпрямлении бытового напряжения и генерации из него 3-фазного с возможностью плавной регулировки частоты.

Преобразователь частоты или частотник, как его называют в народе, имеет множество полезных функций, среди которых можно выделить: контроль температуры шпинделей, плавная регулировка скорости их вращения, и самой полезной функцией является то, что он может быть подключен к блоку управления фрезерных станков и программное обеспечение будет автоматически устанавливать необходимую скорость вращения инструмента. Помимо этого, частотник дает возможность плавного запуска и торможения шпинделей, что значительно увеличивает срок их работы.

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.

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.

Источник: https://VseOChpu.ru/shpindel-dlya-frezernogo-stanka-s-chpu/

Характеристика шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ

Фрезерный шпиндель — главный узел конструкции станка с ЧПУ, в форме полого металлического вала с цангой, зажимом для фрезы. Для плотного крепления цанги конец шпинделя выполнен в виде конуса. Вал расположен на каретке, двигающейся в трех плоскостях. Вращательное движение поступает, непосредственно, на фрезу, минуя промежуточные механизмы.

Главные компоненты технической характеристики:

  • мощность;
  • частота вращения вала;

Фрезерный шпиндель

Данные о мощности установки позволяют определить материал пригодный для работы.

Так, для:

  • фанеры, дерево-стружечной плиты, МДФ, пластмасс достаточно мощности в 800 Вт;
  • дерева, текстолита, мягких сплавов — 1,5 тыс. Вт;
  • камня, стали — 3 тыс.Вт.

Знание частоты оборотов позволяет установить рабочий режим станка с учетом особенностей материала.

Отличительные качества

Отличительные черты шпинделя для станка с программным управлением — КПД, достигающий 95% и прочность конструкции, обеспечивающая полноценное функционирование механизма

Способы охлаждения

При работе на фрезерном станке, закрепленная деталь перегревается и может разрушиться. Для снижения температуры, возникающей при обработке изделия фрезой, применяют такие способы охлаждения:

  • воздушный;
  • смазочно-эмульсионный.
Читайте также  Цифровая линейка для станка

Воздушное охлождение

Метод воздушного охлаждения, часто применяется на современных станках с ЧПУ. Сущность способа заключается в направлении воздуха через сопла, на поверхность детали снабженной воздухозаборниками. Недостаток — засорение фильтров, при обработке материалов, дающих обильную пыль.

Также широко распространено охлаждение деталей при помощи смазочно-эмульсионных жидкостей, положительно влияющих на процесс резки металла:

  • В месте контакта фрезы с деталью происходит образование защитной, смазочной пленки, уменьшающей трение и выделение тепла.
  • Избыток тепла отводится от обрабатываемой заготовки.
  • Приостанавливается образование нароста на режущей кромке фрезы, что улучшает отвод стружки.

Кроме того, эмульсионные смазки защищают готовые изделия от коррозии.

Шпиндель с воздушным охлаждением

Выбор и классификация шпинделей

Шпиндели для фрезерных станков с ЧПУ подразделяют:

  • На бытовые — дрели, фрезеры;
  • Профессиональные, с надежными подшипниками, системой охлаждения и смазки;

Цанговые патроны

Шпиндели для промышленности оборудуют цанговыми держателями, с минимальной амплитудой биения, что позволяет добиваться высокой точности при обработке деталей.

Особенности эксплуатации

Шпиндели для станков с ЧПУ, использующиеся в производстве, не нуждаются в диагностике, регулярной чистке, и смазке подшипников. Контролируя функционирование механизма, обращайте внимание на необычные звуки, появляющиеся на холостом ходу.

При возникновении нехарактерного звучания рекомендуется:

  • разобрать корпус;
  • продуть сжатым воздухом скопившуюся грязь.

После чего, нанести на подшипник термостойкую смазку.

Мощность агрегата

Производительность механизма, связанного с вращательным движением, сообщаемым двигателем валу, зависит от мощности агрегата. Данная характеристика указывает на возможности обработки материала, при которых маломощное приспособление не справится с поставленной задачей, а чрезмерно мощное приведет к порче детали, и к избыточным расходам электроэнергии. Поэтому, при определении мощности, следует ориентироваться на характер запланированных работ.

Так:

  • для сверления или гравировки достаточно мощности в 600 Вт;
  • для твердой древесины и металлы до 1,4 тыс. Вт.

При планируемом апгрейде станка, с последующим увеличением мощности, рекомендуется обратить внимание на конструкции от 1,6 тыс. Вт, позволяющие обрабатывать материал любой твердости.

Апгрейд станка

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.

: Фрезерный шпиндель

Источник: https://promzn.ru/stanki-i-oborudovanie/shpindel-dlya-frezernogo-stanka-s-chpu.html

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.

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. 

Стойка NCStudio

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. 

Источник: http://www.tehnodecor.com/parameters_of_choice/

Какой он — оптимальный шпиндель для ЧПУ?

Шпиндель для ЧПУ — это самая ответственная деталь и нагруженный узел. Для правильного выбора всегда учитывают, что мощность мотора и механическая прочность кинематики должна превышать в 2 раза расчетные значения. Это требуется для сохранности дорогостоящих деталей при подклинивании.

Основная информация

Программы для станков с ЧПУ пишут согласно жесткости конструкции и максимальных оборотов шпинделя. При фрезерной обработке должна учитываться вероятность поломки вращающегося инструмента от нагрева или усталости металла. Поэтому часто ставятся предохранительные муфты, рассчитанные под конкретные размеры вала мотора и диаметр патрона.

Все программы для станков с ЧПУ прежде отрабатываются пошагово без движения осей. Когда пользователь будет уверен на 100 %, что не будут задеты кулачки шпинделя, тогда приступают к работе с перемещениями в шаговом режиме или одиночными циклами. Когда закончится проверка без заготовки, приступают к непосредственному нарезанию детали.

Шпиндель для ЧПУ — дорогостоящий узел и самый мощный, тем не менее его можно легко вывести из строя при неосторожном обращении с техникой. Некоторые системы имеют сложные расчёты корректоров, неправильное определение которых оборачивается длительными ремонтами. Для работы на каждом новом станке требуется предварительное переобучение оператора, даже если он уже имеет опыт на аналогичной стойке.

Читайте также  Станок для производства пластмассовых изделий

Параметры

Шпиндель для ЧПУ следует выбирать по следующим критериям:

  • Тип охлаждения узла: воздушное, жидкостное.
  • Мощность шпиндельного мотора и передаточное число редуктора.
  • Тип двигателя.
  • Вид подшипников и способ их смазки.
  • Режимы работы, тип системы торможения.
  • Точность позиционирования и вид датчика слежения.
  • Крепление шпинделя

Кроме перечисленных параметров важна и сама конструкция мотора: количество обмоток, вид ротора, способ снятия и подачи нагрузки на обмотки. Учитывают крутящий момент и возможность регулировок для центров узла относительно осей подачи. Также должны меняться патроны: самозажимные, гидравлические, ручные, пневматические.

Шпиндель для ЧПУ выбирают с учетом возможностей смены расходных запчастей. Следует посмотреть варианты доступных подшипников, которые имеются в наличии на складах, узнать о сроках поставки. Может так оказаться, что из-за маленького расходника встанет производство на длительный период, или потребуется оплатить десятикратную цену за изготовление детали. Небольшой шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ должен иметь облегченную конструкцию и малые габариты.

Из чего можно сделать узел самостоятельно?

Шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ для обработки по дереву, пластику и другим мягким материалам может представлять собой обычную электрическую дрель. Важно выставить её по уровню и замерить биения фрезы. Это дешёвый вариант, позволяющий усовершенствовать уже имеющуюся конструкцию.

В качестве вращающейся оси подойдёт любой двигатель с точно выставленным инструментом. Подбирается надежное и жесткое крепление шпинделя. Люфт осевой не должен быть более 0,01 мкм для большинства отверстий.

Подходит бормашина, оборотистая дрель, можно приспособить даже двигатель от стиральной машинки или швейной. Какой шпиндель подойдёт в конкретном случае, зависит от поставленной цели.

Учитывается тип материала, требуемая точность размеров детали, загруженность в автоматическом цикле. Можно и заказать уже готовые решения в интернет-магазине.

Двигатели на заказ

Числовое программное управление (ЧПУ) используется для повышения точности выпускаемых деталей и сокращения временных затрат на производство. Для единичной продукции стоимость техники превышает сумму вложенных средств на её выпуск. Дешевле будет заказать деталь в любой компании, занимающейся металлообработкой.

Для самодельного шпинделя заказывают готовые моторы. Популярны двигатели постоянного тока, синхронные и асинхронные. Обороты на 12 тысяч для таких моторов — не предел. Дополнительно может использоваться коробка передач с ручным или автоматическим приводом.

Для мощных шпиндельных двигателей требуется устойчивое питание. В этом их недостаток. Но если поставить простейший привод и мотор с обратной связью, то на таком станке уже можно обрабатывать более сложные изделия.

В ЧПУ вводится дополнительная ось, которая может удерживать не только фрезу, но и цилиндрические детали.

Чем лучше двигатели на заказ?

У заводских моторов уже проведена балансировка вала и подобраны подшипники с минимальным биением. Остается только поставить готовый двигатель на стандартное крепление и выставить соосность по индикаторной стойке. Точность фрезерования требуется в производстве печатных плат, деталей кинематики.

Синхронные двигатели хорошо себя показали при изготовлении ювелирных деталей методом гравировки. У постоянных моторов низкий уровень шума во время работы, что может быть полезным для руководителей, старающихся улучшить свое производство. Однако у них есть свойство греться во время работы на больших оборотах. Поэтому потребуется подводить отдельно и охлаждение, хотя бы воздушное.

Выбор профессионалов

Более дорогостоящие двигатели для шпинделей обязательно комплектуют жидкостным охлаждением. У них более высокая точность позиционирования, достаточно мощный крутящий момент, а надежность выше указанной в несколько раз. Обычно они установлены на 3-4 подшипника, а не на 2, как классические моторы. За счет этого достигается минимальное биение инструмента или детали в патроне.

Источник: http://fb.ru/article/324475/kakoy-on---optimalnyiy-shpindel-dlya-chpu

Шпиндель для настольного фрезерного станка с ЧПУ своими руками

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

Гравер

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

Бормашинка

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

DC-мотор

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

Фрезер и прямошлифовальная машина

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

Фрезер Sparky

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.

Фрезер Kress

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

Профессиональный шпиндель

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).

Источник: http://met-all.org/oborudovanie/stanki-frezernye/shpindel-dlya-frezernogo-stanka-chpu.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: