Шпиндель с числовым пультом управления

Шпинделем является двигатель, на котором закреплён самозажимный патрон (либо цанга), он фиксирует при вращении рабочий инструмент и передаёт ему на огромной скорости вращательный момент, под рабочим инструментом подразумевается фреза, нож, гравер, точильный камень или сверло. Шпиндели бывают промышленные и бытовые.

Промышленным шпинделем является специальный станок, который выдерживает большую боковою нагрузку, он имеет охладительную систему (воздухом или жидкостью) и специальную смазку, которая выдерживает высокую температуру. Ручной фрезер, дрель и бормашины относят к бытовым шпинделям, они рассчитаны только на продольную нагрузку, потому у них очень слабые подшипники удержания крутящегося вала. Их эксплуатация сверх положенных им возможностей приведёт к потере мощности и перегреву обмотки, в конечном результате электроинструмент сгорит.

Работа фрезерного станка с числовым пультом управления имеет перпендикулярные нагрузки на оси шпинделя, так как работа инструмента распределена на горизонтальной рабочей поверхности, подшипники в данном случае используются только усиленные, чаще керамические, которые способны выдержать большие нагрузки при высоких оборотах.

Промышленный шпиндель имеет автоматическую подачу смазки и автоматическую систему охлаждения.

Воздушное охлаждение — это крыльчатка, закреплённая на валу двигателя, она обдувает холодным воздухом нагретую обмотку двигателя. Воздушная система хуже жидкостной (водной) и имеет недостатки, а именно:на слабых оборотах она малоэффективна, так как её скорость прямо пропорциональна скорости двигателя, второе-вместе с воздухом она засоряет корпус двигателя мелкой стружкой и прочей пылью, что образуется при фрезеровке.

У промышленных шпинделей сбалансирована цанга таким образом можно зажать инструмент не только со стандартным хвостовиком.
Чаще всего для фрезерного станка устанавливается цанга ЕР11 или ЕР13, это даёт возможность зажать фрезу с рабочим хвостовиком 2,5 — 3,0 — 3.2мм, цанга ЕР-25 с хвостовиком 6мм. используют в основном для снятия толстого металлического слоя.

Если использовать фрезу диаметром 2мм. при хвостовике 6 мм., то получим тот же эффект как при работе фрезы с хвостовиком в 3.2мм., но используя фрезу на 10мм при хвостовике 6мм. направляющие изменяют форму, что выведет фрезеровочный станок из рабочего состояния.

При выборе шпинделя стоит помнить, что мощность и производительность прямо пропорциональны.

Мощность шпинделя 400 — 600 ватт приемлема, если нужно выполнить мелкую сверлильную или гравировальную работу, а для нанесения фрезы на металл или толстый слой дерева потребуется мощность 1000-1400 ватт. Лучшим выбором будет шпиндель, мощностью свыше 2000 ватт, так как у него максимальная система подачи.
Фрезерование делится на силовое и на скоростное.

При силовом быстрое вращение фрезы и медленная подача, при скоростном же всё с точностью наоборот. Профессиональный фрезерный станок работает на силовом методе,это даёт возможность развить нужное условие подачи и высокий уровень выработки.Станок имеет управление, которое позволяет ввести режимы фрезерования, где для каждого типа фрезы указана её максимальная скорость подачи, устанавливается скорость заглубления и количество оборотов вращения.

При максимальной производительности на высоких оборотах станок не перегревается и не выходит из строя.

При выборе шпинделя, стоит определиться между быстрым или мощным, который будет развивать максимальный крутящий момент. Сильно высокие обороты на большой частоте вращения являются плохим показателем для фрезерного станка по дереву, так как при обработке фреза и материал в процессе работы нагреваются и образуют большое количество мелкой пыли и стружки. В результате вы получите перегрев фрезы и обрабатываемого дерева.

Трёхфазные шпиндели имеют множество функций, можно установить скорость вращения, также можно управляться от ПО станка, в настройках нужно установить нужные обороты шпинделя, соответствуя таблице скоростей(они описаны в паспорте и являются индивидуальными для каждой фрезы) для обрабатываемого материала.

Преобразователь частоты даёт возможность развить более частое вращение, что позволяет установить нам нужную скорость разгона фрезы, а также скорость плавного её замедления. Таким образом преобразователь частоты помогает продлить срок службы шпинделей.

Фрезерный станок также оснащён защитой от скачков напряжения, это даёт возможность отключить шпиндель если он выходит за заданный ему параметр нагрузки. Если вы допустите ошибку при выборе скорости подачи фрезы, то не получите сигнал о готовности шпинделя, также произойдёт если шпиндель не вышел на соответствующие обороты или по каким-то причинам отклонился от них.

При эксплуатации трёхфазного шпинделя у вас всегда есть возможность вовремя остановить запущенную программу, тем самым вы избежите неожиданное прекращение работы шпинделя, что делает работу более надёжной не даёт возможности станку выйти из строя.

Для самостоятельного изготовления фрезерного станка с ЧПУ по дереву, стоит уделить внимание выбору шпинделя, а именно учитывать обязательное наличие 34 упорных подшипников, так как это позволит выдерживать боковые нагрузки на протяжении длительного срока работы станка.

Для фрезерного станка, используют шпиндели с коллекторным двигателем, за счёт приемлемой стоимости, во вторых, за счёт хорошего показателя при работе в полную силу, но на малых оборотах их мощность значительно снижается. При использовании бес коллекторного двигателя на станок проблем с потерей мощности не будет.

Для того, чтобы изготовить шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ необходимо:

  • электродвигатель бес коллекторного типа (2000 Вт)
  • удлиненный вал
  • контроллер для бесколлекторного двигателя и сервосистем.

Благодаря цанговому зажиму удлинённый вал даёт возможность закрепить фрезу, то есть на вал двигателя с помощью держателей устанавливают пару подшипников, что позволит избежать раскачки двигателя, это нам позволит выдержать все боковые нагрузки, возникающие при обработке металла или дерева. Ведь при фрезеровании в основном шпиндель несёт боковые нагрузки.

Используемый контролёр для двигателя шпинделя гарантирует стабильную бесперебойную работу его оборотов даже если нагрузки меняются, что очень важно для обработки дерева, пластика и металла.

 

Ссылка на основную публикацию