Фрезерный

Выбор шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ

Как выбрать шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ ? ИХ классификация, охлаждение, способы фрезеровки, мощность, и другая полезная информация.

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.

шпиндель для фрезерного станка с чпу

Классификация

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

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

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

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

конусы шпинделей фрезерных станков с чпу

Особенности шпинделя зависимо от вида

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

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

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

Цанговые зажимы

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

шпиндель для чпу фрезера

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

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

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.

станки с чпу фрезерный двухшпиндельный

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.

фрезерный шпиндель чпу

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.

чпу фрезерный с двумя шпинделями по стали

Охлаждение

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

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

двухшпиндельный фрезерный станок с чпу описание

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

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

Комментарии (12)
  • Давид
    24.04.2018 / 09:39
    Please wait...

    Не сильно разбираюсь в таких вещах, обычно прошу помощи консультантов в интернет-магазинах.

    Ответить
  • Лена Иванова
    04.05.2018 / 10:47
    Please wait...

    Вместе с мужем только с магазина, купили отличный шпиндель. Мой совет — всегда советуйтесь с консультантом.

    Ответить
  • Кирилл
    05.05.2018 / 04:56
    Please wait...

    Сейчас пойду в магазин, выбирать шпиндель. Спасибо за полезную информацию!

    Ответить
  • Федор
    05.05.2018 / 08:31
    Please wait...

    Делюсь опытом: пытаюсь выбирать бюджетный шпиндель, работать может меньше , чем дорогой, но не слишком. Всегда остаюсь доволен покупкой.

    Ответить
  • Артур
    13.05.2018 / 07:39
    Please wait...

    Интересная статья, благодаря Вам определился со шпинделем!!

    Ответить
  • Эдуард
    13.05.2018 / 10:03
    Please wait...

    Очень сложно было выбрать шпиндель для станка, но в магазине сделал окончательный выбор.

    Ответить
  • Олег Янович
    13.05.2018 / 13:57
    Please wait...

    Долго выбирал шпиндель для своего станка, и остановил свой выбор на шпинделе с воздушных охлаждением. Пока все отлично работает.

    Ответить
  • Веня
    13.05.2018 / 14:51
    Please wait...

    Не знаю, как вы, но я всегда покупаю шпиндель , аналогичен прошлому. Поэтому проблем с выбором никогда не возникало.

    Ответить
  • Артур
    14.05.2018 / 08:43
    Please wait...

    Всегда знал, что выбор шпинделя — нелегкое дело, и еще раз в этом убедился.

    Ответить
  • Женя
    14.05.2018 / 13:48
    Please wait...

    Довольна объемная статья, тяжело читать (

    Ответить
  • Мария Куликова
    16.06.2018 / 14:01
    Please wait...

    Спасибо! Интересно так ))

    Ответить
  • MelaniT
    07.07.2018 / 11:38
    Please wait...

    У меня 4 одинаковых станка со шпинделями 900 Вт, один из которых — водяной. Разницы в звуке на оборотах до 15000 нет, больше не используем.

    Ответить
Оставить комментарий

Самые комментируемые записи
60
Строим самодельный фрезерный ЧПУ станок

Самодельный ЧПУ фрезерный станок: подробности процесса сборки, обзор нужных комплектов и наборов, личный опыт. Откроем секреты сборки станка своими руками.

что можно сделать на чпу фрезерного станка
7
Что можно сделать на фрезерном ЧПУ станке

Узнаем, что же можно сделать на ЧПУ фрезерном станке, рассмотрим плюсы и минусы бизнеса в этом направлении и преимущества автоматики над ручным инструментом.

процесс обработки дерева на фрезерном чпу станке
5
Изготовление фрезерного станка с ЧПУ по дереву своими руками

Изготовление фрезерного ЧПУ станка по дереву своими руками требует немало усилий для идеального создания в домашних условиях. Именно поэтому необходимо продумать сборку, чертежи, схемы, характеристики и размеры данного агрегата.

мебель на чпу станке
4
Идеи для поделок на ЧПУ фрезере

Супер поделки из дерева при помощи фрезеровочного станка с числовым программным управлением. Особенности использования и инструкция по изготовлению.

Прямо сейчас смотрят
Фрезерный
станок КРВ 4075
Особенности конструкции копировально-фрезерных станков

Копировально фрезерный станок пригодится как на предприятиях, так и в бытовых условиях. Технические характеристики, разновидности и устройство станка.

Фрезерный
внешний вид фрезерного станка 6р18
Технические характеристики горизонтально-фрезерного станка 6р18

Станок 6р81 – надежный универсал за приемлемую цену. Оптимальная машина для разных фрезерных операций при ограниченной программе.

Фрезерный
фрезерный станок с чпу SVM-1L
Функциональные особенности фрезерных станков с ЧПУ, их виды и преимущества

Фрезерные станки с ЧПУ: принцип работы. Их виды и особенности. Какие можно выполнять фрезерные работы. Преимущества станков с ПУ по сравнению с обычными.

Фрезерный
наборы для чпу фрезера
Наборы для сборки фрезерного станка с ЧПУ

Набор для сборки фрезерного станка с ЧПУ – это отличное решение для тех, кто хочет сэкономить деньги и собрать качественную машину собственноручно.

Фрезерный
Картинка не загружена.
Описание 4-х осевого фрезерного станка с ЧПУ

4 осевой фрезерный станок вида ЧПУ - прибор с числовым программным управлением, предназначенный для высококачественной обработки поверхности.

Фрезерный
шпиндель на станке чпу
Изготовление шпинделя для станка с ЧПУ до дереву

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

Фрезерный
продукция heidenhain
Подробное описание ЧПУ Heidenhain

ЧПУ Heidenhain, описание которых прилагается вместе с инструкцией по руководству, представляют собой профессиональные стойки, имеющие универсальную систему.

Фрезерный
новый зубофрезерный станок
Общее описание технических характеристик зубофрезерных станков

Как устроены зубофрезерные станки, их технические характеристики. Виды, область применения. Работа моделей 5К32 и 5К32А, их сравнительная характеристика.

Фрезерный
фрезеровка металла на чпу
Как работать на фрезерном станке по металлу с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ по металлу поможет Вам построить практически все. Нюансы фрезеровки металла, способы контроля температуры режущего инструмента и др.

Фрезерный
внешний вид портального фрезерного станка чпу
Конструкция и применение портального фрезерного станка с ЧПУ

Портальный фрезерный ЧПУ станок – это оборудование, предназначенное для выполнения, таких задач как сверление, рельефное и плоскостное фрезерование и др.