Какой шпиндель выбрать для станка ЧПУ?

Виды шпинделей для фрезерного станка с ЧПУ

Любой станок состоит из нескольких ключевых узлов, которые связаны между собой и не смогут функционировать при поломке какого-либо. Одним из главных элементов является шпиндель.

На нём закрепляется главная рабочая часть станка и он приводит её в движение. Эта деталь часто выходит из строя.

Людям, занимающимся металлообработкой, желательно знать больше информации про то, что такое шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ.

Шпиндель с ЧПУ

Конструкция и технические параметры

Если речь идёт про устройство станка для фрезерования, то каждый из них будет иметь шпиндель. Это элемент присутствует в любом оборудовании независимо от того, какие материалы им можно обрабатывать. От вида материала меняется, в первую очередь, мощность двигателя.

При вращении шпинделя в движение приходит фреза, с помощью которой и происходит обработка материала. Её работа напрямую зависит от состояния и характеристик этого элемента оборудования.

Устройство шпинделя подразумевает под собой наличие направляющих для его перемещения вместе с фрезой. Перемещается он по оси Z и в пределах рабочего стола. Универсальные модели оборудуются переключателем скоростей.

Этот дополнительный элемент позволяет работать с деревом, металлом, пластиком, камнем. На современных станках шпиндели снабжаются водным или воздушным охлаждением.

Охлаждение является обязательным элементом при серийном изготовлении изделий из металла. Желательно выбирать воздушную систему, так как она позволяет сэкономить место. При отсутствии охлаждения фреза по металлу будет перегреваться и повреждать поверхность металла.

Классификация

При разнообразии фрезерных станков и шпинделей к ним проще их классифицировать по техническим характеристикам:

• Фрезерный шпиндель поворотного типа. Часто изготавливается самостоятельно.
• Вертикально-поворотные механизмы.
• Оборудование с двумя шпинделями.
• Механизмы, применяемые при работе с торцевыми частями.
• Вертикально-поворотные конструкции для ручной обработки.

Если говорить о применении шпинделей в домашних условиях, можно выделить граверы. Их часто устанавливают на самодельных фрезеровочных станках. Однако, эти машинки имеют серьёзный недостаток. Из-за слабого крутящего момента, металл обрабатывается с большим трудом. Чаще всего таким оборудованием обрабатывают древесину или пластик.

Бормашинка

Часто эти приспособления сравниваются с граверами. Главное отличие — сохранение крутящего момента независимо от изменения оборотов. Также бормашинки комплектуются патронным зажимом и работают они тише, чем граверы.

Dc мотор

Специальный механизм, который комплектуется ЧПУ. Работает тихо и не создаёт вибраций. Благодаря наличию ЧПУ, появляется возможность изменять мощность при работе.

Ключевой недостаток dc мотора — это плохая система охлаждения, и как следствие быстрый перегрев при работе с твёрдыми материалами.

Чтобы не повредить металлические заготовки и не вывести двигатель из строя, требуется дополнительное охлаждение.

DC мотор

Прямошлифовальная машина

Часто это оборудование используют в качестве фрезеровочного шпинделя. С его помощью можно обрабатывать как дерево, так и металл. В комплекте отсутствует устройство для регулировки мощности, что снижает функционал прямошлифовальной машины. Также при работе с металлом она издаёт громкие звуки.

Фрезер sparky

Используется в качестве поворотного фрезерного шпинделя. Достоинствами этого оборудования является большая мощность, высокая производительность и возможность регулировать обороты. Также на фрезерах Sparky хорошее охлаждение, которое не позволяет обрабатываемым материалам перегреваться. Используются для работы с деревом и металлом.

Фрезер kress

Отличное соотношение цена/качество. Могут комплектоваться системами ЧПУ. Высокая производительность, возможность регулировать обороты. Возможно работать с различными материалами.

Профессиональный шпиндель

Это механизм, который был разработан специально для фрезерных станков. На нём устанавливается водное охлаждение, что позволяет работать длительное время без риска испортить заготовку. Характерные особенности этого оборудования — высокая точность и надёжность. Тихий при эксплуатации. Главный недостаток — высокая стоимость.

Преимущества

Возможности фрезерного ЧПУ станка обуславливаются выбранной разновидностью шпинделя и его техническими характеристиками. Фрезерные шпиндели обладают такими преимуществами:

• Общая прочность конструкции станка значительно возрастает.
• Увеличивается КПД оборудования.
• Современные механизмы изготавливаются из высококачественных материалов, которые выдерживают большие нагрузки.

Чтобы оборудование прослужило дольше, а заготовки не портились в процессе обработки, нельзя забывать про установку системы охлаждения.

Если выбрано водное охлаждение, необходимо придумать куда спрятать шланги для подачи жидкости и установить емкость с самой жидкостью.

При выборе воздушной системы охлаждения нельзя забывать про очистку фильтров, которые засоряются во время работы с различными материалами.

Особенности выбора

При выборе шпинделя для фрезерного станка необходимо обращать внимание на некоторые моменты. Первым из них является страна производитель. Чаще всего, можно встретить станки китайской и итальянской сборки. Оно значительно различается в качестве и технических характеристиках.

Итальянское оборудование отличается хорошим качеством. Однако за это придётся заплатить большие деньги. особенность конструкции — наличие подшипников высокой стойкости. Итальянские станки работают тихо и спокойно. Они не создают мощной вибрации при работе.

Оснащаются воздушными системами охлаждения, чтобы элементы конструкции не подвергались коррозийным процессам.

Китайские станки не могут похвастаться такими же качеством, как итальянские. Шпиндели заключаются в цилиндрический корпус.

Все соединительные элементы жестко фиксируются, что позволяет добиться снижения уровня вибрации. Дополнительно конструкция защищается от попадания пыли и мусора.

От итальянских моделей отличаются малыми размерами и низкой ценой. Однако это оборудование обладает множеством недостатков:

• При наличии водного охлаждения конструкция быстро покрывается ржавчиной.
• Высокий процент брака. Оборудование не может похвастаться высоким качеством сборки.
• Частые поломки подшипников.

Китайские станки гораздо сложнее поддаются ремонту нежели их аналоги.

Шпиндель с воздушным охлаждением

Изготовление своими руками

При недостатке средств на покупку импортного оборудования можно задуматься над изготовлением шпинделя для станка своими руками. В первую очередь необходимо определиться с тем, какой станок нужен.

Если нужен механизм для проведения простых работ, можно сделать конструкцию на основе ручного гравера или бормашины. Сам корпус станка в таких случаях изготавливается из фанеры. Охлаждение для настольного оборудования не требуется.

Однако, если нужно обрабатывать твердые материалы, необходимо собирать большой станок. Для этого необходимо найти чертёж подходящего оборудования для своей площади помещения. Этапы сборки:

• После подготовки чертежа требуется купить все материалы и инструменты для проведения работы.
• Собрать каркас из металлических профилей или уголков. Соединения можно сделать с помощью сварочного аппарата. Станина должна быть тяжёлой, чтобы заглушать возможные вибрации, исходящие от двигателя при работе.
• Установить рабочий стол. При работе со стальными заготовками его желательно изготавливать из толстой листовой стали. Размер выбирается исходя из свободного пространства в помещении и габаритов станины.
• Поставить направляющие для шпинделя. Закрепить на них шпиндель.
• Установить оборудование для регулировки мощности двигателя. Спрятать провода в защитные кожухи.

Дополнительно поставить охлаждение. Для самодельного оборудования подойдёт конструкция с подачей жидкости. При самостоятельной сборке можно сделать станок с двумя шпинделями.

При выборе мощности двигателя требуется отталкиваться от того, какие материалы будут обрабатываться на станке. Если нужно универсальное оборудования, выбирают максимальную мощность. Нельзя использовать двигатель на высокой мощности. Если при работе самодельного станка есть вибрации, необходимо проверить основание на котором он установлен и дополнительно утяжелить станину.

Обслуживание

Как самодельный ЧПУ, так и промышленный фрезерный станок требует правильного ухода:

• Перед началом работ требуется проводить прогревание. Для этого запустите двигатель и оставьте его поработать на 10 минут при минимальных оборотах.
• Подвижные элементы нужно очищать от грязи и смазывать машинным маслом.
• Если на оборудовании установлена водная система охлаждения, важно использовать специальную смазочно-охлаждающую жидкость.

Также нужно периодически менять подшипники ротора. Перед первым включением оборудования требуется проверить крепёжные элементы, чтобы не допустить нарушения целостности конструкции при работе.

Шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ является главной деталью, благодаря которой фреза приходит в движение. При желании можно сделать самодельное оборудование, чтобы не покупать промышленное.

Однако для этого нужно правильно выбирать комплектующие, заранее найти чертёж и собрать станок без собственных изменений.

Пожалуйста поддержите канал: ставьте лайки, делайте репосты, а мы будем размещать для Вас полезную информацию о металлах!
Так же Вы можете посетить наш информационный сайт всё о металлах.

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.

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.

Какой шпиндель выбрать для станка ЧПУ

Современные деревообрабатывающие станки являются не просто грудой металла с точной механикой, а компьютеризованными и автоматизированными технически сложными устройствами. Использование численного программирования и компьютеризации приводит к увеличению производительности, повышению точности производимых работ.

Как выбрать станки с ЧПУ для обработки дерева?

Деревообрабатывающее оборудование широко используются в мебельных мастерских, на промышленных деревообрабатывающих предприятиях, в конструкторских центрах. Во время выбора станка с ЧПУ для обработки дерева в первую очередь необходимо определить такие параметры.

Габариты стола деревообрабатывающего станка с ЧПУ

Как правило, размер стола станка с ЧПУ обозначает максимальную зону обработки и возможные габариты заготовки для обработке. Нужно определиться, для каких изделий и целей будет служить станок, будут это:

• резные элементы декора интерьера;
• фасады дверей;
• накладные части с резьбой по дереву.

Габариты стола обязаны перекрывать наибольшие размеры детали.

Для накладной резьбы можно установить стол размером 550х850 мм. Для обработки резных фасадов, резных рам, настенных панно, картин — размер стола должен быть в районе 1300х1300 мм.

Для изготовления дверей размер столешницы обязан соответствовать габаритам дверей, и может находиться в диапазоне 1200х1700 мм или 1200х2600 мм.

А для обработки небольших сувениров подходит станок с ЧПУ, который имеет размер столешницы 320х320, 380х380 или 420х420 мм.

Вид и мощность шпинделя

Нужно сразу сказать, что коллекторные электродвигатели, которые используются на ручных устройствах типа «крессы» и «макиты» для профессиональной обработки не подходят.

Ими можно делать раскрой на протяжении 30 минут, или фрезеровать не более 5 минут. Длительность постоянно работы на протяжении 9-15 часов (зачастую и больше суток) они не выдерживают.

Лишь асинхронные электродвигатели с преобразователем частоты смогут работать долгое время.

Какой мощности шпиндель установить для обработки разных материалов

Для производства небольших сувениров, моделей ювелирных изделий, накладных резных деревянных элементов достаточно выбрать шпиндель мощностью 1,6-2,3 кВт.

Для фрезерования древесины на глубину больше 7 см, порезки и раскроя многослойной фанеры, раскроя МДФ филенчатыми фрезами — мощность шпинделя подбирается не меньше 2,9 кВт.

Для фрезерования изделий из фторопласта можно выбрать шпиндель 1,6 кВт.

Шпиндели различаются способом охлаждения: водяное или воздушное. Как правило, в деревообработке применяются удобные и недорогие в работе шпинделя с водным охлаждением.

Высота обрабатываемого изделия

Толщина или высота обрабатываемого изделия влияет на высоту точки «Z» во время выбора станка с ЧПУ. Это дистанция от столешницы до балки, где зафиксирована и передвигается каретка шпинделя.

Для изготовления рекламных изделий, раскроя материалов, резьбы по дереву достаточно установить деревообрабатывающий станок с ЧПУ с высотой по координате «Z» 110-160 мм. Во время обработки массивных и крупных деревянных деталей можно установить станок с высотой 210-310 мм и выше.

Способ управления

Существует три способа управления:

• порт и компьютер, как правило, ЛПТ;
• плата управления и компьютер;
• автономный пульт.

Первый способ – любительский, и для профессиональной работы не подходит. Второй вариант подразумевает приобретение компьютера, удобство заключается в том, что процесс обработки показывается на мониторе, возможна эмуляция обработки, одного ПК хватает и на моделирование/подготовку и на порезку деталей.

Основное достоинство пульта (NC Studio) — полноценная интеграция со станком, даже во время отключения электропитания станок с ЧПУ запомнит позицию и начнет работать с места завершения, простота работы и хорошая защищенность от пыли. Компьютер необходим для составления числовой программы для оборудования.

Как показывает практика, при выборе деревообрабатывающего станка с автоматической сменой инструмента, с поворотными осями или с несколькими шпинделями — лучше установить управление NC Studio. Данная система обеспечивает корректную работу всех органов и систем фрезера с ЧПУ.

Надежность

В этом случае главный параметр — вес станка. Если вам предлагают станок 1300х1300 массой в 250-350 кг – это говорит о плохой работе и слабой конструкции установки. Для эффективной работы это оборудование должно весить 450-550 кг. Также на эффективность работы влияют и комплектация устройства качественными частями и узлами.

Деревообрабатывающие станки с ЧПУ могут разрабатываться с учетом обрабатываемого материала и в выполняемых задач нескольких модификациях: тяжелый, средний, легкий. Все серии станка отличаются весом, сечением установленных металлических конструкций, конструкцией станины, и т. д. Все это отражается на цене оборудования.

Точность/скорость

Высокоскоростные деревообрабатывающие станки с ЧПУ довольно дорогие. Это устройства с мощными скоростными шпинделями, с автоматической сменой инструмента, с серводвигателями.

Более экономичные и оправдавшие себя в обработке дерева — устройства с шаговыми электродвигателями.

Выбор электродвигателя к станку с ЧПУ будет зависеть от типа фрезеровки, обрабатываемого материала, поставленных задач.

В среднем диапазоне стоимости станков с ЧПУ в роли привода устанавливают, как правило, зубчатую реечную передачу или шарико-винтовую пару. ШВП великолепный выбор для небольших устройств, скорость их передвижения 7-11 м/мин, точность до 0,03 мм на каждые 30 см длины.

Зубчатую рейку разгоняют до 25-45 м/мин, точность фрезерования чуть ниже – 0,06 мм на каждые 30 см. Для раскроя и фрезеровки древесностружечных плит, дерева, полиамида, акрила, композита этого, как правило, хватает.

Как работает фрезерный станок с ЧПУ?

Данные необходимого изделия задаются компьютеру с помощью вводного устройства. Загрузив задачу, компьютер, с помощью соответствующей программы, подает команды на устройство управления, руководящее работой оборудования до получения готового продукта.

Практически это происходит таким образом. На рабочей части крепится деревянная заготовка. Имея полноценный чертеж детали, оператор задает на панели управления несколько простых команд, которыми указывает набор требуемых инструментов, очередность их замены и маршрут, скорость вращения шпинделя. Затем программа запускается и на выходе мы имеем готовую деталь.

• Николай Иванович Матвеев
• Распечатать

Источник: https://stanok.guru/stanki/derevoobrabotka/kriterii-vybora-stanka-dlya-derevoobrabotki-s-chpu.html

*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.

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.

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.

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.

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.

Выбор шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ

25.04.2019

Шпиндель — важная часть технологических машин, в частности фрезеров. Так называют двигатель с самозажимным патроном, в котором фиксируется режущий инструмент. В качестве последнего могут выступать фреза, сверло, точильный камень и т.д.

Фрезерный станок передает шпинделю крутящий момент при высокой частоте оборотов. Следовательно, двигатель должен быть прочным. Однако это, конечно, не единственное предъявляемое требование. Как правильно выбрать шпиндель для станка с ЧПУ? Разбираемся в этой статье.

Теория вопроса

Шпиндель — это вал, являющийся посредником между обрабатывающим станком и заготовкой при обработке металлов. Режущий элемент крепится в нем посредством конуса Морзе. У расточных, сверлильных станков и фрезеров вал имеет регулируемую длину, а в движение приводится вручную или автоматически.

Условно шпиндели делят на две группы в зависимости от их мощности:

К первым относятся небольшие бормашины, дрели, перфораторы. Конструкция их проста, срок службы относительно недолог, управление не вызывает сложностей. Для работы на домашних настольных станках используют именно их.

Промышленные шпиндели необходимы для длительной эксплуатации, рассчитаны на внушительные нагрузки. Они снащены системами охлаждения и подачи смазки на участки с высоким уровнем трения или нагревания.

Для производственных агрегатов категорически не подходят маломощные бытовые шпиндели. Причина в том, что они рассчитаны лишь на растяжение и сжатие, но не на боковую нагрузку. При увеличении скорости вращения шпинделя обмотки двигателя нагреваются, что вызывает снижение мощности. В результате элемент перегорает, требуя скорой замены.

Критерии подбора

Подробно рассмотрим, на какие именно факторы стоит обращаться внимание при выборе.

Мощность

Выбор шпинделя для станка с ЧПУ начинается с изучения мощностных характеристик. Здесь не стоит экономить; мы рекомендуем следовать правилу: «Чем больше, тем лучше». Запас мощности — залог исправной работы шпинделя сверх указанного ресурса.

Обратите внимание на следующие советы по выбору:

• сверление или гравировка возможны при помощи шпинделя мощностью менее 600 Вт;
• работы по древесине или листовому металлу выполняются устройством мощностью от 800 до 1400 Вт;
• для устройства с ЧПУ, от которого требуется ежедневная работа, выбирайте шпиндель мощностью свыше 1500 Вт.

Качество работы двигателей зависит и от надежности самого станка. Если фрезер с ЧПУ ветхий, есть вероятность, что новый шпиндель принесет мало пользы.

Обрабатываемая поверхность

Мощность шпинделя выбирается в зависимости от типа обрабатываемого материала. Для фанеры, ДСП, МДФ рекомендуется вал мощностью до 3000 Вт, для дерева и мягких сплавов (алюминий, бронза) — до 6000 Вт.

Вид фрезеровки

Следующий критерий выбора шпинделя — способ фрезеровки. Всего их два:

В первом случае вал подается медленно, но фреза вращается очень быстро. Скоростной способ подразумевает медленное вращение и быструю подачу. Силовая фрезеровка применяется, если нужно быстро удалить определенный объем материала. Скоростная — если важнее качество обработки детали.

https://www.youtube.com/watch?v=WAHKldA4cKg

Характеристики фрезы указываются в технической документации на изделие. Выставляются параметры на станке с ЧПУ перед началом работ. На них важно обращать внимание, чтобы не перегрузить вал и получить максимальную производительность оборудования.

Система охлаждения

Наличие и тип системы охлаждения — еще один важный критерий выбора. Именно от нее зависит, как долго станок сможет работать без перерыва.

Под воздушным охлаждением подразумевается обдувка обмоток шпинделя через крыльчатку, предусмотренную на корпусе. Минусов у него больше, чем плюсов, например:

• охлаждение воздухом малоэффективно при работе на низких скоростях;
• вместе с воздухом под корпус засасываются стружка, пыль, грязь, из-за чего засоряется мотор.

Таких недостатков лишена система водяного (жидкостного) охлаждения, однако она усложняет конструкцию фрезерного станка с ЧПУ. Для нее требуется резервуар с жидкостью, который крепится на корпусе устройства. Трубки, которые подводят и отводят воду, не всегда легко вмонтировать в станок с двумя шпинделями.

Водяное охлаждение предпочтительнее потому, что жидкость на шпиндель подается равномерно, с одинаковой скоростью. Запускать двигатель фрезера запрещено, пока не активирована помпа. Игнорирование правила вызовет перегрев обмоток и выход всей системы из строя.

Производитель

Определить, на Западе или Востоке изготовлен элемент, можно по внешнему виду. Например, китайские модели имеют сплошной, закрытый корпус в форме цилиндра. Конструкция достаточно жесткая, вибрации при металлообработке минимальны. Крыльчатка или другие подобные отверстия отсутствуют, что делает вал невосприимчивым к стружке и пыли. В числе минусов китайской продукции:

• высокий процент подделок и брака,
• склонность внутренних элементов к коррозии (из-за примитивной системы охлаждения),
• сложность замены подшипников.

Европейские шпиндели отличаются качеством и более дорогой стоимостью. Характерные черты — надежные подшипники, минимальные радиальные биения. Обычно они имеют воздушное охлаждение, поэтому коррозии почти не подвержены, работают плавно.

Тип инвертора

Инвертор — преобразователь частоты, обеспечивающий передачу крутящего момента с электродвигателя валу. Должен иметь такую же мощность, как двигатель, и чуть более высокий выходной ток (номинальный).

Шпиндель для фрезера с ЧПУ: подходящие модели

Для агрегата, собранного в бытовых условиях, не стоит покупать дорогой вал. Для промышленного же станка не подойдет шпиндель, который раньше был, допустим, частью шуруповерта. Ниже приведен перечень возможных решений, которые облегчат выбор шпинделя для станка с ЧПУ по металлу либо иному материалу:

1. Гравер / дрель / бормашина.

   Подходящий вариант для мягких материалов — дерева, пластика, бронзы, меди. Мощность устройств начинается от 100 Вт.

   Достоинства — минимум шума, качественный зажим патрона, минимальные потери крутящего момента на невысоких оборотах. При монтаже важно выставить деталь на нужном уровне и корректно замерить биение фрезы. Обойдется такой шпиндель в 1000-3000 рублей.

2. Моторы постоянного тока.

   Более мощные, усовершенствованные устройства для настольных работ. Мощность – от 400 Вт, скорость — до 12000 об/мин.

   Плюсы:

   • низкое биение,
   • минимум шума,
   • стандартный патрон (цанга ER11A).

   Минусы:

   • нужен дополнительный источник питания;
   • мощность позволяет использовать только фрезы до 4 мм;
   • совместимы только с мягкими материалами;
   • требуют хорошей вентиляции, охлаждения, обдува.

3. Прямошлифовальная машина.

   Это профессиональные фрезеры, которыми обрабатывается большинство известных материалов. Шумны, поддержание оборотов нестабильно, что осложняет обработку пластика; имеет подшипники низкого качества. Режим работы без перерывов ограничен 1,5-2 часами.

4. Профессиональные шпиндели жидкостного охлаждения.

   Техника, почти полностью лишенная недостатков. Работает тихо, так как устройство не имеет крыльчатки. Часто применяется для оборудования, которое располагается в непроветриваемых или сильно запыленных помещениях. Стоимость таких шпинделей — от 10000 рублей. Учитывайте, что инвертор обойдется вам примерно в такую же цену. В числе преимуществ шпинделей с жидкостным охлаждением:

   • точное позиционирование на станке с ЧПУ,
   • мощный крутящий момент,
   • надежность,
   • удвоенное количество подшипников,
   • минимальное биение.

Если же вы сомневаетесь в своем выборе шпинделя для станка с ЧПУ, свяжитесь с нашими менеджерами по телефону или электронной почте: сотрудники компании ответят на вопросы и помогут определиться с наиболее подходящим для вашего оборудования элементом.