Самодельный шпиндель для фрезерного станка: Шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ – варианты, изготовление своими руками

Содержание

🛠 Шпиндель для самодельного ЧПУ 👈

Идея собрать самодельный станок с ЧПУ возникла давно. Сдерживало отсутствие знаний и нужных деталей. Сегодня есть всё! Это первая статья, в которой я покажу как я собрал шпиндель. Электроника и станина будут описаны в других статьях.

Первым делом я собрал шпиндель с бесколлекторным мотором. Можно было конечно купить готовый фрезер, но у него есть свои недостатки:

— шум
— щётки

Мой фрезер не ноу-хау, таких конструкций в Интернете уже полно, я лишь повторил и эксперимент оказался удачным. Я пока не проводил серьёзных тестов, но первый запуск и попытка фрезеровать фанеру прошли успешно.

Бесколлекторный мотор Aeolian C5045 KV900 (35$)

Скорость вращения: 900 (KV) об/мин/вольт
Постоянный ток: 80 ампер
Макс. Ток: 90 ампер
Входное напряжение: 6-28 вольт
Макс. Эффективность: 98%
Без нагрузки ток: 2.6 ампер
Внутреннее сопротивление: 21 м (Омега)
Мощность: 1185 Вт
Мотор, размеры (диаметр х длина): 50 мм x 45 мм

К мотору регулятор оборотов MYSTERY Fire Dragon 100A

Для регулировки ещё нужен сервотестер

Блок питания любой на 24 вольта не менее 10 ампер. Update: Мой мотор под нагрузкой потреблял около 4 ампер. Не знаю почему так мало, пишут что мотор на 80 ампер. Ответ на этот вопрос я так и не нашел.

Покупал мотор специально с диаметром вала 8 мм, тут и подшипник большой (дольше прослужит) и шкив легко найти с таким же диаметром.

Цанговый патрон купил с диаметром хвостовика 10 мм, хотя наверное сейчас купил бы с диаметром 8 мм, было бы проще, потому что найти шкив с диаметром 10 мм и подходящим количеством и размером зубов оказалось не просто. Кроме того можно у мотора вытащить родной вал и вставить сам хвостовик цангового патрона, в таком случае необходимость в ременной передаче вообще отпадает. Иными словами маховик мотора садят прямо на хвостовик патрона. Хотя и в этом случае есть свои недостатки.

Конструкция у меня простая, всего несколько деталей из фанеры и час времени потрачено на сборку.

Первый тест был с аккумулятором от шуруповёрта на 18 вольт, аккумулятор подсажен. Ремень позволяет избавиться от вибраций, а если мотор поставить на резиновую подушку, то шум будет минимальным. Сверху к мотору можно привинтить лопасти, которые будут обдувать его во время работы.

Результат теста шпинделя положительный, в следующих статьях покажу как я буду собирать станину для самодельного ЧПУ станка.

Update: Мой первый ЧПУ


Опубликовал статью: Дмитрий ДА

Дата: 30.04.2015



КОММЕНТАРИИ

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ


  • Все выпуски журнала ЮТ за 1980 год

    Эх, далёкие 80-е 🙂 меня ещё и на свете не было, а мой любимый журнал уже издавался 🙂


    Дмитрий ДА
    11.12.2009



  • Поделки из картона

    Очень интересный журнальчик про поделки из бумаги и картона, правда не на русском языке, но зато всё хорошо проиллюстировано.


    Дмитрий ДА
    12. 08.2009



  • Объемная снежинка из бумаги на Новый год

    Привет друзья, скоро в офисах, школах и детских садах начнут украшать все в округе снежинками, предлагаю интересный оригинальный вариант одной из них.


    Александра
    29.11.2020



Страница сгенерирована за 0,050090074539185 сек.
SQL-запросов: 6
Памяти использовано: 1,3 MB.

Шпиндель фрезерного станка: конструкция и технические параметры

Главная » Станки » Фрезерные » Что такое шпиндель для фрезерного станка и как его изготовить своими руками

На чтение 6 мин

Содержание

  1. Конструкция и технические особенности
  2. Классификация
  3. Способы охлаждения
  4. Преимущества
  5. Как подобрать шпиндель фрезерного станка по мощности
  6. Как изготовить своими руками
  7. Обслуживание

В оборудовании для производства металлических изделий есть ключевые детали, без которых невозможно качественно обрабатывать заготовки. Шпиндель фрезерного станка является одной из таких деталей, в которой закрепляется режущий инструмент и происходит вращение. Без этого элемента невозможна работа по обработке дерева или металла на станке. Из-за важности этой детали в процессе металлообработки желательно знать, как она функционирует, на какие виды подразделяется и можно ли ее изготовить самостоятельно.

Шпиндель для фрезерного станка

Конструкция и технические особенности

Зная устройство фрезерного станка, человек сразу же понимает, что такое шпиндель и где он располагается. Для тех, кто не знает конструкции и технических параметров, необходимо разбираться во всем постепенно.

Классификация

Разделить фрезерный шпиндель можно по техническим характеристикам и способу использованию.

Деление в зависимости от мощности:

  1. Станки для работы с фанерой — 800 Вт. На маломощном оборудовании обрабатывается фанера, ДВП, ДСП, МДФ.
  2. Оптимальная мощность для фрезерного станка по дереву с ЧПУ — 1500 Вт. С такой мощностью обрабатывают мягкие сплавы металлов, текстолит.
  3. Оборудование мощностью от 3000 Вт. Подходит для стали, натурального камня.

Одновременно с разделением по мощности станки подразделяются по своему функционалу.  Они могут использоваться для нанесения гравировки, раскроя металла и фрезеровки.

Дополнительную обработку металла производят V-образными граверами. Если речь касается раскроя деталей из различных материалов, лучше покупать фрезерный шпиндель, у которого будет запас скорости вращения.

  1. Шпиндели, устанавливаемые в бормашинах, ручных фрезерных станках, дрелях.
  2. Промышленные модели. Используются в станках, изготавливаемых для большого производства. Они способны выдерживать большие нагрузки, имеют износоустойчивые детали, керамические подшипники. Чтобы оборудование не выходило из строя из-за интенсивной работы, на него может устанавливаться дополнительно охлаждение. На поверхности с большим уровнем трения с помощью специальной автоматической системы подается смазка.

Если в качестве шпинделя используется дрель или бормашина, необходимо учитывать, что она не способна выдержать постоянные интенсивные нагрузки и подшипники начнут выть спустя короткий промежуток времени.

Станок для работы с фанерой

Способы охлаждения

При обработке металла с помощью промышленного оборудования можно повредить листы или детали. Заготовки необходимо охлаждать. Для этого были разработаны две системы:

  1. Водяная система охлаждения. Изначально в корпусе шпинделя проделываются отверстия, через которые проходит вода. Она забирает с собой тепло от металла и стекает в отдельную емкость. Необходимо наличие отдельной емкости рядом со станком, что в некоторых ситуациях неудобно.
  2. Воздушная система охлаждения. В детали устанавливаются воздухозаборники, благодаря которым через нее проходит воздушный поток. Воздушная система устанавливается на все современные станки с ЧПУ. У нее есть один серьезный минус. Фильтры, установленные на воздухозаборниках, быстро засоряются после работы с пылящимися материалами.

Воздушные системы более удобны для больших производств.

Преимущества

У шпинделей есть несколько преимуществ:

  1. КПД этих деталей достигает 95%, что считается очень высоким показателем.
  2. Для производства изготавливаются шпиндели с высокими характеристиками в плане износоустойчивости и надежности. В новых моделях устанавливаются головки, изготовленные из бронзы.
  3. Не требуется частый ремонт благодаря надежности подвижных механизмов.

При эффективной системе охлаждения, изготавливаемые детали не будут иметь дефектов после обработки.

Как подобрать шпиндель фрезерного станка по мощности

Как говорят опытные фрезеровщики: «При выборе шпинделя, нужно помнить правило о том, что чем больше скорость вращения двигателя, тем функциональнее становится оборудование». При выборе шпинделя для фрезерного станка, в первую очередь, нужно учитывать количество совершаемых оборотов:

  1. Для сверловки и гравировки оптимальная мощность шпинделя — 600 Вт.
  2. Для фрезерования металла — от 600 до 1400 Вт.
  3. Если станок будет модернизироваться со временем или через него будут пропускаться детали, изготавливаемые из твердой стали, требуется выбирать мощность более 1600 Вт.

Шпиндели нельзя долго использовать на мощности в 90%. В противном случае подвижные механизмы быстро выйдут из строя. Оптимальный расход мощности — 60–80%.

Шпиндель для обработки металла

Как изготовить своими руками

При недостатке средств или невозможности установки заводского оборудования в самодельный станок его можно изготовить самостоятельно. Для этого нужны следующие комплектующие:

  • главная деталь — бесколлекторный двигатель;
  • контролер для двигателя;
  • сервотестер;
  • удлиненный вал.

  1. Сборка шпинделя собственными руками не потребует серьезных финансовых затрат.
  2. Провести работы самостоятельно не так сложно, как ожидают новички в металлообработке. В интернете существуют пошаговые инструкции и обучающие видео.
  3. Списки материалов, деталей и чертежи можно найти в открытом доступе.

Однако по техническим характеристикам промышленные детали во многом превосходят самоделки. Важно изготовить надежную и массивную станину, которая предотвратит появление вибрации.

Обслуживание

Промышленное и самодельное оборудование требует постоянного обслуживания и соблюдения правил эксплуатации:

  1. Перед началом обработки деталей требуется проверить все крепежные элементы.
  2. После включения двигателя нельзя сразу же начинать работать. Шпиндель нужно разогреть.
  3. Перед выключением оборудования подвижному механизму необходимо дать остыть.
  4. При использовании воздушной системы требуется раз в неделю проверять состояние фильтров и прочищать их при загрязнении.
  5. Подшипники и подвижные элементы требуется очищать от накопившегося мусора после работы за станком. Дополнительно их нужно смазывать для лучшей работы и медленного загрязнения.
  6. Если используется водная система охлаждения, необходимо использовать смазочно-охлаждающие эмульсии, которые рекомендует производитель.

При длительной эксплуатации необходимо наблюдать за состоянием подшипников и менять их, если появляются посторонние звуки. Иных расходов эта деталь не несет. При поломке составных частей конструкции требуется заменить их, но не восстанавливать. При больших нагрузках восстановленные детали сломаются по старым трещинам.

Шпиндель для фрезерного станка считается ключевым узлом, работе которого стоит уделять особое внимание. При выборе производственного оборудования достаточно соблюдать правила эксплуатации и вовремя обслуживать подвижные элементы, чтобы станок проработал более 10-ти лет.

( Пока оценок нет )

Поделиться

▷ 3d модели фрезерного станка шпинделя 【STLFinder 】

Энкодер шпинделя (фрезерный станок или что-то еще со стопкой шкивов)

вещьвселенная

Я долго думал, как прикрепить датчик положения шпинделя к моему фрезерному станку для жесткого нарезания резьбы. Старые вертикальные мельницы со шкивами и пинольными тягами создают проблему, так как не хватает места или подходящего места для установки энкодера. Я бы предпочел…

шпиндель фрезерного станка

грабкад

Шпиндель фрезерного станка

Шпиндель фрезерного станка с ЧПУ

вещьвселенная

Мой первый пост! Привет всем, я разработал этот шпиндель с ЧПУ для образовательных целей, и он служит моделью рабочего шпинделя и подвижного дышла, используемого для освобождения и захвата инструментов при обработке с ЧПУ. Дизайн предназначен для образовательных целей и НЕ…

G0704/TM20VL Шпиндель фрезерного станка Светодиодное кольцо

вещьвселенная

Я сделал это, чтобы соответствовать 100-миллиметровому светодиодному кольцу и освещать работу фрезерного станка. Этот станок переделан под ЧПУ. …Требуется гайка и болт M6x1

Крышка шпинделя Фрезерный станок Emco FB2

вещьвселенная

Эй,
из-за потери крышки шпинделя для моего фрезерного станка emco fb2 я разработал новую. Возможно, необходимо доработать его треугольным скребком для идеальной посадки.

Удачной печати!!
…

Хеннинг

3 Dof фрезерный станок с ЧПУ со шпинделем

грабкад

SOLIDWORKS 20133 Dof Фрезерный станок с ЧПУ со шпинделем Hertz 800 Вт

Основание двигателя шпинделя, фрезерный станок с ЧПУ 1310

вещьвселенная

https://www. youtube.com/watch?v=L26ERbfkHzM
Модернизация шпинделя фрезерного станка с ЧПУ 1310, Китай

Фрезерный шпиндель

грабкад

Фрезерный шпиндель

ФРЕЗЕРНЫЙ Шпиндель

грабкад

ФРЕЗЕРНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ ШПИНДЕЛЬ Я СОЗДАЛ ДЛЯ МОЕГО ТОКАРНОГО СТАНКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВИГАТЕЛЯ ОТ СТАРОГО ЛОБЗИВА BLACK&DECKER.

IH Фрезерный станок (Rong Fu и т. д.) Шпиндельный ключ

мояминифабрика

Этот ключ подходит для шпинделей обычных импортных фрезерных станков. Я напечатал это из PLA, так как он тверже, чем ABS. Загруженный файл на самом деле немного толще в области шпинделя, чем тот, что на картинке. Не использовал это много, но…

Самодельный шпиндель ER11 775 Двигатель Самодельный фрезерный станок с ЧПУ

вещьвселенная

Если вам нравится мой дизайн, купите мне кофе!

…

Самодельный шпиндельный патрон ER20 Самодельный токарный станок Фрезерный станок для 3D-принтера

вещьвселенная

Если вам нравится мой дизайн, купите мне кофе!

…

Блокировка шпинделя фрезерного станка — экспериментальная версия, напечатанная на 3D-принтере

вещьвселенная

Я разрабатываю экспериментальный замок шпинделя, распечатанный на 3D-принтере, для Craftex CT129. Фреза принадлежит моему брату и мне, чтобы мы могли блокировать шпиндель при протяжке деталей на фрезе.

ПРИМЕЧАНИЕ. Это также можно включить на токарном станке. Спросите, выложу 2D dxf файлы…

Блок крепления шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ SRM-20

вещьвселенная

Разработан монтажный блок для установки шпинделя большой мощности на фрезерный станок с ЧПУ SRM-20. …
### Состояние
— Фрезерный станок с ЧПУ SRM-20 фирмы Roland DG
— Шпиндель от Minitor
Также доступна дополнительная информация …

Самодельный шпиндель ER11 DC 775 Мотор Самодельный фрезерный станок с ЧПУ

вещьвселенная

paypal.me/doitverything»>Если вам нравится мой дизайн, купите мне кофе!

…

Блокировка шпинделя для прецизионного фрезерного станка Matthews PM25-MV

вещьвселенная

Владельцы фрезерного станка Precision Matthews PM25-MV быстро обнаруживают, насколько сложно менять инструменты при отсутствии блокировки шпинделя для шпинделя R8. Эта простая напечатанная на 3D-принтере деталь решает эту проблему, позволяя временно удерживать…

Самодельный шпиндель Двигатель ER11 Самодельный фрезерный станок с ЧПУ

вещьвселенная

paypal.me/doitverything»>Если вам нравится мой дизайн, купите мне кофе!

…

Самодельный шпиндельный патрон ER20 DIY Токарный станок Фрезерный 3D-принтер

вещьвселенная

Если вам нравится мой дизайн, купите мне кофе!

…

Самодельный шпиндельный патрон ER20 DIY Токарный станок Фрезерный станок для 3D-принтера

вещьвселенная

Если вам нравится мой дизайн, купите мне кофе!

. ..

Самодельный шпиндель Двигатель ER11 Самодельный фрезерный станок с ЧПУ

вещьвселенная

Если вам нравится мой дизайн, купите мне кофе!

…

Замок шпинделя и ручка, фрезерный станок Grizzly G0758

вещьвселенная

Замок шпинделя для фрезерного станка Grizzly G0758. Освобождает вашу руку, чтобы вы могли держать биту, цангу или другой держатель инструмента R8 и предотвращать его падение и повреждение. Более прочная и жесткая замена легкой заводской пиноли…

Замок шпинделя фрезерного станка SX2P и держатель датчика частоты вращения

вещьвселенная

Подходит для фрезерного станка SX2P (шпиндель R8). Крепится к отверстиям для винтов, где установлена ​​оригинальная небольшая пластиковая защита. Никаких доработок к машине не требуется.
Блокировка шпинделя может использовать простой болт M6 и пружину, чтобы помочь безопасно вернуть болт.
Чем больше…

Шкала для фрезерного шпинделя мощностью 500 Вт моего фрезерного станка с ЧПУ

вещьвселенная

Это шкала для фрезерного шпинделя мощностью 500 Вт моего фрезерного станка с ЧПУ.

Проверил на работе лазерным тахометром.

После печати я просто замазал выпуклый текст перманентным маркером.
…

Пожалуйста, получайте удовольствие!

Фрезерный станок

грабкад

Конструкция машины. …Поддерживает верхний фрезерный станок

грабкад

Шаговый двигатель фрезерного станка добавить

Фрезерный станок

грабкад

Прототип фрезерного станка, который можно использовать для крупных деталей

Фрезерный станок

грабкад

Фрезерный станок

Фрезерный станок

грабкад

Фрезерный станок из 2 роботов IGM

Фрезерный станок

грабкад

Обратный инжиниринг ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА.

фрезерный станок

грабкад

май фэй!

Как выбрать шпиндель с ЧПУ для фрезерной обработки — полное руководство

Выбор правильного шпинделя имеет решающее значение для любой работы с ЧПУ. Огромное количество вариантов и многочисленные параметры могут показаться пугающими.

В этом руководстве я упрощаю процесс выбора шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ, рассказывая вам все, что вам нужно знать.

Правильный выбор шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ включает поиск правильного баланса между скоростью, мощностью и крутящим моментом шпинделя.

Если вы знаете числа, необходимые для этих трех параметров, остальные параметры, такие как тип охлаждения, конструкция и тип двигателя, становятся простыми.

Что в этой статье?

  • Как выбрать шпиндель с ЧПУ?
  • Наиболее важные факторы, которые следует учитывать при выборе шпинделя для ЧПУ
  • Часто задаваемые вопросы

Как выбрать шпиндель с ЧПУ?

Выберите шпиндель с ЧПУ с частотой вращения, мощностью и охлаждением, необходимыми для вашего материала. Для дерева и алюминия подойдет шпиндель со скоростью вращения 24 000 об/мин и мощностью 1 кВт. Для стали обороты в минуту от 15 000 до 18 000 и мощность 5,6 кВт подходят для инструмента размером до 12 мм.

Хотя конкретный шпиндель с ЧПУ зависит от многих факторов, нижеприведенные значения обычно используются многими любителями:

Материал Макс. RPM Tool size Power (kW)
Plastic, wood, aluminum 24,000 Up to 5 mm 0.8 
Up to 8 mm 1
До 12 мм 3. 3
Up to 16 mm 5.6
Steel 15,000 — 18,000 Up to 10 mm 3.3
Up to 12 mm 5.6
До 16 мм 7
До 20 мм 10

Макс. RPM

Прежде чем рассматривать различные параметры шпинделя, вы должны ответить на следующие три вопроса, так как это поможет вам определить параметры.

1. Какой материал вы будете резать?

Различные материалы имеют разную твердость и собственные характеристики, что требует особого подхода к их резке.

Итак, материалы, которые вы собираетесь обрабатывать, будут определять тип необходимого вам шпинделя.

Как правило, шпиндель с ЧПУ для обработки стали должен иметь лучшую износостойкость и систему отвода тепла, чем шпиндель, используемый для обработки дерева или пластика.

Однако выбор наиболее подходящего металла для обработки на станках с ЧПУ улучшит общее качество резов, производимых вашим шпинделем

2. Какие инструменты потребуются для ваших проектов?

Необходимо проверить, подходит ли выбранный вами шпиндель для подходящего инструмента для ваших проектов.

Кроме того, разные типы инструментов имеют разные требования к скорости. Убедитесь, что шпиндель может работать оптимально в этих диапазонах скоростей.

3. Вам нужен шпиндель автоматической смены инструмента?

Для проектов, требующих нескольких инструментов, полезной функцией будет шпиндель автоматической смены инструмента (ATC).

Настройка ATC для ЧПУ

Шпиндель ATC может значительно сократить время цикла и позволит вам производить детали быстрее.

Однако они дороже обычных шпинделей. Кроме того, для их работы необходимо подавать сжатый воздух, что еще больше увеличивает расходы.

Получив ответы на эти вопросы, вы можете перейти к следующей части выбора шпинделя.

Наиболее важные факторы, которые следует учитывать при выборе шпинделя для ЧПУ

1. Шпиндель переменного тока по сравнению со шпинделем постоянного тока

Шпиндель постоянного тока сравнительно дешевле, чем шпиндель переменного тока, что делает его хорошим выбором для хобби.

Известно, что двигатели постоянного тока имеют лучший пусковой момент, чем двигатели переменного тока, но в области ЧПУ это не имеет значения, поскольку шпиндель всегда запускается без нагрузки.

Шпиндели DC могут быть щеточными или бесщеточными. Коллекторные двигатели более доступны по цене, чем бесщеточные, но требуют периодической замены щеток и имеют больше вибраций, чем бесщеточные двигатели.

Шпиндель постоянного тока со щетками следует выбирать только в том случае, если вы собираетесь использовать его для гравировки.

Для всех других целей, таких как выбор двигателя шпинделя для фрезерования металла, вам следует приобрести бесщеточный двигатель, чтобы добиться хорошей отделки.

Скоростью шпинделя постоянного тока можно управлять с помощью схемы ШИМ (широтно-импульсной модуляции), которая проще и, следовательно, дешевле, чем схема драйвера для шпинделей переменного тока.

Однако крутящий момент на шпинделях постоянного тока оптимален только в определенных диапазонах скоростей, что делает их хорошим выбором только тогда, когда требования к скорости вашего проекта имеют узкий диапазон скоростей.

Как правило, шпиндели постоянного тока для ЧПУ имеют малое энергопотребление, поскольку цепи постоянного тока ограничены напряжением, которое они могут выдерживать, поэтому они подходят для приложений с низким энергопотреблением, таких как гравировка и резьба по дереву.

Выбор шпинделя переменного тока имеет смысл, если для вашего проекта требуется мощный шпиндель. Они подходят для всех приложений, но стоимость является единственным ограничивающим фактором.

Шпиндели AC оптимально работают в широком диапазоне скоростей, что делает их лучшим выбором, когда вам нужно работать с различными типами материалов и инструментов.

Им требуется ЧРП (преобразователь частоты) для управления скоростью. ЧРП дороже, чем контроллер шпинделей постоянного тока.

Если позволяет ваш бюджет, выберите шпиндель переменного тока, так как он обеспечивает большую гибкость.

2. Конструкция шпинделя

Следует избегать любых шпинделей, не имеющих металлической конструкции. Это связано с тем, что они не могут выдерживать напряжения и вибрации механической обработки и в конечном итоге сломаются.

Шпиндели являются наиболее значительным источником вибрации на станках с ЧПУ. Поэтому необходимо выбирать шпиндель с прочным корпусом и, как следствие, лучшей жесткостью.

Для гравировки и резки дерева и других мягких материалов подойдет шпиндель с алюминиевой конструкцией, такой как двигатель с ЧПУ Genmitsu GS-775M 20000 об/мин.

Стальной или чугунный шпиндель предпочтительнее использовать для фрезерования твердых металлов с ЧПУ, но он будет стоить дороже, чем шпиндель с алюминиевым корпусом.

Хорошая конструкция также обеспечивает долгий срок службы шпинделя.

3. Размер шпинделя

Выберите правильный размер шпинделя, так как он определяет размер инструмента, который вы можете использовать.

В обычных шпинделях диаметр вала должен позволять вам установить соответствующую цангу для инструментов, которые вы собираетесь использовать.

Для шпинделей ATC конусность должна обеспечивать правильную посадку инструмента. Наиболее часто используемый шпиндель ATC в Америке — это тип CAT40, который может удерживать инструменты с диаметром хвостовика до ½ дюйма.

4. Подшипники шпинделя

Подшипники являются одним из важных компонентов, определяющих биение фрезерного станка с ЧПУ.

Качество и количество используемых подшипников напрямую влияют на стабильность вала шпинделя во время работы.

Размер шпинделя увеличивается с увеличением мощности. Следовательно, мощный шпиндель будет иметь большой размер и, следовательно, использовать большие подшипники.

При вращении шпинделя шарики в подшипниках прижимаются к стене. Это увеличивается с увеличением скорости и, следовательно, в высокоскоростных приложениях может производить сильный нагрев.

Чтобы этого не произошло, выберите шпиндель с керамическими подшипниками для очень высокоскоростных применений, требующих большой мощности и высоких скоростей шпинделя.

В шпинделях с ЧПУ для стали обязателен подшипник с предварительным натягом. Без предварительно нагруженных подшипников шпиндель не будет обладать достаточной жесткостью для правильной резки твердых материалов.

5. Биение шпинделя

Биение — это величина отклонения между валом шпинделя и центральной осью шпинделя.

Ошибка биения приводит к неточности резов из-за больших резов, чем необходимо. Это также снижает срок службы режущего инструмента.

Обычно для обработки с ЧПУ допустимо биение 0,0002 дюйма.

6. Мощность шпинделя

Мощность — это скорость, с которой может работать шпиндель. Мощный шпиндель может снимать больше материала в минуту, чем шпиндель с низкой мощностью. Однако это также зависит от типа используемого инструмента и скорости вращения шпинделя.

Имейте в виду, что вес шпинделя увеличивается с увеличением номинальной мощности.

Чтобы лучше понять, как мощность влияет на ваш процесс, рассмотрим эту гипотетическую ситуацию. У вас есть шпиндель мощностью 10 Вт, который вращается со скоростью 60 об/мин.

Предположим, что фреза делает только один рез за оборот. По сути, это означает, что режущий инструмент сможет передавать 10 джоулей энергии для резки материала каждую секунду.

Если предположить, что скорость удвоилась, резак сделает два разреза в секунду, поэтому чистая энергия, передаваемая материалу за один разрез, составляет 5 Дж.

Вы видите, что при том же уровне мощности работа, выполняемая за один разрез, уменьшается по мере увеличения скорости.

Это означает, что если вам нужно выполнить определенный разрез на высокой скорости, вам потребуется больше мощности. Чем больше у вас мощности, тем быстрее вы сможете резать.

Для обработки дерева, пластика и акрила достаточно шпинделя мощностью 800 Вт, а для фрезерования алюминия выбирайте шпиндель мощностью 800 Вт или выше.

Для фрезерования стали и других черных металлов выберите шпиндель мощностью не менее 3,3 кВт для оптимальной производительности.

Если вы планируете сверлить сталь, необходимо выбрать мощный шпиндель. При сверлении инструмент окружен материалом, который вы режете, и может застрять, если не будет достаточной мощности.

Мощность шпинделя определяется диаметром используемого инструмента и скоростью, с которой вы режете.

Вы можете обратиться к таблице ниже, чтобы получить представление о мощности шпинделя, необходимой для различных размеров инструмента.

Material RPM Tool size Power (KW)
Plastic, wood, aluminum 24,000 Up to 5 mm 0. 8 
Up to 8 mm 1
Up to 12 mm 3.3
Up to 16 mm 5.6
Steel 15,000 — 18,000 Up to 10 mm 3.3
Up to 12 mm 5.6
Up to 16 mm 7
Up to 20 mm 10

Приблизительная мощность шпинделя для различных диаметров инструмента

Это только рекомендуемые значения. Перед тем, как принять решение, вам следует рассчитать точные значения с помощью онлайн-калькулятора.

7. Скорость шпинделя

Скорость шпинделя определяет скорость удаления материалов, а также отделку изделия.

Если вы планируете фрезеровать дерево, пластик, композит или алюминий, вам лучше всего подойдет высокоскоростной шпиндель со скоростью до 24 000 об/мин.

Высокоскоростной шпиндель с ЧПУ

Для таких материалов, как термопласты, сталь и другие черные металлы, следует использовать низкоскоростные шпиндели с хорошим крутящим моментом от 6000 до 15000 об/мин.

Мягкие материалы требуют большей скорости вращения шпинделя, чем более твердые материалы, для качественной обработки.

Скорость также зависит от типа используемого инструмента. Например, твердосплавный инструмент требует более высоких оборотов, чем инструмент из быстрорежущей стали. Кроме того, на некоторых инструментах есть покрытия, которые активируются только в определенных диапазонах скоростей.

Если вы собираетесь использовать маленькие инструменты, вам нужно выбрать высокоскоростной шпиндель, а если вы хотите использовать инструменты большего диаметра, вам нужно использовать шпиндели с низкой скоростью вращения.

Однако, если вы собираетесь использовать инструменты малого и большого диаметра, выбирайте шпиндель с широким диапазоном скоростей.

Более высокая скорость вращения позволит вам завершить процесс быстрее, но результат будет плохим. Таким образом, хорошее эмпирическое правило состоит в том, чтобы использовать высокую скорость для черновых операций и низкоскоростные проходы для чистовой обработки.

Существует множество онлайн-калькуляторов, которые помогут вам правильно рассчитать скорость и подачу, необходимые для вашего процесса.

8. Крутящий момент шпинделя

Мощность определяет, насколько быстро мы можем резать материал, а крутящий момент определяет твердость материала, который мы можем резать.

Вы всегда можете использовать шестерни для увеличения крутящего момента за счет снижения скорости.

Для мягких материалов, таких как дерево, пластик и алюминий, требования к крутящему моменту невелики, а для твердых материалов, таких как сталь и другие черные металлы, для продолжения резки требуется хороший крутящий момент на низких скоростях.

9. Шпиндели с воздушным охлаждением и шпиндели с водяным охлаждением

Шпиндели с водяным охлаждением служат дольше, чем шпиндели с воздушным охлаждением, и предпочтительнее для приложений с высокой мощностью, которые требуют 24 000 об/мин или более и могут работать в течение длительного времени с большей точностью. Принимая во внимание, что шпиндели с воздушным охлаждением имеют лучшие характеристики крутящего момента благодаря своей конструкции и лучше всего подходят для приложений с низкими требованиями к мощности.

Высокомощные шпиндели могут охлаждаться принудительной тягой воздуха над ними или прокачкой через них воды.

Шпиндели с воздушным охлаждением удобны в использовании, так как не требуют поддержки каких-либо внешних устройств, чего нельзя сказать о шпинделях с водяным охлаждением. С другой стороны, для шпинделей с водяным охлаждением требуются насосы и резервуары для хранения.

Шпиндель с ЧПУ с воздушным охлаждением

Шпиндели с водяным охлаждением работают тише, чем шпиндели с воздушным охлаждением, это связано с шумом вентилятора в шпинделях с воздушным охлаждением. Кроме того, шпиндели с водяным охлаждением полностью герметичны, что помогает снизить уровень шума.

Основной проблемой при эксплуатации шпинделя с водяным охлаждением является влияние климатических условий. Как и в холодную погоду, вода может замерзнуть и помешать вам запустить шпиндель.

Водяная система охлаждения предпочтительнее воздушной, если шпиндель должен работать в течение длительного времени.

При работе шпиндель нагревается. Это не проблема для маломощных шпинделей, но для мощных шпинделей необходимо обеспечить адекватное охлаждение.

Выбор шпинделя

Вам следует учесть все вышеперечисленные факторы и выбрать шпиндель, отвечающий вашим критериям.

Для хобби-приложений с ЧПУ хорошим выбором являются шпиндели Mophorn и Huanyang.

Подробный обзор лучших шпинделей с ЧПУ, доступных на сегодняшний день, можно найти в этом руководстве «Лучшие шпиндели с ЧПУ в 2022 году».

Шпиндель ЧПУ Huanyang

Для любительского использования ЧПУ вместо шпинделя также разумно использовать фрезер.

Вас может заинтересовать это- Шпиндель с ЧПУ и фрезерный станок: в чем разница?

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Что делает шпиндель на станке с ЧПУ?

Шпиндели на станке с ЧПУ удерживают режущий инструмент через цангу и вращают инструмент с заданной скоростью. Этот вращающийся инструмент прижимается к материалу, который необходимо разрезать, чтобы обработать материал.

2. Каков диапазон скорости вращения шпинделя станка с ЧПУ?

Для типичных применений на станке с ЧПУ используемая скорость может варьироваться от 1000 до 25000 об/мин. Диапазон скоростей зависит от типа приложения, которое вы выполняете. Например, токарные операции используют низкоскоростной диапазон, тогда как фрезерные операции используют высокоскоростной диапазон.

3. Как рассчитать скорость вращения шпинделя?

Скорость шпинделя для вашего приложения можно рассчитать по простой формуле:

Скорость шпинделя = (скорость резания или скорость подачи) / (диаметр используемого инструмента)

Вы также можете использовать различные онлайн-калькуляторы для расчета скорости вращения шпинделя.

4. В чем разница между шпинделем и патроном?

Патрон — это компонент, который удерживает режущий инструмент или заготовку в случае токарных станков и не может вращаться сам по себе. Принимая во внимание, что шпиндель в оборудовании представляет собой приводное устройство, которое удерживает и вращает режущий инструмент.

5. Что такое шпиндель BT30?

Шпиндели BT30 — это шпиндели, совместимые с держателем инструмента BT30. Держатели инструментов BT30 имеют резьбу 30, которая соединяется со шпинделем.

Published by admin