Шпиндель для верстата чпу

ВИБІР шпинделя

Під шпинделем ми будемо розуміти двигун, на який надітий патрон (цанга) для утримання і обертання робочого иструмента (фрези, свердла, ножі, гравера). Шпинделі умовно можна розбити на дві групи - промислові та аматорські. Промисловий шпиндель - спеціально розроблене пристрій, зазвичай розраховане на високу бокове навантаження, що має складну систему охолодження (повітряне або водяну) і мастило. Аматорськими можна називати будь-яку дриль або побутової фрезер. Хочу звернути увагу Новомосковсктеля на те, що звичайна побутова дриль розрахована на поздовжнє навантаження, т. Е. На свердління отворів і тому має дуже посередні підшипники утримання валу. При роботі на верстаті навантаження переважно перпендикулярні осі шпинделя. Тому, якісний шпиндель має дуже хороші підшипники, розраховані на такі навантаження. Промисловий шпиндель, як правило, не вимагає мастила і чищення протягом усього терміну експлуатації. Крім того, спеціалізований шпиндель має так званий цанговий затиск, добре отбалансірованний, який дозволяє затискати інструмент зі стандартним хвостовиком (про це буде докладніше в розділі про інструмент). Зазвичай в верстатах використовується цанга ЕР11 або ЕР13, яка дозволяє затискати інструмент з робочим хвостовиком 2,5 - 3,0 - 3.2мм. Навряд чи Вам буде потрібно промислова цанга ЕР-25, вона дозволяє затискати інструмент з хвостовиком 6 мм. Це інструмент для зняття великих шарів металу. Припускаю, що обрані Вами напрямні просто не дозволять працювати з таким навантаженням, т. Е. Звичайно є фреза і з робочим діаметром 2 мм при хвостовике 6 мм, і вона буде так само ефективна як фреза з хвостовиком 3.2мм, але при використанні фрези на 10мм при хвостовике 6мм у Вас деформуються напрямні, і результатом буде лише пошкоджений верстат. Так що, не женіться за максимальним діаметром робочого інструменту. Як я вже говорив, верстат повинен бути збалансований. Тому, зупиніться на цанзі ЕР-13 - цього Вам буде достатньо на багато років.

Вартість спеціалізованого шпинделя з повітряним охолодженням - близько 8000 рублів. До нього також потрібен перетворювач частоти (ПЧ).

Вартість фрезера Kress-1050 7210 рублів - це один з найкращих наявних на ринку пристроїв. Крім того, в інтернеті є маса рекомендацій по заміні в ньому підшипників і доопрацювання його до більш високого рівня. Як бюджетний варіант - саме що треба.

Вартість дрилі - 1200 рублів. Я не рекомендую цей варіант (виняток-застосування на верстаті, що використовується тільки для координатного свердління (наприклад, друкованих плат).

Окремо відзначу трифазні шпинделі. Вони мають три дроти живлення, одну нейтраль і один дріт заземлення. Їх не можна безпосередньо підключити до побутової (однофазної) мережі. Для їх підключення необхідно з однієї фази зробити три. Робиться це за допомогою перетворювача частоти (ПЧ). Пристрій випрямляє змінний струм і генерує з нього змінний струм іншої частоти і фазності. Тут необхідно зазначити, що ПЧ представляє безліч сервісних функцій. Зокрема, якщо вхідна напруга завжди 50 Гц (вУкаіни) і поміняти це Ви не можете, то на виході пристрій розвиває частоту від 1 до 400 Гц в залежності від уставки. Стосовно до наших завдань, це означає можливість установки частоти обертання шпинделя. Крім того, ПЧ може управлятися від ПО верстата, і програма автоматично встановить необхідні обороти шпинделя відповідно до таблиці швидкостей для заданого матеріалу. Більш того, дорогі ПЧ мають в своєму арсеналі так зване векторне управління двигуном. Не вдаючись в технічні нюанси, скажу, що це дозволяє розвивати більший момент на інструменті за допомогою непрямого (по фазовому зрушенню струму) визначення фактичної швидкості шпинделя і своєчасної зміни епюри формованих ПЧ імпульсів. Крім того, ПЧ дозволяє встановити швидкість розгону і уповільнення оборотів шпинделя, що так само позитивно позначається на його ресурсі (хоча в деяких джерелах це спростовується). Так само з сервісних функцій ПЧ можна відзначити захист від перевищення струму споживання шпинделя, яка дозволяє відключити шпиндель при виході навантаження за устаноовленний поріг внаслідок, наприклад, помилки у виборі швидкості подачі. І ще один важливий момент - ПЧ може видавати сигнал готовності шпинделя, т. Е. Сигналізувати ПО, що шпиндель вийшов на задані обороти або відхилився від них. Це дозволяє зупиняти виконання програми і зберегти інструмент при несподіваному відключенні шпинделя. Таким чином, наявність ПЧ сильно підвищує надійність і зручність використання шпинделя.

Система охолодження шпинделя буває повітряна або водяна. Повітряна - як у звичайній дрилі, де на валу шпинделя розташований вентилятор. Мінус цієї системи в тому, що вона, по-перше, працює як пилосос, всмоктуючи в шпиндель все те, що Ви вирізали з заготовки, а, по-друге, ефективність роботи вентилятора залежить від швидкості обертання валу, що на низьких швидкостях обертання може привести до перегріву шпинделя і виходу його з ладу. Водяна система позбавлена ​​всіх недоліків повітряної і дуже ефективна. Але потребує доопрацювання гідравліки. Я використовую стандартні харчові шланги з зовнішнім діаметром 8 мм і внутрішнім 6мм. Перші мої верстати я робив з комп'ютерної системи водяного охолодження процесора компанії Termaltake. Вона містить насос, радіатор і вентилятор. Але досить дорога. Пізніше я перейшов на використання в якості насоса - бензинового насоса від автомобіля. Він надійніший і менш доріг. Зверніть увагу, що бензонасос бувають середнього тиску і низького. Вприскові машини забезпечуються насосами середнього тиску і розвивають близько 3 атмосфер. Нам стільки не треба. Насоси карбюраторних автомобілів розвивають тиск 0.1-0.3 атмосфери - хороший варіант. Ще є варіанти насосів для акваріумів, але це зовсім крайній варіант. Надійність бензонасоса і акваріумного насоса - не порівнянні. Пам'ятайте, запуск шпинделя без циркуляції води призведе до його перегріву і виходу з ладу.