Фрезов шпиндел за дърво. Какъв е оптималният шпиндел за CNC

Изразът "шпиндел за фрезова машина с ЦПУ" обикновено се приема за двигател с монтиран на него цангов самозатягащ се патронник (както на ръчно фрезова машина), който служи за фиксиране на режещия инструмент, като фреза, шлифовъчен камък, бормашина и др., и предава към него въртеливо движение с висока скорост.

Фрезови машини Синсинати различни размери. В своя каталог производителят подчертава удобството и лекотата на боравене и. стабилност на рамката, подсигурена от вътрешни подсилващи скоби. По-малките модели са били предназначени за изработване на щанци и матрици или операции. гравюри, докато по-старите са особено подобрени.

Те са проектирани за тежка работа по смилане с ягоди. бърза стомана. Вретено, много здраво поставено, беше без опъване на колана. тъй като втулката на импулсното колело се върти в специален лагер. регулируема. По-старите типове имаха механизъм обратно на часовниковата стрелка. планетарна система, разположена вътре в кутията на импулсната шайба. до 12 оборота на шпиндела. Вретената бяха с резба в края, за да поберат предната ягода. Вертикалното регулиране на шпиндела се извършва с помощта на лост или педал. малки модели, както и ръчно колело, комбинирано с цип. в по-големите модели, които също включват автоматично напредване и . различна скорост варира.

Класификация

Те могат да бъдат разделени на 2 малки групи - това са домашни и промишлени:

Домашните включват различни бормашини, малки домакински фрези или бормашини.
Индустриалните двигатели включват двигатели, проектирани да издържат на високи натоварвания по време на работа, с керамични лагери и често оборудвани с сложна систематечно или въздушно охлаждане и система за смазване директно в зони с високо ниво на триене и топлина.

Когато използвате бормашина като шпиндел в домашна CNC машина, трябва да се разбере, че нейните лагери не са предназначени за голямо странично натоварване и ще започнат да „вият“ много бързо, което може да доведе до силно нагряване на намотките, намаляване на мощност на вала и впоследствие такъв шпиндел просто ще изгори.

Надлъжното движение беше автоматично от двете страни, с изключение на модела. по-малко и също изстрел. Вместо това ротационно движение. Кръгла масае направено ръчно или, ако е необходимо, автоматично. Промоцията на работния плот беше извършена от стъпаловидна шайба, кутия. зъбни колела и задвижващ вал.

Шестоъгълна. Използван е модел с два шпиндела. за квадратно и шестоъгълно фрезоване, бр. бронз и месинг, като клапанни кутии и кранове, пресови върхове, гаечни ключове, ядки и др. правейки и двете части едновременно. повърхности една срещу друга. Машината с четири шпиндела имаше своето приложение в машинната обработка. едновременно с четири повърхности в клапанните кутии. И при двата модела държачите на шпиндела са регулируеми. с вал с резба, независимо един от друг.

В този случай охлаждането няма да помогне и е необходимо да се прецизира самата бормашина, а именно: сменете сачмен лагер на вала с ролков лагер (за предпочитане с керамични ролки), фиксирайте го здраво в корпуса и се погрижете за постоянно наличие на смазка в него.

В модела с четири вретена има две глави. те са и вертикално регулируеми. долните хоризонти са хоризонтални, за тяхното приспособяване. размери на детайла. Масата се премества напречно от ръчно колело и вал с резба. Шпинделите се въртят при 875 оборота в минута. Изобретяването на функциите за линейна и кръгова интерполация и автоматичната смяна на инструмента направи възможно изграждането на поколение от машини, с които се пробива. Използването на цифрово управление има благоприятен ефект върху производствените разходи, като насърчава намаляването на броя на видовете машини, използвани в обработващия цех. за големи партиди. като пробиване. необходимо е да се подготви програмирането на численото управление на технологичните операции. например изпълнението на сферични повърхности. или метрология.

Характеристики на шпиндела в зависимост от вида

По принцип по време на работа на фрезовите машини всички натоварвания са перпендикулярни на оста на шпиндела, а успоредните натоварвания се появяват само в момента на вкарване в тялото на детайла. Ето защо е необходимо да изберете двигател, който може да издържи на такива натоварвания дълъг периодвреме, тъй като работата на фрезовите машини може да бъде непрекъсната през деня и дори повече.

Прилагането на числовото управление обхваща много различни процеси. нишка. като сглобяване. Щулен. фрезоване. времето за работа е по-кратко в колата с цифрово управлениеотколкото на нормална кола. времето за готвене на партида е по-дълго в CNC машина, отколкото в конвенционална машина. в течение на едно десетилетие. Обхват на числовото управление Използването на компютърни системи за числово управление в металорежещите машини дава възможност да се увеличи производителността в сравнение с конвенционалните машини и прави възможно осъществяването на координирани операции, които не могат да бъдат изпълнени с висока степен на точност на измерване в конвенционалните машини.

Шпинделите, предназначени за промишлени цели, не се нуждаят от постоянно почистване и смазване на лагерите през целия им експлоатационен живот, но ако започнете да забелязвате външни звуци на празен ход, все пак е по-добре да разглобите корпуса на двигателя, да издухате цялата мръсотия отвътре със сгъстен въздух (ако има такъв) и смажете добре лагера със специална грес, която не губи свойствата си при високи температури.

Процеси с CNC машини управление на програмата, имат по-висока почасова цена от процесите, използващи конвенционални машини. Приложенията попадат в две категории: приложения с машинни инструменти. и приложения без машини. принцип обща работаот всички приложения на цифровото управление е да се контролира относителното положение на инструмента или обработващия елемент по отношение на обекта, който се обработва. и са използвани предимно бормашини. така. поддържане или подобряване на качеството му. проследени.

Първоначално компенсациите бяха от точка до точка. Концепцията за числово управление включваше използването на данни в референтна рамка за определяне на контурните повърхности на витлата на хеликоптера. Този процес е по-икономичен при използване на специализирани машини с механизми за прехвърляне. но по-нисък от онези процеси, които използват специални машини с механизми за прехвърляне, които ви позволяват да автоматизирате доставката и отстраняването на части. валцуван ламинат. фрезоване и дори струговане и са преименувани на обработващи центри вместо на самите фрезови машини. механичната обработка е по-икономична с цифрово управление.

Освен това индустриалният шпиндел е снабден с висококачествен цангов патронник, който има минимално биене по време на работа, осигурявайки необходимата точност на обработка, минималната разлика между действителния и реалния размер на фрезата и позволяващ затягане на фрези с конвенционален цилиндричен опаковък.

цанги

По принцип най-често срещаните са цанги от тип ER11 и ER16, в които се превръща бормашина или фреза с диаметър на опашката от 2,5 до 3,2 мм, дори ако е направена с конус. Има и касети, предназначени за по-голям диаметър на инструмента, но те се използват за груба металообработка или фрезоване на стомана и имат отвор за инструментална скоба от 6 или повече милиметра.

Материалите, използвани при производството на ягоди, са бързи стомани и твърди метали. Движенията напред и апроксимациите се извършват на парчета. Ягодата извършва въртеливо движение, което прави. но действието за отстраняване на чипове се разпределя върху различни ръбове. Ягода с твърд стоманен ръб се използва за обработка на трудни материали за обработка, които имат силен абразивен ефект върху ръба. криви. Обработката, извършвана от фрезова машина, се нарича фрезоване.

 Укрепване на рязане.  Предварително движение. Можем също да различим движенията на работния плот. Със синьо: движение напред. който може да се мести ръчно или автоматично:. което е приближение на ягодата от отрязаната до неотрязаната зона. С червено: режещо движение. Както при всички машини. Работни движения на фрезата:  Движение на рязане. Със зелено: движение в дълбочина. което е въртеливото движение на ягодата.

Защо не мога да го инсталирам на моята домашна CNC машина, ще попитате?

Ако захванете фреза с диаметър 2 мм с диаметър на опашката 3,2 мм в цангов патронник, тогава по време на обработка едва ли ще забележите разлика, но ако инсталирате фреза с диаметър 10 мм и опашка 3,2 мм на любителска машина, можете лесно да деформирате водачите, тъй като натоварването върху тях в този случай се увеличава значително. В машината всички части трябва да бъдат перфектно комбинирани помежду си, в противен случай ще има повече проблеми с нея, отколкото качествената работа. Ето защо ви препоръчваме да изберете цангата EP-13, тя е напълно достатъчна за малки количества работа и е подходяща за почти всеки работен инструмент, използван при обработката на различни материали.
Страничните движения изпитват по-малко износване Pivot около вертикална ос. Завъртане около надлъжната ос. която е перпендикулярна на надлъжната, но хоризонтална равнина. много по-висока производителност от другите машини, тъй като всеки зъб на техните инструменти не контактува с детайла за повече от част от секундата и. Ето защо.

Това е опорната точка на пода на машината. благодарение на винт, който може да се управлява ръчно или механично. Това е кутия. вретеното получава движението, което ще достигне до ягодите. Монтиран на плъзгаща се дръжка, която отговаря на колоната и ви позволява да се позиционирате в позицията, която искате. в долната част. в предния край 5 инча на фут. Устройството, на което е монтиран работният плот и което осигурява движение по оста на масата. Надлъжна количка. Движи се вертикално. той отива към скобата.

Мощност на шпиндела

Когато избирате мощност на шпиндела, трябва да се ръководите от златното правило – колкото повече, толкова по-добре. Основни правила за избор на мощност:

Ако планирате да използвате фрези само за пробиване или гравиране на малки детайли, тогава шпиндел с мощност до 600 вата ще бъде достатъчен.
За фрезоване на твърда дървесина и метал трябва да имате предвид вече двигател с мощност от 600 до 1400 вата.
Ако се планира по-нататъшна модернизация на машината (има машини с два или повече шпиндела) или е необходим голям марж на мощност, е необходимо да се обърне внимание на шпиндели с мощност над 1,6 kW, те ще позволят обработка на почти всякакви материали , а качеството на работа ще зависи само от надеждността на механичната част на машините с ЦПУ.

Това е формована правоъгълна конструкция. Това е частта, която пази режещ инструменти такъв, който му придава движение. Монтира се на търкалящи лагери. Тя е куха и завършва със стандартизирана конична женска. частта, която служи като опора и останалата част от фрезата. по който се е подхлъзнал ръчно посредством механизъм. с някои водачи. с някои водачи. за каквато дължина искате да работите. Скобата е отговорна за задържането на колата и масата. обикновено с правоъгълна форма.

Методи на фрезоване

Нека изясним някои тънкости. Фрезоването може да се извърши по два начина, или с бързо подаване и бавно въртене на фрезата, или с бавно подаване, но с висока скорост на въртене на фрезата. Първият метод се нарича скорост, а вторият - мощност.

В индустрията енергийното фрезоване обикновено се използва за отстраняване на излишния материал от детайла възможно най-бързо. Преди това е необходимо да се проучат описанието и паспортните данни на определен фрез и да се въведат необходимите условия на рязане специално за него в машината, а именно: скорост на въртене, проникване и подаване. По този начин можете да използвате фрезата, като получавате максимална производителност от него, без да го претоварвате.

Със скоростна кутия или скоростна кутия. с подсилена основа. подходящо. Скоба или вертикална количка: Това е устройство, монтирано на предната страна на колона. Ето защо. много подобни на тези, които могат да се видят в леярната. Задвижването е независимо от това, което е направено от предния блок. С плъзгащи се съединители. Това е механизъм, състоящ се от поредица от зъбни колела, разположени в долната част на рамката. което дава възможност за по-разумно определяне По-добри условиярязане. Може да се движи настрани.

За да можете да поправите посочените аксесоари. Ръчни задвижвания на камиони. кръст. Обикновено се поставя в горната част на рамката. Шпинделна скоростна кутия. където са винтовете. Това е, което позволява на парчето да работи. Състои се от различни зъбни колела, които могат да бъдат свързани според различни предавателни отношения, за да се осигури широк диапазон от скорости на шпиндела. с кола. Подходящо устройство позволява обездвижването му. или автоматично през прозореца за напредък. надлъжно и вертикално.

Ако механичната част на вашата машина не ви позволява да получите добра сила и започне да се деформира, тогава е по-добре да не експериментирате, а да използвате втория метод на фрезоване - високоскоростен, като сте развили максималната скорост на въртене на фреза и задаване на минималната скорост на подаване.

Критерии за избор на шпиндел

След като анализираме горното, е необходимо да решим кое е по-важно за нас, скоростта на шпиндела или неговата мощност. Когато купувате висококачествен и скъп шпиндел, не можете да зададете такъв въпрос, тъй като повечето от тях имат доста висока мощност и висока скорост на въртене в същото време.

Тези части могат да се монтират директно върху него или чрез монтажни аксесоари. или по дължина. Получава движението директно от главното задвижване на машината. Неговите възможности са по-ограничени от тези на универсална глава. Този има още един кръгъл хребет, върху който лежи третият корпус. Може да се върти само във вертикална равнина. Избягвайте удари, които могат да повредят лагерните повърхности. Почистете старателно конуса на шпиндела, преди да монтирате държач за инструменти.

Преди работа с машината е удобно да я завъртите на ръка, за да сте сигурни, че монтажът е извършен правилно. в зависимост от вида на фреза, който ще се използва. Наблюдавайте правилно приляганев подвижните части на вашата машина. Някои препоръки за използване на този аксесоар.

В максимална степен такива шпиндели практически не се използват, но се натоварват с 60-80% от цялата мощност и използват до 90% от максимална скорост, което несъмнено е голямо предимство, тъй като при такива условия шпинделът за фрезова машина с ЦПУ няма да прегрее и няма да се износва. Висока скороствъртене (18000-20000 об / мин) практически не се използва поради причината, че при обработка с такива скорости инструментът и детайлът започват да се нагряват и изгарят, съсипвайки цялата работа.

Без приплъзване при влизане в контакт с обекта. Те са с променлива дължина, за да позволят различни комбинации за настаняване на ягоди. избягване на плъзгане, за да се предаде движение. Това ви позволява да поставите ключа за прехвърляне на движението и мощността на шпиндела към режещия инструмент. Той получава гайката, която затяга и заключва ягодата в крайното й положение чрез дистанционните пръстени. Те се вписват в задвижващите щифтове на шпиндела. отвор с резба Impulse Shoulder Extensions. Конична резба с резба Позволява ви да заключите края на затягащ прът или шпилка, за да го закрепите към шпиндела. което позволява да бъде напълно фиксиран към шпиндела с гайка и скоба гайка, която влиза в другия край. и по този начин предотвратява излизането му от оста.

Отделно си струва да разгледате шпиндели, захранвани от трифазна мрежа. Те са свързани с пет проводника, три от които са линейни, един е нула и един е за заземяване. Те не могат да бъдат свързани към битова мрежа без модификации.

Преди това за такива цели се използваха пускови кондензатори, които според законите на електротехниката променяха фазовия ъгъл и изкуствено създаваха 3 фази от една. Но фрезова машинас CNC за този метод е малко вероятно да е от значение, тъй като в този случай се губи способността да се контролира скоростта на въртене на шпиндела. Ето защо в наше време се използват електронни честотни преобразуватели (FC), чийто принцип на работа се основава на изправяне на напрежение в домакинството и генериране на 3-фазно напрежение от него с възможност за плавно регулиране на честотата.

За тези беседки резачката се затяга с гайка или винт. Което не може да бъде смачкано във въздуха. Валът на държача, който има глава, е разположен под произволен ъгъл спрямо повърхността на масата. това наистина е един от най-важните аксесоари. Горна частможе да бъде шарнирно или фиксирано. Основната му цел е да направи разделянето на кръговия път на работа и да запази материала, който е работил. предназначени за използване на маса за рутер. Други трябва да бъдат почистени и смазани след употреба.

Този аксесоар е прикрепен към главния шпиндел на машината. Тези елементи трябва да поддържат лицата си гладки и без деформации, които ще бъдат използвани. Добър в универсална чаша. Това е много точен и универсален аксесоар. но принципът му на работа е същият. Има градуирана скала за задаване на градуси. Дръжте парче в единия край. Универсалните разделители могат да се различават по дизайн и форма. между чашата и върха или между върховете, като е възможно да се направи въртеливо движение към детайла в комбинация с надлъжното движение на масата за фрезоване на витлата.

Честотният преобразувател или chastotnik, както го наричат популярно, има много полезни функции, сред които са: контрол на температурата на шпинделите, плавно регулиране на скоростта им на въртене, а най-полезната функция е, че може да бъде свързан към контролния блок на фрезоване машини и софтуер Софтуерът автоматично ще зададе необходимата скорост на въртене на инструмента. В допълнение, chastotnik дава възможност за плавно стартиране и спиране на шпинделите, което значително увеличава живота им.

Охлаждане

Както бе споменато по-горе, шпинделите могат да бъдат оборудвани както с въздушно, така и с течно охлаждане. Въздухът е конвенционално работно колело, монтирано на вала на двигателя и обдухващо около намотките му.

Големият недостатък на този тип охлаждане е фактът, че работното колело не само издухва въздух в горещия мотор, но и засмуква стружки, прах и всичко, което фрезата изрязва от детайла в тялото си. Също така, при обработка при ниски скорости, въздушното охлаждане е неефективно, тъй като пряко зависи от скоростта на въртене на вала на шпиндела.

Системата за водно охлаждане няма такъв недостатък, но при използването й е необходимо отделно място за резервоара с охлаждаща течност и правилното фиксиране на тръбите с него върху тялото на фрезовите машини, което значително усложнява дизайна, ако е фрезова машина с два шпиндела.

Тя е много по-ефективна от системата за въздушно охлаждане, тъй като скоростта на потока на течността през шпиндела е една и съща през цялото време поради използването на специална помпа. Основното условие, което трябва да се спазва, когато имате шпиндел с водно охлаждане, е, че не можете да включите двигателя, без да включите помпата, тъй като в този случай тя изобщо няма да се охлади, да прегрее много бързо и в резултат на това да изгори .

1 Най-бюджетният шпиндел за домашно CNCинструментална машина - гравьор, фигура 1, цена от 500 рубли. Мощност 125W. От минусите на този избор е слаб въртящ момент при ниски скорости и в резултат на това е подходящ само за гравиране и за работа върху меки породидърво с фрези с малък диаметър.

Снимка 1

2 Втората версия на шпиндела за домашна настолна фрезова и гравираща машина - бормашина Proxxon, снимка 2, цена от 2000р. В сравнение с евтините гравьори могат да се отбележат следните предимства: работи много по-тихо, скобата на касетата е с високо качество, не губи толкова много въртящ момент при ниски скорости.

Фигура 2

3 Третият вариант за евтин настолен CNC са шпиндели от DC двигатели за 12 ... 48V, фигура 3. Мощност до 400W. Обороти до 12 000. Необходимо е отделно захранване за шпиндела на машината. Предимствата на този шпиндел включват: 1) сравнително ниско биене, което го прави добър изборкато шпиндел за проводници в производството печатни платкиили при изработка на модели от 2) ниско ниво на шум, 3) стандартна цанга ER11A. Недостатъци: 1) задължително допълнителен източникзахранване, 2) относително ниската мощност ограничава възможността за използване на фрези до 4 мм, подходящи само за фрезоване меки материали, 3) достатъчно силно прегряване при работа, което изисква добро охлаждане, въздушен поток, вентилирано помещение.

Фигура 3

В комплект с електроника е възможно да се контролира скоростта на шпиндела (Фигура 4, от програмата за управление на машината MACH3), за това контролерът за управление на машината има PWM изход, обозначен на корпуса като PWM.

Фигура 4

4 Следващата опция за шпиндел за евтин настолен CNC самостоятелно сглобяванетова са фрези и прави шлайфмашини.
Фрезата Enkor FME-850W има достатъчна мощност за обработка на всякакви материали (дърво, шперплат, цветни метали). Много шумно по време на работа. Комплектът включва цанга 6 мм, която позволява използването на адаптер 3v6 мм за работа с различни диаметри на фреза от 0,1 мм до 6 мм. Трябва да се отбележи, че не всички фрези са оборудвани с цанги от 6 мм, например обикновеният Interskol няма цанги от 6 мм, което не позволява използването на фрези по-малко от 8 мм и го прави неподходящ за използване на CNC фрезованемашини. Недостатъците на този рутер включват липсата на електроника за поддържане на стабилна скорост, което затруднява използването му за обработка на акрил и други пластмаси, обработени при ниски скорости. Както и ниското качество на лагерите, което ограничава времето за непрекъсната работа до 2 часа. Това време е напълно достатъчно за изрязване на думи от шперплат, или малки до 10x10 см резбовани 3D картини и панорами, 3D продукти големи размерище изисква значително повече време и следователно използването на този шпиндел върху 3D продукти голям размерще доведе до повишено износване на лагерите и ранен отказ.

Фигура 5

5 рутера Sparky, фигура 6. Мощност от 500W до 1050W. Моделите 750W и 1050W имат електроника за поддържане на стабилна скорост, което позволява да се използва за фрезоване на акрил (плексиглас), двустранна пластмаса, PVC, моделираща пластмаса и др. Пластмасите се обработват при ниски скорости на шпиндела, за да се избегне топенето на пластмаса, докато е необходима достатъчна мощност, за да се осигури приемлива производителност, скорост и да се избегне прегряване в зоната на фрезоване и залепване на пластмаса към фреза. За работа с пластмаси се използват еднорезови.

Фигура 6

6. Рутер Kress. най-добро качествоот сегмента на евтини колекторни шпиндели за настолна машинанаправени ръчно. Цена от 13t.r. Изтичането е нормализирано, което дава възможност да се отнесе към по-висок клас шпиндели. Висока надеждност, експлоатационен живот на CNC машина за дома и малкия бизнес е несравнимо по-висок от всички горепосочени шпиндели и е на второ място след професионалните безчеткови (асинхронни) шпиндели

7. Професионален шпиндели за течно охлаждане.

Предимства: висока надеждност, в дизайна на такива шпиндели има 3 или 4 лагера, докато битовите комутатори имат само 2 и липсата на износващи се четки, присъщи на колекторните двигатели.

точност на сглобяване и високо качествобалансьорите осигуряват и минималното биене на вала, което е необходимо за висококачествена обработка с тънък и/или дълъг инструмент.

Предимство на шпиндели с течно охлаждане пред шпиндели с въздушно охлаждане:

1) по-тиха работа, поради липсата на шум, генериран от работното колело с принудителен въздух

2) способност за работа в некондиционирани помещения при повишени температури на околната среда или в тесни условия, при които не е възможно да се осигури нормална циркулация на въздуха.

3) способността за работа в помещения с нечист въздух, който съдържа прах, въздушно охладените шпиндели, при работа в прашни помещения, могат да събират и натрупват абразивни частици, които водят до повреда на механичните компоненти на шпиндела

Недостатъците включват само цената от 10 000 рубли и необходимостта от използване честотен преобразувателза храна (още 10000р) и охладителна система.