Устройство шпинделя фрезерного станка: Шпиндель фрезерного станка с ЧПУ.

Содержание

Шпиндель фрезерного станка с ЧПУ.

Шпиндель предназначен для закрепления режущего инструмента (фрезы), обеспечения его вращения и перемещения над обрабатываемой заготовкой. Конструктивно шпиндель представляет собой цилиндрический корпус с подшипниками качения, удерживающими вал-ротор. Асинхронный электродвигатель переменного тока сообщает ротору вращательное движение. Также на валу закреплено приспособление для фиксации режущего инструмента (цанговый зажим для фрез с хвостовиком диаметром 3 и 6 мм).

К электродвигателю предъявляются требования плавности и равномерности вращения для обеспечения точности обработки заготовки. С этой целью рабочий вал шпинделя устанавливается в специальные подшипники высокого класса точности, а цанги имеют повышенные допуски на размер и биение. В современных станках с ЧПУ конструкция шпинделя дополнительно усложнена встроенными устройствами автоматического прижима заготовки, датчиками позиционирования, а также охлаждением.

Система охлаждения шпинделя фрезерного станка с ЧПУ бывают жидкостными и воздушными.

В системе жидкостного охлаждения вода (или тосол) циркулирует по замкнутому кругу внутри рубашки охлаждения шпинделя. Достоинствами системы является надёжный теплоотвод. Недостатками — усложнение конструкции, в том числе за счёт дополнительного оснащения станка резервуаром для охлаждающей жидкости.

Система воздушного охлаждения построена на нагнетании воздуха внутрь специальных полостей шпинделя. Для этого корпус оснащается щелями-воздухозаборниками. Достоинством этой системы является простота и компактность. А недостатком — быстрое загрязнение фильтров пылью, особенно при обработке древесины.

Требуемая мощность зависит от твёрдости обрабатываемого материала и составляет для:

листвой фанеры — 800 Вт;
твёрдой древесины, лёгких металлов (меди, алюминия, латуни) и пластика — 1,5 кВт;
камня — 3-4 кВт.

Частота вращения шпинделя определяется режимом обработки (раскройка, фрезеровка, гравировка) и видом обрабатываемого материала.

Всегда следует выбирать шпиндель, имеющий некоторый запас по максимальной частоте вращения.

Производители шпинделей для фрезерных станков с ЧПУ

В настоящий момент среди представленных на рынке принципиально различаются шпиндели итальянского и китайского производства.

Шпиндели от китайских производителей легко узнать по характерному внешнему виду — сплошной цилиндрический корпус, закрытый с торцов крышками с подшипниковыми узлами, удерживающими вал. Достоинствами такой конструкции является жёсткость и низкие вибрации. Отсутствие технологических отверстий в корпусе делает шпиндель нечувствительным к пыли и стружке. В сравнение с аналогами такой шпиндель (при одинаковой мощности) оказывается легче. Существенным плюсом является и низкая цена.

К недостаткам шпинделей китайского производства относятся высокая вероятность брака, затруднённая замена подшипников. У шпинделей с водяным охлаждением внутренние детали подвержены коррозии.

Шпиндели итальянского производства отличаются высоким качеством, и, соответственно, большей ценой. Рассчитанные на высокоскоростную работу «итальянцы» комплектуются стойкими подшипниковыми узлами, обеспечивающими плавность вращения и малые биения. Чаще всего итальянские шпиндели имеют воздушное охлаждение.

Компоновка

По высоте портала шпиндель может устанавливаться на 80 мм, 150 мм и 220 мм. Величина определяется габаритами обрабатываемых заготовок и типом их закрепления. Максимальная толщина заготовки зависит от высоты расположения шпинделя и выступа фрезы из цангового патрона.

Обслуживание

Перед выходом на рабочую нагрузку шпиндель необходимо прогревать, а также давать не менее 10 минут на остывание перед остановкой. Облуживание шпинделя заключается в защите от загрязнения и периодической очистке подшипниковых узлов и элементов системы охлаждения. Для систем с водяным охлаждением необходимо использовать СОЖ, рекомендованную производителем. После длительной эксплуатации может потребоваться замена подшипников ротора. Иных расходных материалов шпиндель не содержит.

Выбор инвертора

Инвертор (он же частотный преобразователь) представляет собой электронное устройство для плавного и точного управления электродвигателем и обеспечения высокого крутящего момента на валу шпинделя.

Выбирать инвертор следует исходя из равенства его мощности и мощности электродвигателя. При этом номинальный выходной ток инвертора должен быть не меньше (а лучше несколько больше) номинального тока электродвигателя.

Свежее:

Как фрезеровать мебельные панели МДФ
Виды станков с ЧПУ. Рассматриваем основные
Из чего состоит фрезерный станок
Подключение фрезерного станка
Виды фрезерных станков с ЧПУ

Шпиндель фрезерного станка.

Типы и системы охлаждения.

Ни один фрезерно-гравировальный станок не может обойтись без шпинделя, так как шпиндель – это вал вращения, на котором крепится цанга определенного диаметра, удерживающая фрезу для обработки 2D-3D изделий.

Устройство любого шпинделя для ЧПУ организовано по одному и тому же принципу.

Роторный вал крепится подшипниками качения к корпусу шпинделя. Благодаря асинхронному электрическому двигателю переменного тока обеспечивается вращательное движение шпинделя. На валу также устанавливается цанга, которая фиксирует инструмент в патроне.

Шпиндели могут иметь разную мощность от 1,5 кВт до 9 кВт. При мощности шпинделя до 2,2 кВт, станок работает от напряжения 220В, а от 3кВт желательно подключать уже 380В.

Чтобы не допустить перегрева шпинделя используется воздушная или водяная система охлаждения.

Рассмотрим эти типы шпинделей:

Водяное охлаждение шпинделя

Для системы водяного охлаждения используется резервуар для воды, который обычно идет в комплекте. В резервуар с водой помещается насос, а насос в свою очередь создает циркуляцию потока воды, бесперебойно охлаждая шпиндель.

Шпиндель с водяным охлаждением работает довольно тихо, что позволяет эксплуатировать станок в домашних условиях. Но при всей простоте шпинделя с водяным охлаждением, все-таки есть опасность появления коррозии охлаждающей рубашки. Поэтому шпиндели станков оборудованы замкнутой системой охлаждения со специальной жидкостью (дистиллированная вода).

Скорость вращения шпинделя в наших станках 6000- 24000 оборотов в минуту. Диаметр цанги шпинделя фрезерного станка зависит от размера инструмента.

Если сравнивать по стоимости с воздушным, то водяное охлаждение шпинделя значительно дешевле. Его часто выбирают, когда хотят уменьшить цену станка.

Воздушное охлаждение шпинделя

Для системы воздушного охлаждения дополнительных приспособлений не требуется, так как сам корпус изготовлен из легкого сплава и оснащен воздухозаборниками, с помощью которых и охлаждается шпиндель.

Скорость вращения шпинделя в наших станках 4000- 18000 оборотов в минуту.

Большим плюсом данных шпинделей является их автономность, в отличие от шпинделя с водяным охлаждением, к нему достаточно подвести питающий провод. Также эти шпиндели имеют большой размер цанги, что расширяет возможности инструмента. Но существует угроза перегрева при низких оборотах шпинделя, из-за того что крыльчатка установлена на валу и объем охлаждающего воздуха уменьшается. А чтобы он не раздувал остатки материала, необходимо дополнительно оснастить станок системой аспирации. При этом вентилятор довольно шумный и использовать его как с водяным охлаждением в домашних условиях не получится.

И с водяным и с воздушным охлаждением можно установить механическую или автоматическую смену инструмента. Автоматическая смена проходит в течение восьми секунд, в разы увеличивая производительность, что очень удобно для крупных производств.

Выбирая шпиндель мощностью 1,5 кВт, вы сможете работать с твердой древесиной, акрилом, пластиком и мягкими металлами до 15 мм.

А при выборе 4,5 кВт и более уже производятся работы по камню, мрамору, глубокой фрезеровки и раскрою мягких металлов и твердых пород дерева.

Также для увеличения скорости обработки изделий на портал фрезерно-гравировального станка с ЧПУ можно устанавливать не один, а несколько шпинделей, называются они – многошпиндельные станки с ЧПУ. Количество шпинделей на портале может достигать до восьми штук.

Многошпиндельные станки подразделяются на две группы:

1. Одновременное производство. В системе управления, оператором задается программа для одновременной обработки сразу нескольких заготовок, это очень удобно для серийного производства. Данные модели дополнительно оснащают четвертой токарно-поворотной осью, для производства цилиндрических изделий (например балясин).

2. Последовательное производство. Для того чтобы сэкономить время при смене инструмента, при этом увеличивая время на обработку, используют несколько шпинделей с разными фрезами для последовательной обработки изделия.

Не можете определиться с типом шпинделя?

Оставьте заявку, инженер подберет станок в течение 15ти минут.

Высокоскоростные шпиндели IBAG | Шпиндели высокоскоростных станков с ЧПУ

Запрос цен

Нажмите, чтобы увеличить

IBAG North America разрабатывает и производит широкий спектр современных высокоскоростных шпиндельных систем. С максимальными скоростями до 170 000 об/мин и уровнями мощности до 130 л.с., IBAG может поставить правильный высокочастотный шпиндель для вашего уникального применения. Если вы фрезеруете, шлифуете или сверлите, точный высокоскоростной шпиндель может увеличить производительность, снизить затраты и повысить общую эффективность.

Мы в IBAG считаем, что опыт жизненно важен для успеха любого проекта. Вот почему мы полагаемся на наш 75-летний опыт работы в отрасли, чтобы поставлять шпиндельные узлы для высокоскоростных станков с ЧПУ, разработанные в соответствии с вашими требованиями.

Если у вас есть конкретные вопросы относительно наших высокоскоростных шпинделей с ЧПУ, свяжитесь с нашим отделом продаж или позвоните нам по телефону 203-407-0397, и мы будем рады обсудить с вами спецификации вашего проекта.

Высокочастотные шпиндельные системы

Полная система шпинделя IBAG включает в себя высокоскоростной двигатель шпинделя, компоненты смазки подшипников, блок электронного привода шпинделя и блок охлаждения шпинделя. Вспомогательные системы спроектированы и построены в США, чтобы обеспечить долгую и надежную работу. Также возможны индивидуальные системы со специальным механическим кронштейном, электрическим интерфейсом и системой мониторинга для интеграции с ЧПУ.

Высокоскоростные шпиндели с ЧПУ для OEM-производителей

Высокочастотные фрезерные шпиндели с ЧПУ обеспечивают широкие возможности применения, с которыми не могут сравниться другие процессы. Тесно сотрудничая с OEM-производителями станков, дистрибьюторами и конечными пользователями, мы работали над сотнями приложений для высокоскоростной резки, включая выбор шпинделя, подачи и скорости, рентабельность инвестиций и требования к заготовке. Наши высокоскоростные шпиндели включают в себя:

Высечка
Мягкие материалы
Пресс-форма и штамп
Микросверление

Услуги по установке и проектированию высокоскоростных шпинделей

Чтобы успешно внедрить высокоскоростной шпиндель в существующий производственный процесс, необходимо обладать обширными знаниями и опытом правильной интеграции станка. Более двадцати пяти лет компания IBAG North America успешно продает, устанавливает, проектирует и обслуживает высокоскоростные шпиндели с ЧПУ. Для каждого применения требуется правильный шпиндель, тщательно согласованный с требованиями и спецификациями детали.

Решения по ремонту высокоскоростных шпинделей с ЧПУ

IBAG North America предоставляет услуги по ремонту, установке и восстановлению всех высокоскоростных шпинделей IBAG. Все ремонтные работы, включая замену подшипников, балансировку, обкатку и вибрационные испытания, выполняются на нашем современном предприятии в Норт-Хейвене, штат Коннектикут.

Варианты высокоскоростного шпинделя с ЧПУ

В высокоскоростных шпинделях IBAG используются самые передовые технологии подшипников, доступные на сегодняшний день, в том числе гибридные керамические радиально-упорные шарикоподшипники с усовершенствованными системами микромасляно-воздушной смазки подшипников. Мы предлагаем следующие варианты высокоскоростных фрезерных шпинделей:

Микрошпиндели

IBAG производит высококачественные высокоскоростные микрошпиндели, изготовленные из высококачественной нержавеющей стали и герметичные гибридные керамические подшипники со смазкой консистентной смазкой или масляным туманом. Наши микрошпиндели с ЧПУ доступны в прямой конфигурации и увеличенной длине, а также в прямоугольных и регулируемых угловых моделях.

Маленькие шпиндели

Ассортимент продукции IBAG для малых шпинделей включает ряд шпинделей для высокоскоростных фрезерных станков диаметром 45 мм. С максимальной скоростью до 170 000 об/мин и мощностью до 2,5 кВт компания IBAG предлагает широкий выбор шпинделей для выполнения высокоскоростных операций фрезерования, сверления или шлифования.

Средние шпиндели

Ассортимент продукции IBAG со средним шпинделем включает в себя ряд высокоскоростных фрезерных шпинделей диаметром от 60 мм до 150 мм. С максимальными скоростями до 80 000 об/мин и продолжительной мощностью до 14 кВт.

Большие шпиндели

Высокоскоростные большие шпиндели с ЧПУ доступны на различных скоростях с максимальной скоростью 30 000 об/мин и мощностью до 100 кВт. Высокая точность шпинделей и низкая вибрация обеспечивают баланс G1 на максимальных скоростях.

Шпиндели Plug-N-Go

Шпиндели Plug-N-Go сочетают в себе высокоскоростной фрезерный шпиндель IBAG, интегрированный с монтажным конусом, который вставляется в стандартный шпиндель станка с ЧПУ. Это позволяет любому горизонтальному или вертикальному фрезерному станку с ЧПУ использовать возможности высокоскоростной обработки без постоянной модификации станка.

Специальные шпиндели

IBAG предлагает широкий спектр стандартных шпинделей и опций, и, как правило, один из них подходит для большинства применений. Однако, если уникальное приложение требует специальной конструкции шпинделя, инженеры IBAG могут найти решение, соответствующее вашим конкретным требованиям.

Интеграция станков с ЧПУ

Шпиндели IBAG — идеальное решение для превращения вашего станка с ЧПУ в высокоскоростной производственный центр. Интеграция машин IBAG начинается с тщательной оценки заявки клиента. В зависимости от требований приложения будет выбран соответствующий узел шпинделя станка с ЧПУ, включая мощность шпинделя, скорость и инструменты.

Инструмент для высокоскоростного шпинделя

В зависимости от области применения и требований к точности для предоставления комплексных услуг по фрезерованию, сверлению и шлифованию необходимо использовать различные системы крепления инструмента. IBAG предлагает широкий ассортимент дополнительных инструментов и принадлежностей для ваших шпиндельных систем. Узнайте о наших услугах, которые помогут вашему производственному процессу работать бесперебойно и эффективно.

Посмотреть каталог мотор-шпинделей IBAG 2015 г.

Высокоскоростные системы модернизации шпинделя с ЧПУ

В IBAG North America мы поставляем системы модернизации станков на заказ, включая малые и большие шпиндели, а также многошпиндельные системы. Все проектные работы выполняются в AutoCAD и Solidworks, обеспечивая надежную цифровую документацию. Изготовленные на заказ кронштейны, компоненты устройства смены инструмента, приводы шпинделя и индивидуальные электрические системы ПЛК, которые разработаны и изготовлены в нашей собственной мастерской.

Узнайте о дополнительных услугах IBAG для ваших высокоскоростных шпиндельных систем

IBAG является вашим надежным производителем и поставщиком высокоскоростных шпинделей с ЧПУ. Мы также предлагаем широкий ассортимент дополнительных инструментов и принадлежностей для ваших шпиндельных систем и полезные видеоресурсы. Узнайте о наших услугах, которые помогут вашему производственному процессу работать бесперебойно и эффективно. Вы также можете узнать, как IBAG может отремонтировать систему высокоскоростных шпинделей, чтобы поддерживать шпиндель в отличном состоянии. Если у вас есть какие-либо вопросы, посетите нашу страницу часто задаваемых вопросов.

Как выбрать шпиндель ЧПУ для фрезерной обработки: 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 выбор шпинделя с ЧПУ зависит от многих факторов, нижеприведенные значения обычно используются многими любителями:

Материал	Макс. Число оборотов	Размер инструмента	Мощность (кВт)
Пластик, дерево, алюминий	24 000	До 5 мм	138 0,8 2	До 8 мм	1
		До 12 мм	3,3
		До 16 мм	5,6
Сталь	15 000 – 18 009 мм 0 до 18 000 6 9 010356	6	3,3
		До 12 мм	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 переменного тока оптимально работают в широком диапазоне скоростей, что делает их лучшим выбором для работы 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 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 проход, 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.

20344 0344 До 5 мм

Материал	Число оборотов в минуту	Размер инструмента	Мощность (кВт)
Пластик, дерево, алюминий 6	0,8
		До 8 мм	1
		До 12 мм	3,3
		До 0 .6
Сталь	15 000 – 18 000	До 10 мм	3,3
		До 12 мм	5,6
		До 16 мм 9 13	6
		До 20 мм	10

Приблизительная мощность шпинделя для инструмента различного диаметра

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.

Более 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 сегодня, 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.