Какой шпиндель выбрать для станка чпу по дереву

Обновлено: 18.09.2024

Под шпинделем я буду понимать двигатель, на который надет патрон (цанга) для удержания и вращения рабочего иструмента (фрезы, сверла, ножа, гравера). Шпиндели условно можно разбить на две группы — промышленные и любительские. Промышленный шпиндель - специально разработанное устройство, обычно рассчитанное на высокую боковою нагрузку, имеющее сложную систему охлаждения (воздушную или водяную) и смазку. Любительскими можно называть любую дрель или бытовой фрезер. Хочу обратить внимание читателя на то, что обычная бытовая дрель рассчитана на продольную нагрузку, т. е. на сверление отверстий и потому имеет очень посредственные подшипники удержания вала. При работе на станке нагрузки преимущественно перпендикулярны оси шпинделя. Поэтому, качественный шпиндель имеет очень хорошие подшипники, рассчитанные на такие нагрузки. Промышленный шпиндель, как правило, не требует смазки и чистки на протяжении всего срока эксплуатации. Кроме того, специализированный шпиндель имеет так называемый цанговый зажим, хорошо отбалансированный, который позволяет зажимать инструмент со стандартным хвостовиком (об этом будет подробнее в разделе об инструменте). Обычно в станках используется цанга ЕR11 или ЕR16, которая позволяет зажимать инструмент с рабочим хвостовиком 2,5 — 3,0 - 3.2мм. Вряд ли Вам потребуется промышленная цанга ЕR25, она позволяет зажимать инструмент с хвостовиком 6мм. Это инструмент для снятия больших слоев металла. Предполагаю, что выбранные Вами направляющие просто не позволят работать с такой нагрузкой, т. е. конечно имеется фреза и с рабочим диаметром 2мм при хвостовике 6 мм, и она будет так же эффективна как фреза с хвостовиком 3.2 мм, но при использовании фрезы на 10мм при хвостовике 6мм у Вас деформируются направляющие, и результатом будет лишь поврежденный станок. Так что, не гонитесь за максимальным диаметром рабочего инструмента. Как я уже говорил, станок должен быть сбалансирован. Поэтому, остановитесь на цанге ЕР-13 — этого Вам будет достаточно на многие годы.

Что будет, если обычную дрель поставить на станок? Работать конечно будет, но по мере выработки подшипников, будет увеличиваться биение патрона и, соответственно, точность позиционирования инструмента будет уменьшаться. Кроме того, станок, обычно при тонких работах, делает множество мелкошаговых проходов и шпиндель работает к ряду не один час. Дрель может перегреться и сгореть, или в ней сработает тепловая защита и она остановится. Так как управляющее ПО не имеет представления о состоянии дрели, то будет продолжать движение инструмента даже после остановки вращения. Это неминуемо приведет к поломке рабочего инструмента.

Мощность шпинделя. Здесь правило — чем больше, тем лучше. Для мелких сверлильно-гравировальных работ достаточно 400-600 ватт. Для фрезеровки металлов и толстых слоев древесины достаточно 1000-1400 ватт. Как универсальный шпиндель, способный выжать из Вашей фрезы и системы подачи максимум — шпиндель на мощность выше 2000 ватт (2кВт).

Отдельно отмечу трехфазные шпиндели. Они имеют три провода питания, одну нейтраль и один провод заземления. Их нельзя напрямую подключить к бытовой (однофазной) сети. Для их подключения необходимо из одной фазы сделать три. Делается это с помощью преобразователя частоты (ПЧ). Устройство выпрямляет переменный ток и генерирует из него переменный ток другой частоты и фазности. Здесь необходимо отметить, что ПЧ представляет множество сервисных функций. В частности, если входное напряжение всегда 50 Гц (в России) и поменять это Вы не можете, то на выходе устройство развивает частоту от 1 до 400 Гц в зависимости от уставки. Применительно к нашим задачам, это означает возможность установки частоты вращения шпинделя. Кроме того, ПЧ может управляться от ПО станка, и программа автоматически установит необходимые обороты шпинделя в соответствии с таблицей скоростей для заданного материала. Более того, дорогие ПЧ имеют в своем арсенале так называемое векторное управление двигателем. Не вдаваясь в технические нюансы, скажу, что это позволяет развивать больший момент на инструменте посредством косвенного (по фазовому сдвигу тока) определения фактической скорости шпинделя и своевременного изменения эпюры формируемых ПЧ импульсов. Кроме того, ПЧ позволяет установить скорость разгона и замедления оборотов шпинделя, что так же положительно сказывается на его ресурсе (хотя в некоторых источниках это опровергается). Так же из сервисных функций ПЧ можно отметить защиту от превышения тока потребления шпинделя, которая позволяет отключить шпиндель при выходе нагрузки за установленный порог вследствии, например, ошибки в выборе скорости подачи. И еще один важный момент — ПЧ может выдавать сигнал готовности шпинделя, т. е. сигнализировать ПО, что шпиндель вышел на заданные обороты или отклонился от них. Это позволяет останавливать выполнение программы и сберечь инструмент при неожиданном отключении шпинделя. Таким образом, наличие ПЧ сильно улучшает надежность и удобство использования шпинделя.

Система охлаждения шпинделя бывает воздушная или водяная. Воздушная — как у обычной дрели, где на валу шпинделя расположен вентилятор. Минус этой системы в том, что она, во-первых, работает как пылесос, всасывая в шпиндель все то, что Вы вырезали из заготовки, а, во-вторых, эффективность работы вентилятора зависит от скорости вращения вала, что на низких скоростях вращения может привести к перегреву шпинделя и выходу его из строя. Водяная система лишена всех недостатков воздушной и очень эффективна. Но требует доработки гидравлики. Я использую стандартные пищевые шланги с внешним диаметром 8мм и внутренним 6мм. Первые мои станки я делал из компьютерной системы водяного охлаждения процессора компании Termaltake . Она содержит насос, радиатор и вентилятор. Но достаточно дорога. Позже я перешел на использование в качестве насоса — бензинового насоса от автомобиля. Он более надежен и менее дорог. Обратите внимание, что бензонасосы бывают среднего давления и низкого. Впрысковые машины снабжаются насосами среднего давления и развивают около 3 атмосфер. Нам столько не надо. Насосы карбюраторных автомобилей развивают давление 0.1-0.3 атмосферы — хороший вариант. Еще есть варианты насосов для аквариумов, но это совсем крайний вариант. Надежность бензонасоса и аквариумного насоса — не сопоставимы. Помните, запуск шпинделя без циркуляции воды приведет к его перегреву и выходу из строя.

ХОЧУ ПРИОБРЕСТИ ШПИНДЕЛЬ С ЧАСТОТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ.ОБРАБАТЫВАЕМАЯ ПОВЕРХНОСТЬ 500*1000 ДЕРЕВО,ЧТО ПОДСКАЖИТЕ,ЧТО ПОРЕКАМЕНДУЕТЕ?

стадо баранов ведомое волком всегда победит стадо волков ведомое бараном!
Один день сегодняшний ценнее двух дней завтрашних!

чё кричать то?
а станок показать?
а форум почитать?
а то "какую зимнюю резину выбрать. глубина снега 300!!"

все просто считается по формуле:
500 х 1000 х квадрат скорости света / на диаметр фрезы = мощь шпинделя.

Дилетанту сложные вещи кажутся очень простыми, и только профессионал понимает насколько сложна самая простая вещь
Кто хочет - ищет возможности, кто не хочет - ищет оправдание.
Найди работу по душе и тебе не придется работать.

мне показалось.. или в теме все-же духом святого Михаила попахивает

NightV писал(а): мне показалось.. или в теме все-же духом святого Михаила попахивает

Выбирай самый оборотистый,тысч оборотов на 30 ~ 40.
Будещь на больших подачах работать мелким инструментом.
Ну и мощьность от 800 ват.

И к быстрому шпинделю ещё хорошо бы и сервопривод поставить.
(На мощьности шпинделя не экономь тоже,маломощьный шпиндель не сможет провернуть большой инструмент.)
и незабудь на станок поставить систему смазки,хотябы ручную.

Кнопки такие. Их на клавиатуры между левым шрифтом и кнопкой табуляции ставят, чтобы пустое место на клавиатуре заполнить, и, чтобы секретарши с накрашенными когтями могли карандашем набирать слова с заглавными буквами при необходимости.

Возможно, вы планируете модернизировать имеющийся станок или собираете новый фрезерный станок с нуля, и вам нужен хороший шпиндель для любительского станка с ЧПУ.

В этом руководстве я составил список лучших шпинделей с ЧПУ, доступных на рынке в на сегодняшний день.

Выбор лучшего шпинделя с ЧПУ для вашего станка будет зависеть от твердости материалов, которые вы собираетесь обрабатывать, и скорости, с которой вам нужно это делать. Более научный, теоретический подход к выбору шпинделя вы можете прочитать в статье о выборе шпинделя

Если у вас нет времени или терпения для ручной смены инструмента, вы можете выбрать шпиндель с автоматической сменой инструмента (ATC), но он дороже по сравнению с обычными шпинделями.

Факторы, которые я учел при составлении этого списка, — это выходная мощность, качество сборки шпинделя, размер цанги и система охлаждения.

Я отсортировал их по выходной мощности, начиная с маломощных шпинделей и постепенно продвигаясь к шпинделю мощностью 4 кВт.

В конце этой статьи я рассказал о факторах, которые следует учитывать при выборе шпинделя для вашего ЧПУ.

Шпиндель с ЧПУ	Мощность
HONGYC HY-775PH 20000 ОБ/мин 775 CNC	—
Guangzhou LiChi Electromechanical	0,5 кВт
Шпиндель с ЧПУ с водяным охлаждением HYCNC	0,8 кВт
Комплект шпинделя с водяным охлаждением	1,5 кВт
CNC Шпиндельный двигатель 2,2 кВт	2,2 кВт
CNC Шпиндельный двигатель 4 кВт	4 кВт

1. HONGYC HY-775PH 20000 ОБ/мин 775 CNC

HONGYC HY-775PH 20000 ОБ/мин 775 CNC

1×775 мотор шпинделя

1х Держатель инструмента (установлен)

1 цанга ER11 3,175 мм

-Мотор шпинделя: HY-775PH-Постоянный ток: 24 В

-Скорость холостого хода: 20000 ОБ/мин

-Ток холостого хода: 2,1 А

-Предустановленная печатная плата с подавлением шума двигателя.

-Низкий уровень шума

-Щетка с двумя шарикоподшипниками.

HONGYC HY-775PH 20000 ОБ/мин 775 CNC может быть шпинделем для маломощных и высокоскоростных граверов.

Шпиндель весит чуть больше килограмма, его корпус из стали, обеспечивающей хорошую жесткость, с воздушным охлаждением. Диаметр этого шпинделя составляет 1,7 дюйма, и его можно установить с помощью зажима.

Он совместим с цангой ER11, которая может удерживать инструменты с диаметром вала 0,276 дюйма. Этот шпиндель лучше всего подходит для гравировки на мягких материалах и алюминии.

У шпинделя нет цангового патрона, поэтому вам придется покупать цанговый патрон ER11 отдельно.

Он может работать со скоростью 20000 об / мин, что означает, что инструмент может резать быстрее, что приводит к сокращению времени цикла.

Я обнаружил, что двигатель работает тише, чем другие двигатели с той же скоростью и ценой, но есть небольшая вибрация.

HONGYC HY-775PH был создан как модернизация двигателя со скоростью 10 000 об / мин на фрезерном станке 3018 . Однако он подходит для любого фрезерного станка с ЧПУ с моторной рамой 775.

Провода нужно подключать с помощью лопаток или пайки. Переворачивание проводов при подключении может привести к вращению шпинделя в противоположном направлении.

2. Guangzhou LiChi Electromechanical

Guangzhou LiChi Electromechanical

Характеристики:

Рабочее напряжение: 110 В/220 В

Мощность: 500 Вт

Скорость: до холостого хода до 3000-12000 об/мин

Крутящий момент: 5500 г/см

Сопротивление изоляции:> 2 мегаом

Диэлектрическая прочность: 400 В

Диаметр: 52 мм

Длина части патрона: 45 мм

Диаметр патрона: 16 мм

Длина двигателя: 200 мм

Высокоточный шпиндель биение 0,01-0,03

Шпиндель для станка с ЧПУ Guangzhou LiChi Electromechanical подходит для небольших ЧПУ и может резать алюминий и мягкие материалы. Для этой статьи я выбрал вариант ER16.

Размер цанги определяет тип инструмента, который вы можете использовать, поэтому подумайте об инструментах, которые вы собираетесь использовать, и выберите цангу соответственно.

Для установки шпинделя вам потребуется зажим диаметром 52 мм.

Поставляемая цанга ER16 может работать с инструментами с диаметром вала от 0,02 до 0,354 дюйма, а цанга ER11 может удерживать инструменты с диаметром вала 0,45 дюйма. У них также есть модели мощностью 400 Вт и 600 Вт с цанговым патроном ER11.

Этот шпиндель имеет биение 0,0004 — 0,0008 дюйма. Биение — это величина отклонения инструмента от центральной оси шпинделя.

Этот шпиндель может выдавать до 12000 об / мин с номинальной мощностью 500 Вт и обеспечивает хорошие скорости резания и подачи.

Это бесщеточный шпиндель, поэтому проблемы, связанные с износом щеток, устранены. К тому же мотор работает тихо из-за отсутствия щетки.

Вы также можете купить комплект двигателя шпинделя, который включает двигатель шпинделя, драйвер двигателя, блок питания, ЖК-дисплей скорости, 10 V-битные фрезы, цанги 11-ER16 и зажим 52мм.

3. Шпиндель с ЧПУ с водяным охлаждением HYCNC

Шпиндель для станка с ЧПУ с водяным охлаждением HYCNC

Диаметр корпуса: Φ65*195 мм

Режим регулирования скорости: изменение скорости шпинделя через трехфазный выходной инвертор и регулировка частоты инвертора.

Метод охлаждения: водяное охлаждение

Напряжение: 220 В

Скорость: 24000 об/мин

Биения: менее 0,01 мм

Тип подшипника: 7002C/P4 * 2,7000C/P4 * 2

4 шариковых подшипника

Количество фаз: 3

Патрон ER11 с водяным охлаждением

Смазка для смазки

Основное назначение: используется для дерева, бамбука, обычной печатной платы, ПВХ, ПММА, пластика, бамбука, двухцветной доски (ABS) и мягких металлов.

Если вам нужны долгие часы работы для ваших проектов, шпиндель для станка с ЧПУ с водяным охлаждением HYCNC то это то что вам нужно.

Шпиндель для станка с ЧПУ весит около 3 кг и может быть установлен на большинстве систем ЧПУ, поддерживающих шпиндели диаметром 2,55 дюйма.

Предоставляется цанга ER 11 с биением 0,0004 ”, что означает высокую точность.

Вы можете купить его на Amazon, и он лучше всего подходит для резьбы по дереву и гравировки на металле и акриле.

Минимальная стабильная рабочая скорость, которую вы можете достичь, составляет 4000 об / мин и может быть увеличена до скорости 24 000 об / мин, что позволяет выполнять широкий спектр операций.

Когда вы запускаете шпиндель на высоких скоростях в течение длительного времени, он может довольно быстро нагреваться.

В таких шпинделях с водяным охлаждением тепло отводится путем закачивания в них воды. Так что да, вам придется установить систему охлаждения для шпинделя.

При наличии пыли водяное охлаждение лучше воздушного охлаждения. Воздушное охлаждение обдувает шпиндель воздухом и может поднимать пыль. Со шпинделями с водяным охлаждением такой проблемы не возникнет.

Он имеет 4-подшипниковую конструкцию и, следовательно, более стабилен и может обеспечить хорошую точность, а также снизить вибрации.

Вам нужно будет подключить его к частотно-регулируемому приводу 110 В — 400 Гц, чтобы он работал, и он имеет номинальный ток 7,2 А. Это четырехпроводный двигатель с тремя проводами для 3 фаз и одним для земли.

Проводка проста, так как она поставляется с авиационной вилкой, а это означает, что вам нужно только подключить разъем и не нужно паять или обжимать какие-либо провода. Кроме того, авиационные заглушки обеспечивают хорошую защиту от попадания пыли и жидкости в терминал.

4. Комплект шпинделя с водяным охлаждением 1.5 КВт

Комплект шпинделя с водяным охлаждением 1.5 КВт

1 & 220v 1.5kw ER16 шпиндель с водяным охлаждением 4 подшипника 80x220mm

1 & 220v 1.5kw 1000Hz инвертор/VFD

1 & 80 мм шпиндель кронштейн/держатель

1 & 220v 75w Водяной насос и 5m трубы

Баланс между качеством и мощностью — это то, что вы получаете с комплектом шпинделя G-Penny machine 1.5KW ER16.

Шпиндель имеет диаметр 3,14 дюйма и может быть установлен на фрезерный станок с ЧПУ с помощью зажима, входящего в комплект.

Этот комплект шпинделя включает шпиндель ER16 мощностью 1,5 кВт, зажим 80 мм и частотно-регулируемый привод 220 В.

Вы можете увеличить скорость этого двигателя до 24 000 об / мин при мощности 1,5 кВт, используя источник питания 220 В. Но может вращать только по часовой стрелке. Скорость можно изменять с помощью частотно-регулируемого привода, входящего в комплект.

Однако самая низкая стабильная скорость, которую вы можете достичь с помощью этого комплекта, составляет 6000 об / мин. Вы можете использовать другой VFD, чтобы снизить скорость.

Шпиндель имеет предварительно установленную цангу ER16 и может удерживать инструменты в диапазоне 0,02–0,354 дюйма (0,5–9 мм) с биением 0,002 дюйма.

Это шпиндель с водяным охлаждением, изготовленный из нержавеющей стали. Насос и патрубки для охлаждения входят в комплект. Этот шпиндель подходит для гравировки и резки дерева, алюминия и других мягких материалов.

В комплект входят шпиндель, частотно-регулируемый привод 220 В, 400 Гц, водяной насос 220 В 80 Вт, 16-футовая труба.

5. CNC Шпиндельный двигатель 2,2 кВт

CNC Шпиндельный двигатель 2,2 кВт

Диаметр	3,14 дюйма (80 мм)
Максимальная частота вращения	24 000
Сила	2,2 кВт
Цанга	ER20
Диаметр вала инструмента	0,039–0,512 дюйма (1–13 мм)
Охлаждение	С водяным охлаждением

Полный комплект шпинделя с ЧПУ для вашей новой сборки с ЧПУ, который может резать мягкие материалы, — это то, что вы получаете с этим комплектом двигателя шпинделя с ЧПУ.

Шпиндель весит 5 кг, а весь комплект весит около 10 кг и включает двигатель шпинделя, частотно-регулируемый привод, водяной насос, 16-футовые водопроводные трубы, 2,75-дюймовую щетку для защиты от пыли, 13 цанг ER20 и 10 сверл.

Вы также можете купить шпиндель без комплекта, связавшись с продавцом по электронной почте.

Вы можете установить шпиндель на любую раму, которая может вместить шпиндель диаметром 3,14 дюйма. Комплект поставляется с цангами ER20 и имеет биение 0,0002 дюйма, что является довольно хорошей точностью.

Вы можете изменять скорость шпинделя от 0 до 24 000 об / мин с помощью частотно-регулируемого привода, который обеспечивает мощность 2,2 кВт. ЧРП, поставляемый с комплектом для управления скоростью шпинделя, представляет собой блок 220 В, 0-400 Гц.

Шпиндель для станка с ЧПУ имеет водяное охлаждение, а в комплект входит погружной насос на 220 В, что делает его пригодным для долгой работы.

Шпиндель, частотно-регулируемый привод и водяной насос вместе могут потреблять ток около 15 А, поэтому вам, возможно, придется предоставить соответствующие выключатели для его настройки.

Используемые разъемы представляют собой авиационные вилки и обеспечивают хорошую гидроизоляцию.

Хорошо промаркированные провода, а также документация и видео помогут вам в процессе установки. Кроме того, на Youtube есть множество видеороликов о настройке этих шпинделей, которые помогут вам в этом.

6. CNC Шпиндельный двигатель 4 кВт

CNC Шпиндель для станка с ЧПУ 4 кВт

Этот шпиндель весит около 8 кг и является крепким шпинделем. Его размер составляет 100 мм.

С этим шпинделем вы получаете цангу ER20, которая позволяет использовать инструменты с диаметром вала от 0,039 до 0,512 дюйма и имеет биение 0,0004 дюйма.

HongYang также производит шпиндели ER11 на 1,5 кВт, ER25 на 4 кВт, ER32 на 7,5 кВт, все из которых доступны на AliExpress

Вы можете изменять скорость шпинделя от 1 до 24 000 об / мин. Чтобы управлять скоростью шпинделя, вам нужно подключить его к VFD.

Он рассчитан на 220 В, может производить мощность 4 кВт и потреблять максимальный ток 10 А при частоте 400 Гц.

Шпиндель имеет водяное охлаждение и может использоваться для фрезерования или гравировки по дереву, камню и мягким металлам, таким как алюминий.

Эти шпиндели бесшумны и хорошо сбалансированы, что обеспечивает хорошую стабильность при работе на высоких скоростях.

Материал конструкции прочный и может служить долго.

Какой шпиндель использовать для обработки стали

Обычно для обработки стали требуются низкие обороты (по сравнению с числом оборотов в минуту для алюминия и дерева) и высокая мощность шпинделя с ЧПУ.

Возможность обработки стали также зависит от жесткости вашего станка и используемых инструментов. Для стали рекомендуется выбирать шпиндель с большой мощностью при низких оборотах.

Силы, действующие на инструмент и, следовательно, на шпиндель, больше при обработке твердых материалов, таких как сталь.

Желательно выбирать шпиндель со стальным корпусом, жесткой конструкцией и керамическими подшипниками. Керамические подшипники выдерживают биение с большей силой, чем металлические шариковые подшипники.

Мощность и скорость фрезерного шпинделя с ЧПУ определяются также типом операции обработки, которую вы собираетесь выполнять.

Например, сверление стали требует больше энергии, чем фрезерование или токарная обработка стали.

Обычно при обработке стали скорость фрезерования на 50% выше, чем скорость сверления.

В случае токарной обработки скорость может быть на 100% больше, чем при сверлении.

Для предприятий, которым необходимо выполнять тяжелую производственную работу, я настоятельно рекомендую шпиндели ATC вместо обычных шпинделей с ЧПУ.

Факторы, которые следует учитывать при выборе шпинделя для вашего фрезерного станка с ЧПУ

1. Размер и вес.

Размер двигателя определяет, можно ли его правильно установить на ваш фрезерный станок с ЧПУ. Также важно учитывать форму шпинделя, поскольку существуют шпиндели цилиндрической и квадратной формы.

Убедитесь, что рама вашего фрезерного станка с ЧПУ достаточно прочна, чтобы выдержать вес шпинделя. В шаговых двигателях на осях должны иметь достаточный крутящий момент для обработки веса двигателя.

2. Скорость и мощность

Скорость шпинделя определяет диапазон работы, которую вы можете выполнить. Например, резка мягких материалов требует низкой скорости, так как большие куски материала можно легко отрезать.

В случае металлов срезание больших кусков металлов затруднено, и, следовательно, количество материала, удаляемого за один проход, значительно уменьшается.

Чтобы добиться высокой скорости резания, вам придется увеличить скорость шпинделя, чтобы делать больше резов в минуту.

Мощность шпинделя — еще один фактор, ограничивающий ваши проекты. Шпиндель с достаточной мощностью может обеспечить плавный рез и предотвратить повреждение заготовки. С другой стороны, шпиндель без достаточной мощности может привести к его остановке.

3. Тип охлаждения

Шпиндели с очень высокими оборотами имеют тенденцию быстро нагреваться, поэтому важно обеспечить надлежащее охлаждение шпинделя.

Наиболее распространенными типами охлаждения, доступными для шпинделей, являются воздушное охлаждение и водяное охлаждение. Вода имеет более высокую теплоемкость, чем воздух, и, следовательно, она может отводить больше тепла от двигателя. Лучше использовать дистиллированную воду вместо обычной, чтобы не повредить шпиндель.

Шпиндели с воздушным охлаждением, как правило, имеют лучшие характеристики крутящего момента, чем шпиндели с водяным охлаждением, благодаря своей конструкции. Но шпиндели с воздушным охлаждением производят больше шума, чем шпиндели с водяным охлаждением.

Обычно, шпиндели с водяным охлаждением служат дольше и обеспечивают лучшую точность, чем шпиндели с воздушным охлаждением.

Основной проблемой при эксплуатации шпинделя с водяным охлаждением является влияние климатических условий. Так как в холодную погоду вода может замерзнуть и помешать вращению шпинделя.

Водяное охлаждение предпочтительнее воздушного охлаждения, если шпиндель используется в течение продолжительных периодов времени.

4. Контроль скорости

Шпиндель с низким энергопотреблением может управляться драйверами двигателя с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией).

VFD (частотно-регулируемый привод) предпочтительнее для мощных шпинделей, поскольку они обеспечивают лучший контроль и стабильную работу.

Необходимо выбрать правильный ЧРП для вашего шпинделя. Неправильная конфигурация может немедленно вывести из строя ваш шпиндель. Убедитесь, что номинальное напряжение, ток и частота шпинделя соответствуют вашему VFD (если у вас уже есть VFD).

Также можно управлять скоростью шпинделя с помощью контроллера, который запускает ваши шаговые двигатели. Я подробно рассказываю о контроллерах GRBL с ЧПУ здесь — Лучшие контроллеры с ЧПУ GRBL для любителей .

5. Стоимость

Вы можете заплатить высокую цену за шпиндель с высокой мощностью и частотой вращения, но если высокая мощность и частота вращения никогда не используются, цена, которую вы платите, теряется.

Вы также потратите больше средств на приводы для таких шпинделей. Так что купите шпиндель, который удовлетворяет требованиям всех проектов, которые вы собираетесь осуществить.

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

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

Теория вопроса

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

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

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

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

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

Критерии подбора

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

Мощность

Обратите внимание на следующие советы по выбору:

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

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

Обрабатываемая поверхность

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

Вид фрезеровки

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

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

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

Система охлаждения

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

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

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

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

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

Производитель

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

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

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

Тип инвертора

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

Шпиндель для фрезера с ЧПУ: подходящие модели

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

Гравер / дрель / бормашина.

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

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

Моторы постоянного тока.

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

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

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

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

Профессиональные шпиндели жидкостного охлаждения.

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

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

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

Для управления автоматизированными обрабатывающими центрами применяется язык программирования, созданный специально для этих целей, — G-Code.Система G-кодов для управления оборудованием с ЧПУ и 3D-принтерами представляет собой высокоуровневый язык.

Современные производственные процессы позволяют существенно ускорять и повышать точность изготовления изделий сложной формы. При помощи специальных программ для 3Д-моделирования на русском языке осуществляется быстрое прототипирование детали. Разработка его осуществляется профильными организациями.

Производственные технологии прошлого имели ряд недостатков: в процессе работы заготовку необходимо было переустанавливать. Нужно было снять деталь с фрезерного станка, изменить ее положение и заново отрегулировать исходные размеры заготовок. В настоящее время процедура оснастки фрезерных станков облегчена.

Во время работы на станке с ЧПУ оператор обязан неукоснительно соблюдать технику безопасности — это поможет не только продлить срок эксплуатации оборудования, но и, возможно, сохранит здоровье и жизнь специалиста.

В качестве электропривода порталов и исполнительных узлов фрезерно-гравировальных станков и оборудования для плазменной резки с ЧПУ применяются шаговые двигатели и сервоприводы. Что лучше: шаговый двигатель или сервопривод, и в каких случаях применение того или иного электропривода экономически и технически оправданно, рассмотрим в данной статье.

Читайте также: