Шпиндель для чпу какой тип двигателя

Выбираем шпиндель для станка с ЧПУ по мощности

Для новичков, которые строят станки с ЧПУ впервые и не имеют практического опыта по работе станка, а также для тех, кто хочет улучшить характеристики своего станка и подобрать более подходящий шпиндель, чем был выбран изначально – разберем, какая мощность шпинделя будет оптимальна для тех или иных задач.

Шпиндели мощностью 600-800 Вт (обычно с цангами ER-8 и ER-11) подходят для гравировки по цветным металлам и пластикам (до 5 мм), тонкой фанере, сверления и резки печатных плат, изготовления сувенирных товаров. Диаметры зажимаемого инструмента от 3,175 до 6 мм. При резке или раскрое рекомендуется применять фрезы диаметром 3.175 мм и устанавливать глубину реза до 10 — 12 мм.

Шпиндели мощностью 1.5 кВт (с цангами ER-11, ER-16) подходят для гравировки по цветным металлам. Диаметры зажимаемого инструмента от 3,175 до 8 мм. Назначение шпинделя — мелкие граверные работы миниатюрными короткими фрезами, гравировка латуни и меди, но с большей мощностью, чем шпинделем 600-800 Вт. При резке или раскрое рекомендуется применять фрезы диаметром 3.175 мм и устанавливать глубину реза до 12-15 мм, а при использовании шпинделя с цангой ER-16 можно обрабатывать древесину твердых пород и пластики толщиной до 15 мм, производить раскрой заготовок толщиной до 40 мм за несколько проходов, работая инструментом диаметром до 8 мм.

Шпиндели мощностью 2.2 кВт (с цангой ER-20) подходят для по твёрдой древесине и пластикам до 30 мм. Шпиндель используется для гравировки, фрезерования рельефов на дереве, пластике, также позволяет производить неглубокую гравировку и фрезеровку по мягкому металлу. Диаметры зажимаемых инструментов до 12,7 мм. При резке или раскрое рекомендуется применять фрезы диаметром до 8 мм с глубиной реза до 30 мм.

Шпиндели мощностью 3 кВт (с цангой ER-20) подходят для работ по твёрдой древесине, пластикам, металлам и резки камня с небольшими глубинами (в проход до 4 мм). Допускается работа фигурными фрезами на полную глубину с небольшой подачей. Диаметры зажимаемых инструментов до 12,7 мм. При резке/раскрое рекомендуется применение фрез диаметром до 12.7 мм и с глубиной реза до 50 мм.

Шпиндели мощностью 3,5 кВт (с цангой ER-25) подходят для большинства фрезерных работ инструментом диаметрами до 42 мм. Данные шпиндели подходят для резки по камню, мрамору с небольшой глубиной реза, а также для обработки твердой древесины, пластика, металла. Эти шпиндели не подходят для работ с фигурными фрезами.

Шпиндели мощностью 4 кВт (с цангой ER-20) подходят для резки большой глубины, а также при высокой подаче с фигурными фрезами. При резке/раскрое рекомендуется применять фрезы с диаметром до 12.7 мм в и с глубиной реза до 60 мм.

Шпиндели мощностью 4,5 кВт и более (с цангами ER-25, или ER-32). Подходят в основном для резки по камню, мрамору, для глубокой фрезеровки металлов, в том числе с большими диаметрами фрез, а также для резки толстых деревянных заготовок. Эти шпиндели требуют трехфазной сети 380 Вольт для питания частотного преобразователя шпинделя, а также имеют большое энергопотребление — более 1000 Вт*час, что может сказаться на увеличении себестоимости выпускаемых изделий.

Источник

Интересные статьи

Обзор шпинделей для ЧПУ CNC

Существует множество разновидностей двигателей, которые в современном мире используются в качестве шпинделей, но я расскажу о тех из них, которые применяются в 3 D фрезерных станках с ЧПУ, уделив особое внимание шпинделям для малых станков, в том числе собираемых своими руками или.

Читайте также:  Работа совершаемая тепловым двигателем за цикл формула

Основные виды шпинделей для малых ЧПУ:

  • Коллекторные, с воздушным охлаждением
  • Асинхронные с воздушным охлаждением
  • Асинхронные с водяным охлаждением.

Коллекторные с воздушным охлаждением.

Как правило, применяются в самодельных станках, когда главная задача – сделать станок как можно дешевле. Такие шпиндели имеют массу недостатков и только одно достоинство: низкая цена. Главный недостаток выделить трудно, потому что все они очень неприятны. Коллекторные шпиндели очень громко шумят при работе, частота вращения вала непостоянна и сильно зависит от нагрузки на фрезу, что не позволяет точно задать нужные режимы резания, они требуют регулярного ухода и периодической замены щёток коллектора, излучают сильные электромагнитные помехи и могут даже быть источником искр при сильном износе коллектора или щеток. Мощность, указанная на корпусе и в паспорте такого шпинделя, соответствует реальности только при работе шпинделя на полных оборотах, при снижении частоты вращения мощность падает и на нижнем пределе регулировок может составлять менее 10% от заявленной мощности. Станок, оборудованный таким шпинделем, не рекомендуется оставлять работающим без присмотра даже на несколько минут, а между тем процесс обработки хорошего 3 D изделия очень часто занимает несколько часов.

Асинхронные с воздушным охлаждением.

В станках с ЧПУ такие шпиндели применяются в комплекте с инвертором – устройством, преобразующим 1 фазу 220 вольт в 3 фазы по 200 вольт, а частоту сети 50 герц превращают в более высокую, регулируемую на выходе инвертора. Как правило, диапазон регулировок составляет от 100 до 400 герц, что позволяет управлять оборотами шпинделя при помощи частоты в пределах от 6 000 до 24000 оборотов в минуту. Такая связка асинхронного шпинделя и инвертора позволяет добиться стабильной частоты вращения независимо от нагрузки на фрезу, и почти неизменной мощности на валу независимо от частоты вращения. Эти шпиндели не имеют изнашиваемых щёток, что позволяет эксплуатировать их годами без техобслуживания. К недостаткам следует отнести сильную зависимость температуры шпинделя от температуры окружающего воздуха, относительно сильный нагрев корпуса шпинделя, и свист крыльчатки воздушного охлаждения на высоких оборотах. Кроме того, при использовании такого шпинделя с выключенной системой аспирации (стружкоотсос) поток охлаждающего воздуха раздувает стружку по всему помещению, в котором работает станок. Однако, отсутствие необходимости в подаче и циркуляции охлаждающей жидкости привлекает многих пользователей, и они готовы по этой причине мириться с некоторыми неудобствами.

К недостаткам асинхронных шпинделей, как с воздушным, так и с водяным охлаждением, относится их высокая цена.

Асинхронные с водяным охлаждением.

Все преимущества асинхронных шпинделей, описанные мной в разделе про модификацию с воздушным охлаждением, относятся и к шпинделям с водяным охлаждением, но имеют ряд своих неоспоримых преимуществ. Отсутствие крыльчатки воздушного охлаждения и водяная рубашка делает такой шпиндель почти бесшумным на невысоких оборотах. При работе станка, оборудованного таким шпинделем, самый громкий звук это звук, издаваемый фрезой грызущей материал (например дерево). Даже «бзыкание» шаговых двигателей громче звука работающего шпинделя. Громкость звука, издаваемого при работе асинхронного шпинделя без нагрузки, сопоставимо с громкостью звука издаваемого хорошей импортной электробритвой. Зачастую, звук, издаваемый при этом станком громче, но это является следствием резонанса корпуса станка, сам же шпиндель снятый со станка действительно очень тихий. Водяное охлаждение позволяет держать температуру корпуса шпинделя в пределах до 30 градусов по цельсию, что очень положительно сказывается на сроке службы как подшипников, так и шпинделя в целом.

К недостаткам асинхронных шпинделей с водяным охлаждением относится необходимость подключения непрерывной циркуляции охлаждающей жидкости, обычно это вода с небольшим добавлением тосола или антифриза, причем добавляют его в воду не для морозоустойчивости, а для того, чтобы вода не «зацвела». В чистой воде очень быстро начинают образовываться нитевидные водоросли, которые прилипают к внутренним стенкам рубашки охлаждения шпинделя и препятствуют нормальной циркуляции воды и ухудшают охлаждение.

Читайте также:  Троит двигатель мерседес е200

К недостаткам асинхронных шпинделей, как с воздушным, так и с водяным охлаждением, относится их высокая цена.

Это был краткий обзор по трем основным видам шпинделей, применяемых в построении станков с ЧПУ малых и средних размеров. Самодельщики, кроме этого, применяют вместо шпинделя обычные бормашинки типа Fit и Dremel , двигатели от ручных фрезеров, и вообще всё, что вращается от электричества. На больших станках часто ставят шпиндели из описанных мной, но с дополнительными опциями, например, с функцией автоматической смены фрез при помощи пневматики, такие шпиндели очень дорогие и их цена превышает общую цену небольшого настольного 3 D фрезерного станка с ЧПУ. В металлообрабатывающих станках для силовой фрезеровки преимущественно применяются шпиндели с низкими скоростями вращения, а в ювелирных фрезерах асинхронные шпиндели, способные развивать до 60000 оборотов в минуту. Но это уже совершенно другая история…..

Источник

Выбор шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ

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

Выбор шпинделя для станка с ЧПУ начинается с изучения мощностных характеристик. Здесь не стоит экономить; мы рекомендуем следовать правилу: «Чем больше, тем лучше». Запас мощности — залог исправной работы шпинделя сверх указанного ресурса.

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.

Читайте также:  K4m двигатель расход масла

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.

Источник

Adblock
detector