Мощность шпинделя для обработки стали

Выбор шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ

Как выбрать шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ ? ИХ классификация, охлаждение, способы фрезеровки, мощность, и другая полезная информация.

Под фразой «шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ» обычно принято подразумевать двигатель, с установленным на него цанговым самозажимным патроном (как на ручной фрезерной машинке), который служит для фиксации режущего инструмента, такого как фреза, точильный камень, сверло и т.д, и передачи ему вращательного движения с большой скоростью.

Классификация

Их можно разбить на 2 небольших группы – это домашние и промышленные:

1. К домашним относятся различные бормашины, маленькие бытовые фрезеры или дрели.
2. К промышленным же относят двигателя, рассчитанные выдерживать высокие нагрузки в процессе работы, имеющие керамические подшипники и, зачастую оснащенные сложной системой жидкостного или воздушного охлаждения и системой подачи смазки непосредственно на участки с большим уровнем трения и нагрева.

При использовании в домашнем станке ЧПУ дрели в роли шпинделя, необходимо понимать, что ее подшипники не рассчитаны на высокую боковую нагрузку и очень быстро начнут «выть», что может привести к высокому нагреву обмоток, уменьшению мощности на валу, и в последствии такой шпиндель просто сгорит.

В данном случае охлаждение не поможет, и необходимо дорабатывать саму дрель, а именно: заменить шариковый подшипник вала на роликовый (желательно с керамическими роликами), жестко зафиксировать его в корпусе и позаботится о постоянном наличии смазки в нем.

Особенности шпинделя зависимо от вида

В основном, во время работы фрезерных станков, все нагрузки перпендикулярны оси шпинделя, а параллельные нагрузки появляются только в момент врезки в тело заготовки. Именно поэтому, необходимо выбирать двигатель, который сможет выдерживать такие нагрузки на протяжении большого периода времени, поскольку работа фрезерных станков может быть непрерывной в течении суток и даже более.

Шпиндели, предназначенные для промышленных целей, не нуждаются в постоянной чистке и смазке подшипников на всем сроке эксплуатации, но, если вы начинаете замечать посторонние звуки в его работе на холостом ходу, лучше все же разобрать корпус двигателя, выдуть изнутри сжатым воздухом все загрязнения (если таковые присутствуют) и хорошо смазать подшипник специальной смазкой, не теряющей своих свойств при высоких температурах.

Помимо всего, промышленный шпиндель оснащен качественным цанговым патроном, имеющим минимальное биение при работе, обеспечивая необходимую точность обработки, минимальную разницу между фактическим и реальным размером фрезы и позволяющий зажимать фрезы с обычным цилиндрическим хвостовиком.

Цанговые зажимы

В основном, самыми распространенными являются цанги типа ER11 и ER16, в которую становится сверло или фреза с диаметром хвостовой части от 2.5 до 3.2 мм, даже если она сделана конусом. Также существуют и патроны, рассчитанные под больший диаметр инструмента, но они используются при грубой обработке металла или фрезеровке по стали и имеют отверстие под зажим инструмента 6 и более миллиметров.

Почему нельзя установить ее на мой домашний станок с ЧПУ, спросите вы?

Если зажать фрезу диаметром 2 мм с диаметром хвостовика 3.2 мм в цанговый патрон, то при обработке вы практически не заметите разницы, но, если установить на любительский станок фрезу, диаметром 10 мм и хвостовиком 3.2 мм, то легко можно деформировать направляющие, поскольку нагрузка на них в таком случае возрастает в разы. В станке все детали должны идеально сочетаться друг с другом, в противном случае с ним будет больше проблем, чем качественной работы. Поэтому рекомендуем вам остановить свой выбор на цанге EP-13, ее вполне хватает для небольших объемов работ и к ней подходит практически любой рабочий инструмент, применяющийся в обработке различных материалов.

Мощность шпинделя

При выборе мощности шпинделя необходимо руководствоваться золотым правилом – чем больше, тем лучше. Основные правила при выборе мощности:

1. Если планируется использование фрезерных станков только для сверловки или гравировки небольших деталей, то будет вполне достаточно шпинделя, мощностью до 600 ватт.
2. Для фрезеровки твердых пород древесины и металла нужно рассматривать уже двигателя мощностью от 600 до 1400 ватт.
3. В случае, если планируется дальнейшая модернизация станка (бывают станки с двумя шпинделями и более) или нужен большой запас по мощности, необходимо смотреть в сторону шпинделей, имеющих мощность свыше 1.6 кВт, они позволят производить обработку практически любых материалов, а качество работы будет зависеть только от надежности механической части станков с ЧПУ.

Способы фрезеровки

Уточним некоторые тонкости. Фрезеровать можно двумя способами, либо с быстрой подачей и медленным вращением фрезы, либо с медленной подачей, но с высокой скоростью вращения фрезы. Первый способ называется скоростным, а второй – силовым.

В промышленности обычно используется силовое фрезерование для того, чтобы максимально быстро выбрать лишний материал из заготовки. Перед этим необходимо изучить описание и паспортные данные определенной фрезы и внести в станок нужные режимы резания конкретно для нее, а именно: скорость вращения, заглубления и подачи. Таким образом, можно использовать фрезу, получая от нее максимальную производительность, не перегружая ее.

Если механическая часть вашего станка не позволяет получить хорошее усилие и начинает деформироваться, то лучше не экспериментировать, а использовать второй способ фрезерования – скоростной, развив максимальную скорость вращения фрезы и установив минимальную скорость подачи.

Критерии выбора шпинделей

Проанализировав вышесказанное, необходимо определиться что нам важнее, скорость шпинделя или его мощность. Покупая качественный и дорогой шпиндель, можно не задаваться таким вопросом, ведь большинство из них имеют достаточно высокую мощность и высокую скорость вращения одновременно.

По максимуму такие шпиндели практически не используют, а нагружают их на 60-80% всей мощности и используют до 90% от максимальной скорости, что несомненно является большим преимуществом, так как в таких условиях шпиндель для фрезерного ЧПУ станка не перегреется и не будет работать на износ. Высокая скорость вращения (18000-20000 об/мин) практически не используется по той причине, что при обработке на таких скоростях инструмент и заготовка начинает греться и подгорать, испортив всю работу.

Отдельно стоит рассмотреть шпиндели, питаемые от трехфазной сети. Они подключаются пятью проводами, три из которых – линейные, один нулевой и один для заземления. К бытовой сети их не получится подключить без доработок.

Раньше для таких целей использовали пусковые конденсаторы, которые, по законам электротехники, изменяли угол фазы и искусственно создавали 3 фазы из одной. Но фрезерный станок с ЧПУ для такого способа вряд ли будет актуален, поскольку в таком случае теряется возможность регулирования скорости вращения шпинделей. Поэтому в наше время используются электронные преобразователи частоты (ПЧ), принцип работы которых построен на выпрямлении бытового напряжения и генерации из него 3-фазного с возможностью плавной регулировки частоты.

Преобразователь частоты или частотник, как его называют в народе, имеет множество полезных функций, среди которых можно выделить: контроль температуры шпинделей, плавная регулировка скорости их вращения, и самой полезной функцией является то, что он может быть подключен к блоку управления фрезерных станков и программное обеспечение будет автоматически устанавливать необходимую скорость вращения инструмента. Помимо этого, частотник дает возможность плавного запуска и торможения шпинделей, что значительно увеличивает срок их работы.

Охлаждение

Как уже было сказано выше, шпиндели могут быть оборудованы как воздушным, так и жидкостным охлаждением. Воздушное представляет собой обычную крыльчатку, закрепленную на валу двигателя и обдувающую его обмотки.

Большим недостатком такого типа охлаждения является тот факт, что крыльчатка не только нагнетает воздух на горячий мотор, но еще и засасывает в его корпус стружку, пыль и все то, что вырезает фреза из заготовки. Также при обработке на низких скоростях воздушное охлаждение малоэффективно, поскольку напрямую зависит от скорости вращения вала шпинделя.

Система водяного охлаждения не имеет такого недостатка, но при ее использовании необходимо отдельное место для резервуара с охлаждающей жидкостью и правильная фиксация трубок с ней на корпусе фрезерных станков, что сильно усложняет конструкцию, если это фрезерный двухшпиндельный станок.

Она гораздо эффективнее системы воздушного охлаждения, поскольку скорость тока жидкости через шпиндель все время одинакова благодаря использованию специальной помпы. Основным условием, которое необходимо соблюдать, имея шпиндель с водяным охлаждением – это то, что нельзя включать двигатель, не включив помпу, поскольку в таком случае он вовсе не будет охлаждаться, очень быстро перегреется и, как следствие, сгорит.

Выбор скорости и мощности шпинделя

Как выбрать скорость и мощность шпинделя

Скорость вращения шпинделя определяется видами фрез и обрабатываемыми материалами. Обычно последовательность такая — исходя из изделий определяется диапазон моделей фрез, исходя из него по каталогам производителей определяется диапазон скоростей резания, а по ним соот-но диапазон скоростей вращения шпинделя.

Вы планируете работать по дереву, вырезая рельефы с большим количеством мелких деталей.

В этом случае вы много будете работать с мелкими фрезами и граверами, для чего требуется шпиндель с большими оборотами — 24000 об/мин(а лучше больше, например 36000), и станок с высокой скоростью подачи (5000 мм/мин). А также будут использоваться фасонные и пазовые фрезы большого диаметра, что накладывает ограничения на минимальную мощность шпинделя — она должна быть достаточно большой, чтобы фреза не вязла в материале, в зависимости от диаметра фрез и режима работы — от 2.2 до 7 кВт.

Планируется станок для обработки алюминиевых сплавов небольшими цельными твердосплавными фрезами.

Исходя из чертежа изделий, максимальный диаметр фрезы, который потребуется — 16 мм, минимальный — 0.2 мм, основная работа будет вестись фрезами диаметром 6-10 мм. Согласно каталогам производителя фрез ZCC-CT, рекомендуемая скорость вращения фрез диаметром 6 мм — 13000 об/мин с подачей 1250 мм/мин, 10 мм — 8000 об/мин с подачей 1600 мм/мин,откуда следует задача подобрать шпиндель, оптимально работающий на скорости 10-12 тыс. об/мин, но при этом имеющий запас как по увеличению скорости, так и по уменьшению. Ременноприводные шпиндели не разгоняются выше 8 тыс. оборотов, поэтому работа мелкими фрезами будет происходить очень медленно, а обычные водоохлаждаемые электрошпиндели в целом хотя могут работать в таком режиме, но могут возникнуть проблемы с работой большими фрезами на низких оборотах, поэтому наиболее подходящим вариантов видятся электрошпиндели с 2 парами полюсов — у них базовая частота вращения ниже вдвое(до 12 000 об/мин обычно), но за счет этого момент вращения увеличен пропорционально — на 8000 об/мин они выдадут момент в несколько раз больший, чем водник с одной парой полюсов, а кроме того, ничто не запрещает настроить частотник на превышение базовой частоты, что(с падением момента, конечно) позволит фрезеровать мелкими фрезами с частотой выше базовой.

Планируется станок для обработки небольших алюминиевых и стальных деталей, с небольшим съемом и заглублением.

Данная задача несколько противоречива, сталь настолько по режимам обработки отличается от алюминия, что для них по-хорошему нужны 2 разных станка. Если такое невозможно, то надо определиться, либо мы хорошо обрабатываем алюминий и кое-как сталь, либо хорошо обрабатываем сталь и медленно алюминий. В случае второго варианта мы для начала сразу отказываемся от скоростных электрошпинделей — в них стоят слишком слабые подшипники, они рассчитаны на большую скорость и маленькие усилия, тогда как при обработке стали все наоборот и подшипники просто долго не проживут. Во вторую очередь — шпиндель по стали требуется весьма крупный, по той же причине (размер подшипников), и конусов типа BT30/ISO30 очевидным образом будет недостаточно. Ну и далее определяется, какого размера будут фрезы и скорость вращения. Для фрезы диаметром 6 мм требуется 7000 об/мин при подаче 675 мм/мин, для фрез 20 мм — 2000 об/мин, таким образом нам подойдет шпиндель с конусом BT40 и скоростью вращения до 8000 об/мин. Если работа будет в основном мелкими фрезами, то задача несколько усложняется — использовать шпиндели с механическим приводом также возможно, но подачи станут совсем низкими.
Также, скорее всего вам потребуется шпиндель с отверстием для подачи СОЖ в конус — инструмент склонен очень сильно греться при работе со сталью, просто полива может не хватать и многие виды работ потребуют подачи СОЖ сквозь фрезы и сверла.

После определения основных моментов, можно попробовать дополнительно сузить выбор.

Как и какой выбрать шпиндель фрезерного станка с ЧПУ

Шпиндель — это двигатель, который раскручивает фрезу на фрезерном станке с ЧПУ. Его основная задача заключается в передаче крутящего момента на фрезу. Используется для фрезеровки, сверления металлических и деревянных поверхностей, обработке деталей и т.д.

Ключевых факторов в выборе подходящего шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ может быть много. В первую очередь — это мощность двигателя, скорость вращения и крутящий момент. Во вторую очередь, многие специалисты отмечают качество зажима фрезы и других типов режущих инструментов. В этой статье мы рассмотрим классификацию шпинделей и узнаем подробности о предназначении каждого вида.

Что такое шпиндель?

На факультете машиностроения любого политехнического университета скажут, что шпиндель — это вал, который применяется как промежуточное устройство между станком и обрабатываемым материалом. В нем используется цанга для закрепления режущего инструмента, а длина вала может настраиваться. Шпиндели делятся на два основных типа:

Промышленный. Используется для боковой нагрузки. Имеет повышенный запас прочности и мощности, можно дополнительно подключить систему смазки и систему охлаждения, подключается и управляется с контроллера ЧПУ.

Любительский. Обычная дрель или маломощный фрезерный станок. Используется в быту и применяется в вертикальном распределении нагрузки относительно корпуса устройства. Как правило, такие шпиндели имеют простую конфигурацию, управляются вручную, не завязаны на контроллер ЧПУ.

Для промышленных станков не может применяться маломощный любительский шпиндель. Их конфигурация легко справляется с растяжением и сжатием. Однако, они не предусмотрены для боковых нагрузок. К тому же, увеличение скорости оборотов шпинделя приводит к быстрому нагреву и снижению мощности.

Мощность шпинделя фрезерного станка

Если перед вами стоит задача, выбрать шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ, в первую очередь следует обратить внимание на параметры мощности устройства. Всеми специалистами и во все времена рекомендовалось не экономить на этом параметре. Чем больше мощности, тем исправнее окажется устройство.

Вместе с тем, если вы приобретаете шпиндель для работы с конкретным типом материала, то следует обратить внимание на то, сколько мощности для этого понадобится устройству. Фанера, древесно-стружечные и древесноволокнистые плиты потребуют шпиндель мощностью в 1500-3000 Вт. Натуральный древесный массив и мягкие сплавы металлов потребуют до 5000-6000 Вт.

По типу выполняемых работ, существуют следующие требования к мощности шпинделя:

• от 500 до 600 Вт обычно требуется для обычного сверления и гравировки,
• от 900 до 1500 Вт понадобится для обработки древесного массива,
• более 1500 Вт понадобится для станков с ЧПУ, предназначенных для интенсивной работы в промышленных масштабах.

Выбор шпинделя: скорость вращения

Выбор шпинделя по характеристикам мощности двигателя следует также делать, исходя из типа материала, который планируется обрабатывать. Каждый производитель публикует диапазон скоростей, в которых фрезерный станок может использоваться для резьбы металла или дерева. Усредненными значениями, обычно, считаются следующие:

• Для неглубокой гравировки по дереву рекомендуются маломощные шпиндели способные совершать до 25 — 35 000 оборотов в минуту. Выбирая шпиндель, рекомендуется брать модель, которая демонстрирует максимум в заданном диапазоне. То есть, если вам понадобится только 24-30 тысяч оборотов, но есть возможность взять на 35, лучше сделать выбор в пользу последнего варианта.
• Для мягких металлических сплавов (алюминий) понадобится 13 — 8 000 оборотов в минуту.

Почему для дерева требуется больше оборотов, чем для металла? Ответ, на самом деле, очевиден. Для каждого типа материала используются фрезы разного типоразмера. Для металла, например, используются цельные пластины из твердых сплавов диаметром не больше 16 мм. Второй аспект заключается в типе фрезеровки. Для обработки дерева применяется скоростная фрезеровка. Она подразумевает большой крутящий момент, но небольшую подачу. Для металла используется силовая фрезеровка, которая требует меньше оборотов, но при более интенсивной подаче.

Выбор производителя шпинделя

На международном рынке наибольшее распространение получили китайские и итальянские шпиндели. В связи с этим возник резонный вопрос, — какой из них лучше? Мы убеждены, что у каждого производителя есть свои преимущества и недостатки, и каждая продукция выгодна по-своему.

Устройства итальянского производства превосходят по качеству и сборке. У них встроено воздушное охлаждение. Они превосходно работают на высоких скоростях и демонстрируют аккуратную резьбу.

Одновременно с этим, китайские шпиндели обойдутся значительно дешевле, и вряд ли уступят в качестве, так как все-равно изготавливаются на тех же самых заводах в Китае, как и итальянские шпиндели. Благодаря цельному цилиндрическому корпусу, который закрыт подшипниковыми узлами, он почти не производит вибрацию притом, что сохраняет стабильное положение на станке. Мощность такого шпинделя может показаться меньше, чем у итальянских аналогов. Однако китайские модели неприхотливы к условиям среды, не деформируются от избыточного нагрева и могут использоваться в ежедневной работе.

Почему вам стоит выбрать нас?

Вам понадобилось купить шпиндель фрезерного станка с ЧПУ? В ассортименте нашего магазина представлены экземпляры для всех типов фрезерного оборудования. Мы поможем вам подобрать шпиндель подходящей мощности для осуществления работ всех уровней сложности и поможем разобраться в настройках и установке оборудования.

Наши преимущества:

• Богатый ассортимент товаров,
• Знание дела. Мне не просто продаем товар, а действительно разбираемся в оборудовании и умеем им пользоваться.
• Поможем найти шпиндель для вашего станка,
• Предоставляем скидки постоянным клиентам,
• Сервисное обслуживание. Шпиндель всегда нуждается в уходе. Мы его обеспечим.

Позвоните специалистам нашего магазина, чтобы узнать подробности моделей, представленных в каталоге, а также, чтобы узнать особенности оформления заказа.

Заводские рекомендации для выбора шпинделя по его мощности на валу (пиковая мощность):

*для просмотра шпинделей пролистайте в конец страницы

Все шпиндели с цангой ER-8

Применяются для миниатюрных ювелирных работ, миниатюрных гравировок в основном граверами и фрезами до диаметра 2.35мм. Диаметр вала шпинделя =10мм.

0.8квт — с цангой ER-11

«Ювелирный шпиндель» мелкие неглубокие граверные работы по латуни, модельки, тонкие до 5мм пластики, тонкая фанера, сувениры, сверление и резка печатных плат. Это один из самых удобных шпинделей для мастеров ювелиров при обработке воска, а также всех цветных металлов. Очень удобен шпиндель из-за маленькой немешающей гайки при установке тонких граверов и миниатюрных фрез. Гайка цанги диаметром 19мм не мешает работать по мелким рельефам. Диаметр вала шпинделя 13мм. Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 7мм диаметром. Тех.требования при резке/раскрое: применение фрез до 3.15мм в диаметре до глубины реза 12мм, и применение фрез не более 1мм диаметром при работах по стали до глубины реза максимум 3мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 150Вт/час. Вес шпинделя 2.6кг. В шпинделях с этой мощностью запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 40мм. Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

1.2квт — с цангой ER-11 60 000 оборотов

Специальный шпиндель для работ фирменными твёрдосплавными фрезами по металлу. Обратите внимание-именно фирменным твёрдым сплавом (без китайских дешёвых добавок в сплав), а не «китаем» или отечественными непонятного происхождения или скоростной сталью старых разработок, которая обуглится уже при 7 000 оборотах. Если Вы работаете часто именно тонкими и очень тонкими фрезами, то по расчётным формулам для тонких твёрдых фрез будут требоваться очень большие обороты шпинделя начиная от 30000 при работе с металлами. Кроме того, этот шпиндель применяется на многошпиндельных скоростных станках для дерева с горизонтальной скоростью обработки рельефов до 20-25 метров в минуту. Рекомендуется применение фрез для работ по твёрдой древесине не более 6мм диаметром, и применение фрез не более 1.5мм диаметром при работах по стали до глубины реза максимум 5мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 200Вт/час. В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 50мм. Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

1.5квт — с цангой ER-11

«Ювелирный шпиндель» граверные работы, сувениры и мелкие неглубокие фрезеровки на алюминии и латуни. Если применять эту модель с цангой ER-11 при глубокой резке и раскрое например древесины, то имеется высокая вероятность повреждения вала шпинделя, который всего 13мм в диаметре, при заклинивании, и последующем сгибании вала шпинделя, или появления после ударов- дополнительных детонаций. Мощность на валу завышена в два раза по сравнению с диаметром вала, и пользоваться длинными или толстыми диаметрами фрез более 4мм следует с высочайшей осторожностью. Если есть необходимость установки фрез до 8мм в диаметре (через специальную цангу), то фрезу надо распиливать пополам для её укорачивания, чтобы общая длина фрезы не превышала 40мм. Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 7мм диаметром. Прямое назначение шпинделя — мелкие граверные работы миниатюрными короткими фрезами, гравировка латуни и меди, но с чуть большей мощностью, чем шпинделем 0.8квт. Тех.требования при резке/раскрое тв.древесины: применение фрез до 4мм в диаметре до глубины реза 15мм, и фрез диаметром не более 2мм при работах по стали до глубины реза максимум 7мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 300Вт/час. В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 40мм. Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

1.5квт — с цангой ER-16

Начальный шпиндель для работы с твёрдой древесиной, акрилами до 15мм. Удобен шпиндель из-за небольшой гайки диаметром 28мм с резьбой M22 x 1.5 ,устанавливаемой на эконом варианты шпинделей (или тонкой гайки 24мм с резьбой M19 x 1.0, устанавливаемой на стандартные базовые модели с более высоким качеством — обычно тяжёлые шпиндели весом 6.5кг-рекомендуемые для фрезеровки металлов). Диаметр вала 20мм уменьшает вероятность его случайного сгибания при заклинивании фрезы. Можно гравировать, фрезеровать 3D рельефы, а также резать неглубокие до 30-40мм заготовки в несколько проходов. Запрещено работать с этой цангой фигурной фрезой на полную глубину фигурной фрезы. Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 10мм диаметром. Тех.требования при резке/раскрое: применение фрез до 6мм в диаметре до глубины реза 20мм по древесине, и фрез не более 2.5мм при работах по стали до глубины реза максимум 9мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 300Вт/час. Напряжение питания 220v. В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 60мм. Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

2.2квт — с цангой ER-20

Базовый шпиндель для работы с твёрдой древесиной, акрилами до 30мм. Шпиндель имеет гайку диаметром 34мм. Диаметр вала 24мм — нормальный вал который уже трудновато согнуть. Можно гравировать, фрезеровать 3D рельефы на дереве, пластиках и производить мелкие неглубокие гравировки и фрезеровки на мягких металлах. Запрещено работать фигурной фрезой на полную глубину из-за недостаточной мощности шпинделя для фигурных фрез. Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 13мм диаметром. Тех.требования при резке/раскрое: применение фрез до 4 мм в диаметре при работах по стали до глубины реза максимум 12мм, и применение фрез до 8мм в диаметре при работах по древесине до глубины реза 30мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 450Вт/час. Напряжение питания 220v В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 75мм. Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

2.2квт — с цангой ER-16 с резьбой M19 x 1.0

Базовый шпиндель для работы с металлами и твёрдой древесиной. Тяжёлый шпиндель весом 7.1кг, имеет центрованную гайку диаметром 24мм. Эта модель рекомендуется для многих станков при обработке металлов с малыми детонациями. Позволяет гравировать, фрезеровать 3D рельефы на сталях, дереве, пластиках. Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 10мм диаметром. Тех.требования при резке/раскрое: применение фрез до 3.15 мм в диаметре при работах по стали до глубины реза максимум 10мм, и применение фрез до 8мм в диаметре при работах по древесине до глубины реза 30мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 450Вт/час. Напряжение питания 220v. В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 60мм. Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

3квт — с цангой ER-20

Основной шпиндель для 3D работы с твёрдой древесиной, акрилами, металлами и небольшими глубинами резки в проход до 4мм для камня. Шпиндель имеет гайку диаметром 34мм. Диаметр вала 24мм — нормальный вал который уже трудновато согнуть. Допустимо работать фигурной фрезой на полную глубину с небольшими подачами. Диапазон зажимаемых свёрл и фрез до 13мм диаметром. Тех.требования при резке/раскрое тв.древесины: применение фрез до 12.7мм в диаметре до глубины реза 50мм. При работах по стали применение фрез не более 5мм диаметром до глубины реза максимум 15мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 600Вт/час. Производится 2 вида шпинделей с этой мощностью: до 18тыс.оборотов и до 24тыс.оборотов. Если планируется в основном мелкая гравировка и фрезеровка, а также работа с металлами, то следует выбирать шпиндель с 24тыс.об, т.к. шпиндель с меньшим к-вом оборотов имеет худший КПД по рентабельности при мелких работах, особенно с металлами при обработке твёрдыми фрезами, кроме того в 1.3раза придётся снизить горизонтальную скорость обработки древесины для предотвращения поломки фрез. Пример: если шпинделем с 18тыс.об обрабатывается древесина при горизонтальной скорости 4.5м/мин, то шпинделем с 24тыс.об древесина обрабатывается с горизонтальной скоростью 5.85метров в минуту. Напряжение питания 220v. Часто встречаются такие шпиндели на 380v 3 фазы, что не позволит запитать станок от недорогого бесперебойного блока питания. В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 100мм. Более длинные фрезы будут разбивать подшипники шпинделя.

Применяется когда недостаточно мощности при резке на большой глубине, а также с более высокой подачей фигурными фрезами. Тех.требования при резке/раскрое тв.древесины: применение фрез до 12.7мм в диаметре до глубины реза 60мм. При работах по стали применение фрез до 6мм диаметром до глубины реза максимум 20мм. Потребление от сети при правильных нагрузках не более 800Вт/час. Напряжение питания 380v 3 фазы. Как правило шпиндели с этой мощностью имеют максимум 18тыс.оборотов, что является большим недостатком при работе твёрдосплавными фрезами на мелких фрезеровках тонкими фрезами, и значительно снижает общий КПД станка. Этот шпиндель следует эксплуатировать с большими диаметрами твёрдосплавных фрез, которым не требуются большие обороты. При производстве мелких изделий и фрезеровок, эксплуатация этого шпинделя часто нерентабельна, т.к. применение только 3-х фазной сети для питания шпинделя, большое энергопотребление и дорогое плановое обслуживание могут сравниваться или превышать стоимость самой фрезеровки. В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 100мм.

4.5квт и более

Имеют гайки ER-25 диаметром 42мм, или ER-32 диаметром 60мм, что может невероятно мешать при всех видах фрезеровки, когда установлены мелкие стандартные короткие фрезы. Как пример -длина основных тонких фрез=38мм, зажатие в цангу по нормативным требованиям не менее 15мм, в результате фреза высовывается наружу на 38-15=23мм под гайкой диаметром 42 или 60мм — «суперудобство» особенно для обработки рельефов! но при этом мощные шпиндели позволяют более продуктивно работать фрезами более 12мм в диаметре, дорогими длинными и конусными фрезами, а также работать большими фигурными фрезами по дереву. Применяется в основном для резки камня, мрамора и глубокой фрезеровки металлов, и для фрезеровки металлов диаметрами фрез до 10мм до глубины реза максимум 22мм, а также для резки толстых деревянных заготовок и брёвен. Как правило шпиндели с этой мощностью имеют максимум 18тыс.оборотов, что является большим недостатком при работе твёрдосплавными фрезами на мелких фрезеровках тонкими фрезами, и значительно снижает общий КПД станка. Напряжение питания 380v 3 фазы. Этот шпиндель следует эксплуатировать с большими диаметрами твёрдосплавных фрез, которым не требуются большие обороты. При производстве мелких изделий и фрезеровок, эксплуатация этого шпинделя часто нерентабельна, т.к. применение только 3-х фазной сети для питания шпинделя, большое энергопотребление более 1000Вт/час и дорогое плановое обслуживание могут сравниваться или превышать стоимость самой фрезеровки. В шпинделях этого типа запрещено устанавливать фрезы с общей длиной выше 120мм.

Примечеание: В основном, пользователи станков не знают, или игнорируют сказанное выше — этим уничтожая даже самые лучшие подшипники шпинделей. Если у Вас всё-таки есть желание устанавливать фрезы длиной 150мм, то применяйте шпиндели 6.0kw и выше с цангой не менее ER32 ( диаметр вала шпинделя = 40мм) или с цангой ER40 (диаметр вала шпинделя = 45мм) и более.

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:

• бытовые,
• промышленные.

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:

• силовой,
• скоростной.

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.