Что такое шпиндель станка: Статьи: актуальная и свежая информация, интересные рубрики

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

Популярное:

• Плюсы 4-х координатных фрезерных станков
• DSP контроллер фрезерного станка с ЧПУ
• Особенности обработки камня повышенной твёрдости
• Гравировка листового двухлойного пластика на станке с ЧПУ
• Оптимальные режимы и инструмент для качественной резки ПВХ

• В гостях у нашего постоянного клиента компании «Пластфактория», которые занимаются изготовлением POS-материалов и сотрудничают с крупными косметическими брендами.

• Видеоотчет с посещения производства наших клиентов — компания «АЛЬТАИР». О работе на производстве, изготавливаемых изделиях и станках от компании Wattsan.

Популярные категории товаров

Фрезерные станки WATTSAN Фрезерные станки по дереву Фрезерные станки для дома Настольные фрезерные станки Фрезерные станки для рекламы Фрезерный станок по камню Многоцелевые фрезерные станки

Индивидуальный запрос

Имя

Телефон

Отправляя контактные данные — вы даете согласие на их обработку в целях оказания услуг

Оцените информацию на странице

Средняя оценка: 3
Голосов: 2

Шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ

Для осуществления такой важной операции обработки материалов, как фрезерование, необходимо обеспечить вращательное движение режущего инструмента с нужной скоростью, для чего и используется шпиндель. В станках с ЧПУ к этому важнейшему элементу конструкции предъявляются повышенные требования. С учетом этого шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ требует особого внимания при выборе оборудования.

Шпиндель для станка с ЧПУ

Когда рассматривается фрезерный станок (ФС) с ЧПУ, под шпинделем обычно подразумевается электродвигатель с валом, на котором установлено зажимное устройство для режущего инструмента (фрезы). В качестве зажимного устройства чаще всего используется самозажимной патрон цангового типа. В универсальных ФС возможна установка, помимо фрез, сверла, точильного камня и иного инструмента.

Шпиндель предназначен для придания режущему инструменту вращения с заданной скоростью. Для этого должна быть обеспечена передача крутящего момента от электродвигателя на рабочий вал с наименьшими потерями, с возможностью изменения направления вращения. Вторая важная задача – надежное крепление инструмента на валу. Дополнительно шпиндель обеспечивает защиту двигателя от перегрузок при тяжелых условиях обработки.

Классификация двигателей для ЧПУ станка

В зависимости от назначения ФС, двигатели для них можно разделить на 2 группы:

1. Для бытовых станков, в т. ч. изготовленных своими руками. В шпинделях устанавливаются электродвигатели небольшой мощности. Широко используются электродрели, бытовые фрезеры, бормашины, двигатели стиральных машин и т. п. В таких конструкциях подшипники не рассчитаны на значительные боковые нагрузки.
2. Для производственных целей. Применяются небольшие асинхронные двигатели повышенной мощности. Повышенные требования предъявляются к подшипникам, в частности часто используются керамические подшипники. Мощность поддерживается наличием системы охлаждения и подачи смазки в рабочую зону.

Другое важное разделение проводится по направлению оси вращения – вертикальное, горизонтальное, универсальное. В зависимости от расположения вала изменяется боковая нагрузка. Наименьшая нагрузка характерна для вертикального использования, но при этом повышается вибрация. При горизонтальном варианте увеличивается нагрузка на вал в вертикальном направлении, но вибрация гасится. Универсальные конструкции предусматривают возможность использования шпинделя в обоих направлениях. Для разных исполнений выбирается своя система передачи и применяются специальные вспомогательные приспособления.

Подразделяются двигатели и по скорости вращения:

1. Низкоскоростные с максимальной частотой вращения 2400 об/мин. Вращение, как правило, передается через редуктор (коробку скоростей).
2. Среднескоростные со скоростью вращения 2500–11900 об/мин. Вращение обычно передается с помощью ременной передачи и редуктора 1:1. Ось двигателя смещена относительно оси шпинделя.
3. Высокоскоростные со скоростью в диапазоне 12000–17900 об/мин. Вал двигателя соосен валу шпинделя (прямая передача вращения). При таких скоростях повышаются требования к патрону и инструменту.
4. Сверхскоростные (ультраскоростные). Они могут развивать скорость до 70000 об/мин. Обычно вал двигателя является валом шпинделя (мотошпиндели со встроенными обмотками).

Наконец, шпиндели классифицируются по способу смены инструмента: механизированные и ручные. В первом случае используются специальные штревели (например, типа ВТ или СК) и механизированные устройства зажима-разжима (например, пневматические тиски). В ручном варианте устанавливаются стандартные штревели, болты и цанга.

Классификация по типу привода

В ФЗ шпиндели подразделяются по типу привода следующим образом:

1. Ременная передача. Основные плюсы: повышенная скорость, простота монтажа, малая вибрация. Минусы: ограничения крутящего момента в зависимости от наличия места для двигателя, повышенная стоимость системы управления.
2. Зубчатая передача. Она обеспечивается коробкой скоростей через систему валов и шестерен. Плюсы: возможность автоматического регулирования скорости, компактность. Минус – относительно низкая скорость вращения. Чаще всего используется в ФС универсального типа.
3. С ZF-редуктором. Может обеспечивать передачу с моментом до 400 Нм и переключение скоростей 1:1 и 1:4.
4. Прямая передача. Она используется в высокоскоростных шпинделях. Скорость вращения инструмента ограничивается только скоростью вращения двигателя. Валы шпинделя и двигателя расположены по одной оси и соединяются муфтой.

Особо выделяется мото- или электрошпиндель. Это вариант совмещения шпинделя и двигателя в одном корпусе.

Особенности конструкции шпинделя для станка с ЧПУ в зависимости от вида

Шпиндели для ФС с ЧПУ имеют ряд особенностей:

1. Для обеспечения повышенной производительности станков используются высокоскоростные и сверхскоростные двигатели.
2. Для смены инструмента задействуется специальная программа остановки станка для смены инструмента. В промышленном оборудовании приоритет отдается механизированному способу. В программе может предусматриваться перемещение шпинделя или заготовки на удобное место для смены инструмента с последующим возвратом на место остановки процесса.
3. Ременная передача применяется в основном в ФС вертикального типа с большой скоростью обработки. При установке коробки скоростей или редуктора обеспечивается автоматическая регулировка скорости через ЧПУ, что особо важно в универсальных ФС и при работе с моментом выше 200 Нм. В бытовых и самодельных ФЗ часто применяется прямая передача от электродрели.

 Важно!  Конструкция шпинделя для ФС с ЧПУ подбирается так, чтобы обеспечивалась максимальная скорость обработки и возможность автоматизации процесса.

Какими качествами должен обладать хороший шпиндельный узел фрезерного станка с ЧПУ?

Для ФЗ с ЧПУ особо важно обеспечить следующие параметры шпиндельного узла:

1. Повышенная точность вращения инструмента. ГОСТ 9726-89 (п.п. 3.4.12, 3.4.15) устанавливает пределы допустимого биения конца вала (осевого, торцевого и радиального). Они должны строго соблюдаться. Для импортного оборудования действуют европейские стандарты.
2. Статическая и динамическая жесткость. Шпиндель не должен подвергаться деформации при действии нагрузок в процессе обработки даже очень прочных материалов.
3. Износостойкость. Детали шпинделя изготавливаются из высокопрочных металлов, стойких к истиранию. Особые требования устанавливаются для подшипников.
4. Минимальная вибрация. Станки с ЧПУ работают с большой скоростью, но вибрация должна гаситься. Наиболее сильно влияет она при чистовой обработке изделий.

Надо учитывать, что качество обработки изделий во многом зависит от перечисленных параметров шпинделя.

Мощность шпинделя – как выбрать для фрезерного станка?

Чем больше мощность станка, тем больше у него возможностей. При использовании ЧПУ крайне редко устанавливаются предельные скорости вращения (а значит, и мощность), но резерв позволяет повысить производительность при необходимости. Другое дело, что с повышением мощности станка увеличивается и его цена, а значит, надо выбирать оптимальный вариант с учетом достаточности данного критерия.

Практические нормы устанавливаются с учетом назначения ФС. Для обеспечения сверления, неглубокой обработки (например, гравировки) или фрезерования мягких материалов достаточно иметь мощность порядка 600–650 Вт. Если ФС используется для обработки твердых пород дерева и металлов, то мощность нужна в пределах 0,8–1,5 кВт в зависимости от обрабатываемого материала. При желании иметь универсальный станок для любых изделий и наличии планов по модернизации оборудования рекомендуется иметь запас по мощности, т. е. выбирать станок с мощностью более 2 кВт. Следует также учитывать, что обработка на ФС с ЧПУ, как правило, осуществляется на скоростях в пределах 8000–15000 об/мин.

Способы охлаждения

При выборе ФС необходимо обратить внимание на систему охлаждения. Возможны такие варианты:

1. Без охлаждения или с естественным воздушным охлаждением. Такой принцип вполне применим при вращении инструмента со скоростью не более 4500 об/мин. На скоростях до 6000–8000 об/мин можно работать только кратковременно, не более 20-30 минут.
2. Водяное охлаждение. Подача воды в рабочую зону обеспечит возможность обработки со скоростью до 15000–16000 об/мин. Минус такой системы – необходимость в установке достаточно большого резервуара и обеспечения отвода стока.
3. Масляное охлаждение. Оно наиболее эффективно и обеспечивает работу с любой скоростью. Охлаждающая жидкость располагается в «холодильнике шпинделя» и циркулирует по его охлаждающей рубашке.

Обеспечиваться охлаждение может путем простого полива в рабочую зону или циркуляции жидкости под давлением до 25–30 бар. Для принудительной циркуляции используется специальная помпа, включаемая одновременно с электродвигателем.

Шпиндель фрезерного станка с ЧПУ является важнейшей его деталью, от которой зависит качество обработки и возможности оборудования. К нему предъявляются высокие требования, которые необходимо учитывать при выборе модели. Следует также учитывать, что шпиндельные узлы классифицируются по нескольким категориям, которые определяют назначение станка.

• 29 августа 2020
• 3573

Получите консультацию специалиста

Разница между электрическим шпинделем и механическим шпинделем

曾巧娟

曾巧娟

Менеджер шпиндельного двигателя, мотор-редуктора, инструментов EROWA & System 3R EDM/CNC

Опубликовано 9 июня 2020 г.

+ Подписаться

Электрические шпиндели обычно используются на станках с ЧПУ, а механические шпиндели используются на обычных станках.

Причина: Недорогой токарный станок не может использовать электрический шпиндель, потому что стоимость слишком высока. На токарном станке высокого класса из-за высокой точности требуемого шпинделя электрический шпиндель с большим тепловыделением очень просто формирует термическую деформацию, а затем изменяется высота коробки шпинделя, поэтому он не подходит для использования.

на высокоточном токарном станке.

Объяснение:

Механический шпиндель — это ось станка, которая приводит во вращение заготовку или инструмент. Компоненты главного вала обычно состоят из главного вала, подшипника и передаточного элемента (шестерни или шкива). В машине в основном используется для поддержки частей трансмиссии, таких как шестерни, шкивы, передачи движения и крутящего момента, таких как шпиндели станка; некоторые из них используются для зажима заготовок, таких как оправки

Электрический шпиндель — это новая технология, которая сочетает в себе шпиндель станка и двигатель шпинделя в области станков с ЧПУ в последние годы. Система главного привода высокоскоростного станка с ЧПУ заменяет ременную передачу и зубчатую передачу. Шпиндель станка приводится в действие непосредственно встроенным двигателем, который сокращает длину главной приводной цепи станка до нуля и реализует «нулевую передачу» станка.

• Что делает ремонт двигателя шпинделя таким сложным?

  18 мая 2020 г.

  

• Высокопроизводительный шпиндель для обработки камня и металлообработки

  28 апр. 2020 г.

• Шпиндель ATC для изготовления ювелирных изделий и сверления печатных плат

  27 апр. 2020 г.

• 数控机床主轴

  15 апр. 2020 г.

• Шпиндель для станков с ЧПУ

  30 марта 2020 г.

  

шпинделей – Gilman Precision

Шпиндели для любых нужд

Повышая производительность и эффективность станков, Gilman Precision предлагает комплексный системный подход для шлифовальных, расточных и фрезерных шпинделей. Наши станочные шпиндели   может быть специально разработан для выполнения любой функции механической обработки, от удаления таких материалов, как металлы и пластмассы, до позиционирования и вращения. Шпиндели могут поставляться с ременным приводом, со встроенным (встроенным) мотором или с прямым приводом на инженерной основе. Доступны нестандартные материалы и покрытия, а также большой выбор аксессуаров.

Фрезерные шпиндели

Мы разрабатываем и производим прецизионные фрезерные шпиндели для любых операций фрезерования, от небольших отдельных деталей до крупных групповых фрезерных операций. Используя вращающиеся фрезы для удаления материала, наши фрезерные шпиндели с ЧПУ бывают моторизованными или с ременным приводом.

Шлифовальные шпиндели

Шлифовальные шпиндели Gilman являются одними из лучших в мире. Шпиндели наших шлифовальных станков с ЧПУ используются для чистовой обработки деталей, требующих низкой шероховатости поверхности и точных размеров. Обычно они используются для удаления небольшого количества металла, но при необходимости могут снимать большие объемы.

Расточные шпиндели

Расточные шпиндели используются для увеличения и достижения большей точности предварительно просверленного отверстия. Наши расточные шпиндели с ЧПУ, используемые и пользующиеся доверием во многих отраслях благодаря своей точности и прецизионности, также могут использоваться для вырезания конических отверстий и поставляются в вариантах с моторизованным или ременным приводом.

Компания Gilman Precision предлагает стандартную линейку станочных шпинделей с ременным приводом в блочной и картриджной конфигурациях со скоростью вращения до 24 000 об/мин и мощностью 30 л. с. Доступны индивидуальные предложения.

Моторизованные низко- и высокоскоростные станочные шпиндели, предназначенные для любого применения, различных размеров и конфигураций, как в стандартных, так и в высокочастотных моделях. Индивидуальные моторизованные шпиндели также доступны для удовлетворения ваших конкретных потребностей.

Представляем новейшее и наиболее универсальное дополнение к нашей линейке шпинделей для прецизионных станков: компактный мотор-шпиндель InTronix, сочетающий в себе преимущества наших шпинделей с ременным и моторизованным приводом.

Запрос цитаты

Чтобы запросить коммерческое предложение, свяжитесь с нами, используя контактную форму.

Если у вас есть предмет, который мы можем отремонтировать для вас, щелкните форму запроса на ремонт ниже.

Используйте наш конфигуратор продуктов , чтобы загрузить чертеж для использования в вашем проекте.

Если вы хотите связаться с нами напрямую, позвоните нам по телефону 262-377-2434 или напишите нам по адресу sales@gilmanprecision.