Шпиндель фрезерного станка

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Шпиндель фрезерного станка 6Н83 ( рис. IV.41, б) смонтирован на трех подшипниках. В передней и средней опорах расположены роликовые конические подшипники, в передней-класса А, в средней - В, а в задней - шариковый класса В. Третья опора повышает виброустойчивость шпиндельного узла. Зазоры в опорах устраняются с помощью гайки 1 при стягивании внутренних колец подшипников. При наличии осевых нагрузок, направленных от задней опоры к передней, передний подшипник разгружается, что снижает его жесткость. При температурном удлинении шпинделя уменьшается натяг в обоих конических подшипниках. [1]

Шпиндель фрезерного станка имеет различные скорости вращения, регулируемые коробкой скоростей. [2]

Шпиндель фрезерного станка служит для передачи вращения режущему инструменту от коробки скоростей. От точности вращения шпинделя, его жесткости и виброустойчивости в значительной мере зависит точность обработки. [3]

В шпиндель фрезерного станка вставляется конусная втулка 7 ( стр. Поддержка укрепляется на направляющих хобота. [4]

Устанавливать на шпиндель фрезерного станка более трех проушечных дисков для фрезерования рамных шипов и проушин запрещается. [5]

Перед установкой на шпиндель фрезерного станка фрезы обязательно балансируются. Широко применяется балансировка фрез на шлифованных призматических линейках, установленных на массивных опорах ( фиг. [6]

К задаче 16. [7]

С какой частотой вращается шпиндель фрезерного станка, если скорость резания равна 90 м / мин, а диаметр фрезы 80 мм. [8]

Изображение переменного тока. [9]

На определенных скоростях оборотов шпинделя фрезерного станка, освещаемого обычной лампой накаливания, его вращение становится незаметным. [10]

Наиболее точное центрирование на шпинделе фрезерного станка обеспечивают фрезерные головки с коническим посадочным отверстием. [11]

Наиболее точное центрирование на шпинделе фрезерного станка обеспечивают фрезерные головки с коническим посадочным отверстием Крепление по фиг. [12]

Почему на определенной частоте вращения шпинделя фрезерного станка в условиях цехового освещения его вращение становится незаметным. [13]

На рис. 27 показана конструкция шпинделя фрезерного станка. Шпиндель 2 с помощью шариковых подшипников устанавливается в полом стакане суппорта станка. В верхней части шпинделя предусмотрено коническое гнездо 6 для закрепления насадки с режущим инструментом. [14]

Наиболее точное центрирование фрезы на шпинделе фрезерного станка и, следовательно, наименьшее биение зубьев в работе обеспечивают фрезы с коническим посадочным отверстием. [15]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Шпиндель фрезерного станка

Одним из видов оборудования для обработки материалов резанием является фрезерный станок. Он предназначен для обработки деталей, форма которых отличается от тела вращения. Это могут быть призматические и фигурные детали различной сложности. Основной инструмент для работы на таком станке – это фрезы различных видов и размеров.

Главным движением на фрезерном станке является вращение фрезы. Для крепления фрезы и придания ей вращательного движения и служит шпиндель фрезерного станка. Конструктивно шпиндель представляет собой вал, установленный на опоры и закрепленный в соответствующем корпусе. Он считается одним из основных узлов такого оборудования. От его работы зависит точность и качество обработки деталей.

В зависимости от метода обработки шпиндель для фрезерного станка может быть силовым или скоростным. При силовом методе обработки применяются силовые шпинделя. Этот метод заключается в том, что за один проход стараются снять максимальный объем материала. Работают при этом с большой глубиной резания и большими подачами, но при малой скорости вращения шпинделя. Этот метод чаще всего применяется при черновой обработке, где не требуется высокая точность. При такой работе на шпиндель действуют большие силы резания, и от него требуется высокая мощность и большой крутящий момент. В конструкцию таких шпинделей закладывается высокая прочность и жесткость.

Скоростные шпинделя работают при скоростном методе обработки. При этом снимается небольшой слой материала, но шпинделю придается высокая скорость вращения для того, чтобы сохранить производительность. Этот метод применяют при чистовой обработке. Здесь нет больших сил резания и не требуется высокая мощность.

Шпиндель фрезерного станка может получать вращение от отдельного электродвигателя расположенного рядом с ним. Вращение на него передается через ременную или зубчатую передачу. Эта схема характерна для силовых шпинделей.

Для скоростных шпинделей характерна другая схема. Здесь электродвигатель встроен в шпиндельный узел, а часто шпиндель является валом электродвигателя. Нет никаких промежуточных передач. Но к таким узлам предъявляются повышенные требования по балансировке его деталей. Довольно часто такой шпиндель для фрезерного станка выпускается как независимое устройство и потребитель может устанавливать его на свое оборудование так, как он считает нужным.

Крепление инструмента в шпинделе фрезерного станка также различается для силовых и скоростных шпинделей. В силовом шпинделе инструмент устанавливается через переходную коническую втулку. Инструмент сначала крепиться в такой втулке, затем устанавливается в коническое отверстие шпинделя и втягивается в него специальным устройством. Номенклатура таких оправок очень велика и позволяет крепить не только различные виды фрез, но и сверла, развертки, метчики, расточные резцы.

В скоростных шпинделях инструмент крепится чаще всего в цанге. Цанга устанавливается в коническое отверстие шпинделя. Гайка, которая накручивается на резьбовой конец шпинделя, сжимает цангу и закрепляет в ней фрезу.

Шпиндель фрезерного станка – это исполнительный орган привода главного движения. От качества его работы зависит точность размеров и формы обрабатываемой детали, шероховатость ее поверхностей и производительность ее обработки.

moscowshpindel.ru

Pereosnastka.ru

Фрезерные станки с нижним расположением шпинделя

Категория:

Деревообрабатывающие станки

Фрезерные станки с нижним расположением шпинделя

Конструкция

Фрезерный одношпнндельный станок с ручной подачей и с нижним расположением шпинделя (рис. 1) состоит из станины, по которой вертикально перемещается суппорт. В суппорте на шариковых подшипниках укреплен шпиндель. Для длинной насадки предусмотрен кронштейн с откидным подшипником, обеспечивающий стойчивость шпинделя. При смене инструмента кронштейн отводят У сторону. В прорезях стола установлены направляющие линейки и прижимы. Положение шпинделя по высоте регулируют маховичком.

Электродвигатель соединен со шпинделем плоскоременнои передачей. Шкив, закрепленный на шпинделе, имеет удлиненную форму, что позволяет изменять положение шпинделя по высоте, не меняя положения электродвигателя.

Рис. 1. Фрезерный одношпиндельный станок Ф-4: 1 — станина, г —суппорт, 3 — маховичок подъема шпинделя, 4 — стол, 5 —съемные направляющие линейки, 6 — кронштейн с откидным подшипником, 7 — приемная воронка, 8 — маховичок для натяжения ремня

Более совершенную конструкцию имеет станок ФСА для прямолинейного фрезерования (рис. 2). Так же как и у станка Ф-4, шпиндель у него установлен на суппорте. Положение шпинделя по высоте изменяют маховичком. Шпиндель связан с валом электродвигателя ременной передачей, для натяжения ремней служит маховичок, Над столом станка установлен автоподатчик. Его подающие ролики закреплены шарнирно, что позволяет подавать в станок заготовки с различием по толщине до 20 мм. При необходимости ручной подачи автоподатчик может быть снят со станка или отведен в сторону (например, во время установки режущего инструмента). Для изменения положения автоподатчика в вертикальной плоскости предусмотрен маховичок. Маховичком, связанным с вариатором,уста нзвливается скорость подачи, которая может изменяться в пределах 8—25 мм.

Удобное размещение панели управления позволяет станочнику во время работы не делать лишних движений.

На рис. 3 приведена кинематическая схема фрезерного станка ФА-4 с автоматической подачей. На шпинделе подвижно, в шариковых подшипниках, укреплен блок звездочек, который вращается независимо от шпинделя. Обрабатываемую заготовку укладывают в цулагу и закрепляют в ней. Часть боковой поверхности цулаги вы полняет роль копира, на ней закрепляется втулочно-ролико вая цепь или перфорированная лента, соответствующая зубьям верхней звездочки блока. Верхняя звездочка в процессе работы станка приходит в зацепление с цепью и подает цулагу с обрабатываемым материалом вдоль режущего инструмента. Верхняя звездочка приводится в движение нижней (приводной) звездочкой блока, которая цепной передачей соединена с приводом механизма подачи, включающим электродвигателель, червячный редуктор и шестеренную передачу.

Конструкцией механизма подачи предусмотрена возможность сообщать шаблону прямолинейное движение при односторонней обработке заготовок и вращательное при обработке по контуру. Детали с контуром, очерченным по кругу, обрабатывают при подвижной оси вращения шаблона. Во всех других случаях точки контура криволинейных деталей находятся на разном расстоянии от окружности резания, описываемой фрезой. Поэтому, чтобы обеспечить непрерывное соприкосновение обрабатываемой заготовки с режущим инструментом, нужно изменять расстояние от центра вращения шаблона до окружности резания. Для этого подвижно закрепляют вкладыш 6 с пальцем и устанавливают рычаг, связывающий шаблон с пружиной. При установке и снятии шаблона вкладыш с пальцем отводят от оси шпинделя педалью. Если обрабатывают одну сторону криволинейной заготовки, то шаблон прижимают к подающей звездочке прижимными роликами, установленными на вкладыше.

Рис. 2. Фрезерный станок ФСА: 1 — стол, 2 — автоподатчик, 3 — маховичок для установки скорости подачи, 4 — маховичок механизма установки по высоте автоподатчика, 5 — панель управления, 6 — маховичок механизма настройки шпинделя по высоте, 7 — маховичок механизма натяжения ремней, 8 — станина

Отечественная промышленность выпускает также фрезерные станки ФШ-4, предназначенные не только для плоского и профильного фрезерования, но также для выборки шипов. Эти станки оборудованы шипорезной кареткой, которая подвижно закрепляется на специальных направляющих станины. На каретке устанавливают зажимы, упорную линейку и торцовые ограничители. Перемещают каретку вручную. Ручное перемещение каретки при модернизации станка может быть механизировано, например с помощью пневмоци-линдра с гидравлическим регулятором. Зажимы могут быть оборудованы пневмодвигателем.

Рис. 3. Кинематическая схема одношпиндельного фрезерного станка ФА-4 с автоматической подачей: 1 — педаль, 2 — суппорт шпинделя, 3 — маховичок, 4 — тросик, 5 — рычаг, 6 — вкладыш, 7 — палец, 8 — пружина, 9 —фреза, 10 — блок звездочек, 11 — шестеренная передача, 12 — червячный редуктор, 13 — электродвигатель механизма подачи, 14 — электродвигатель шпинделя, 15 — маховичок механизма натяжения ремня

Выбор режима работы

Выбор режима работы на фрезерных станках любой конструкции сводится к определению скорости подачи обрабатываемых заготовок. Фрезерование часто является заключительной операцией механической обработки заготовок, так как шлифование после фрезерования (особенно фигурных заготовок) затруднено. Поэтому при выборе режимов работы фрезерных станков исходят из требований, предъявляемых к шероховатости обработанной поверхности. Требуемый класс шероховатости поверхности зависит от величины подачи и угла встречи резца с волокнами древесины.

Пример. Требуэтся определить скорость подачи при фрезеровании криволинейной детали с переменным углом встречи фвх, который изменяется в пределах от 0 до 30°. Шероховатость обработанной поверхности должна соответствовать седьмому классу. Диаметр фрезы 120 мм, число резцов г = 4, шпиндель делает 6000 оборотов в минуту.

Настройка станков

При фрезеровании плоских поверхностей режущие кромки нижнего торца фрезы должны быть расположены ниже уровня стола на 3—5 мм, что достигается соответствующим перемещением шпинделя. В случае профильного фрезерования положение фрезы определяют по шаблону или образцу детали, устанавливаемой на стол станка.

Рис. 4. Направляющие линейки фрезерного станка: 1 — задняя линейка, 2 — скоба, 3—передняя линейка

Сквозное плоское и профильное фрезерование прямолинейных заготовок выполняют по задней и передней направляющим линейкам (рис. 4), которые соединяются литой скобой, охватывающей режущий инструмент. Линейка 1 может изготовляться как одно целое со скобой, линейка подвижно закрепляется на скобе. Обычно на металлические плоскости линеек накладывают линейки, изготовленные из древесины. Вертикальные плоскости линеек должны быть перпендикулярны плоскости стола станка.

При плоском фрезеровании заднюю линейку устанавливают по бруску, при профильном — с помощью эталона. Для этого брусок или эталон прижимают к задней линейке и вручную поворачивают шпиндель в направлении, обратном направлению резания. Режущие кромки фрезы должны слегка касаться бруска или эталона.

Передняя линейка должна быть параллельна задней и отстоять от нее при фрезеровании плоскостей на величину, равную толщине снимаемого слоя древесины (1,5—2 мм). В случае профильного фрезерования расстояние между линейками должно быть равно также 1,5—2 мм, но фрезу необходимо выдвинуть относительно линейки на глубину профиля. Переднюю линейку устанавливают по эталонному бруску: его прижимают к задней линейке, а переднюю закрепляют на нужном расстоянии.

Если при продольном фрезеровании кромки заготовки обрабатывают не по всей длине, то обе линейки устанавливают в одной вертикальной плоскости. При несквозном фрезеровании прямолинейных заготовок на столе станка устанавливают упоры, ограничивающие длину фрезерования (перемещения заготовки), а линейки устанавливают в одной плоскости.

Фрезерование криволинейных поверхностей выполняют по специальным копировальным линейкам, закрепляемым на цулагах.

Настройка станка начинается с подбора кольца, закрепляемого снизу или сверху фрезы в зависимости от конструкции цулаги. Разница в диаметре кольца и диаметре цилиндрической поверхности резания фрезы определяет взаимное положение формообразующей кромки копировальной линейки и обработанной поверхности заготовки. Поэтому для данного приспособления величина этой разницы должна быть строго определенной.

Работа на станках

На фрезерных станках с нижним расположением шпинделя выполняют разнообразные виды обработки. В учебнике описываются следующие основные операции: сквозное фрезерование; обработка заготовок и узлов по наружному контуру; зарезка шипов и проушин; несквозное фрезерование.

Сквозное фрезерование. Сквозное фрезерование прямолинейных заготовок производится при ручной подаче. Станочник берет очередную заготовку, укладывает ее пластыо на стол и, прижимая кромкой к направляющей линейке, надвигает на фрезу. Необходимо следить, чтобы рука не касалась заготовки в зоне ее обработки.

Работа станочника значительно облегчается и становится безопасной, если станок оборудован прижимом хотя бы самой простой конструкции в виде пружинящей пластины или деревянной гребенки — доски с несквозными длиной 150—200 мм пропилами вдоль волокон, сделанными на расстоянии 10—15 мм один от другого. В этом случае станочник подает заготовку на фрезу, не прижимая ее к линейке.

Если при фрезеровании будут замечены необработанные выступающие элементы детали, то необходимо передвинуть переднюю линейку в сторону оси шпинделя. При появлении мшистости на обработанной поверхности необходимо заточить или сменить режущий инструмент.

Смещение профиля по вертикали является следствием неправильного положения фрезы относительно плоскости рабочего стола. Положение исправляют перемещением шпинделя.

Неправильный угол между обработанными поверхностями является результатом неточной установки линеек, особенно задней, по которой ведется основное базирование заготовки.

Если линейка установлена неперпендикулярно плоскости стола, обработанная поверхность может быть крыловатой; причиной кры-ловатости часто является покоробленность базовой поверхности.

Рис. 155. Приспособления для сквозного фрезерования: а — с зажимом, б — без зажима; 1 — корпус, 2 —упор, 3 — подушка, 4 — зажим, 5 — фреза, 6 — кольцо, 7 — заготовка, 8 — формообразующая кромка шаблона, 9 — подшипник, 10 — ограждение, 11 — крышка, 12 — шпиндель

Волнистость на обработанной поверхности получается из-за того, что заготовка неплотно прижимается к направляющей линейке или же во фрезеровании участвуют не все зубья фрезы (это часто бывает при использовании фрез со вставными зубьями). При появлении волнистости следует проверить исправность зажимных устройств и заточку зубьев фрезы.

Непрострожка бывает из-за непрямолинейности фрезеруемых кромок или несоответствия расстояния между передней и задней направляющими линейками заданному.

Для сквозного фрезерования заготовок с криволинейным профилем одной кромки применяют специальное приспособление. На кромке корпуса имеется профильная деталь (рейка), которая служит шаблоном.

На рис. 5, б приведена конструкция приспособления беззажимного устройства. На шпинделе станка концентрично закрепляется свободно вращающееся кольцо 6 (обычно шариковый подшипник), служащее упором для шаблона. Радиус кольца должен соответствовать размеру шаблона, Расстояние от базовой поверхности шаблона до оси шпинделя для данного приспособления и определенного диаметра фрезы — величина постоянная.

При обработке криволинейных профильных поверхностей положение фрезы относительно плоскости стола определяют непосредственно по шаблону с закрепленной на нем эталонной деталью. Фрезу устанавливают путем перемещения шпинделя в вертикальной плоскости.

Рис. 6. Схема фрезерования на станке с механизированной подачей: а — заготовка с одной криволинейной кромкой, б —заготовка с двумя криволинейными кромками; 1 — приспособление (шаблон), 2 —упор, 3 — прижимные ролики подачи, 4 — зажим, 5 — обрабатываемая деталь, 6 — ведомая втулочно-роликовая цепочка на шаблоне, 7 — ведущая звездочка подачи, 8 — прижимы, 9 — фреза, 10 — опорное кольцо, 11 — концевой упор

Заготовки для криволинейных деталей (особенно при большой кривизне) перед фрезерованием должны быть предварительно обработаны на ленточнопильном станке с припуском на фрезерование. Непременным условием получения точного профиля является плотное прилегание заготовки к базовым поверхностям приспособления и упору.

Закрепив заготовку в приспособлении, его прижимают кромкой-шаблоном к кольцу и перемещают по столу, обрабатывая боковую поверхность заготовки. Если остаются непрофрезерованные места, это указывает на малую величину припуска или на неверный подбор диаметра кольца.

Если станок имеет механизм подачи в виде звездочки на шпи нде-ле, то на фигурной кромке приспособления закрепляют втулочнс.ро-ликовую цепочку (рис. 6, а). В этом случае станочник устанавливает заготовку в приспособление, надвигает его на режущий инструмент и педалью отводит прижимные ролики. После того как звездочка механизма подачи войдет в зацепление с цепочкой, он отпускает педаль, ролики прижимают приспособление к звездочке и оно автоматически передвигается в процессе всего фрезерования детали. По окончании операции станочник отводит ролики, возвращает приспособление в исходное положение и снимает обработанную заготовку.

Заготовки с двумя криволинейными кромками фрезеруют, помещая их по две в одно приспособление (рис. 6, б). Станочник подает приспособление вначале одной стороной, затем возвращает его в исходное положение и подает на режущий инструмент второй стороной. После этого обработанную с двух сторон деталь снимают, помещают на ее место заготовку с другой стороны шаблона, а на место последней укладывают очередную необработанную заготовку. При таком способе экономится время на вспомогательные операции.

Обработка по контуру. Обработка щитов и узлов по наружному контуру принципиально не отличается от фрезерования криволинейных заготовок, так как при этом также применяют приспособления и упорные кольца.

Щит помещают на стол станка и сверху на него накладывают приспособление-шаблон с шипами. Упорное кольцо шпинделя расположено над фрезой. Приспособление подводят вместе с наколотым на его шипы щитом к шпинделю и обгоняют по контуру, причем шаблон в это время прижимается к щиту, а кромкой — к упорному кольцу.

Приспособление для фрезерования узлов по контуру (рис. 7, а) состоит из шаблона с перфорированной лентой или втулочно-роликовой цепочкой. Узел накалывают на шаблон, а шаблон, имеющий в центре отверстие, устанавливают на пальце вкладыша. Для этого станочник, нажимая на педаль, отводит палец от шпинделя и надевает на палец приспособление с обрабатываемым узлом. Затем станочник отпускает педаль, цепочка приспособления прижимается к звездочке и входит с ней в зацепление. Звездочка механизма подачи поворачивает приспособление с обрабатываемой заготовкой вокруг пальца, прижимающего с помощью пружины шаблон к кольцу. Когда приспособление сделает полный оборот, станочник нажимает на педаль, отводит от шпинделя шаблон и снимает с него обработанный узел.

Зарезка шипов и выборка проушин. Для зарезки шипов и выборки проушин применяют фрезерные станки с кареткой. Точно оторцован-ные заготовки укладывают на шипорезную каретку (рис. 7, б) вплотную к линейке, закрепляют их зажимом и подают вместе с кареткой к фрезе для торцового фрезерования или к проушечному диску. Чтобы избежать сколов, на каретку позади заготовок помещают ранее обработанную деталь.

Рис. 7. Обработка на фрезерных станках: а — узлов по контуру, б — выборка шипов; 1 — шаблон, 2 — прижимной ролик, 3 — вкладыш, 4 — заготовка, 5 —зажим. 6. 8, 13 — кронштейны, 7, 10 — фрезы, 9 — звездочка. 11 — ограждение фрезы, 12 — линейка, 14 — каретка

После зарезки шипов на одном конце заготовку (или заготовки При подаче их пачкой) поворачивают на 180° и подают на режущий инструмент вторым торцом. Точность размера шипа по длине находится в зависимости от точности торцовки. Второй конец заготовки лучше обрабатывать, базируя ее по заплечикам шипов уже обработанного конца.

Следует проверять расстояние между заплечиками или вертикальными стенками шипов. Если оно _ будет отличаться от заданного чертежом, то это указывает на неправильную установку упора или же на то, что заготовки были неточно отор-цованы либо имели разную длину.

Несквозное фрезерование.

Схема несквозного фрезерования по упорам показана на рис. 8. Заготовку кладут на стол станка, прижимают к упору и медленно надвигают на фрезу до тех пор, пока своей кромкой заготовка не прижмется к линейке. После этого, базируя по столу и линейке, заготовку передвигают до упора и отводят от режущего инструмента.

На фрезерных станках категорически запрещается: применять однорезцовые ножевые головки и зажимные шайбы с фланцами; обрабатывать детали сечением меньше 5 х 5 см без толкателя; фрезеровать заготовки по криволинейному профилю против направления волокон.

Читать далее:

Фрезерные станки с верхним расположением шпинделя (копироаально-фрезерные)

Статьи по теме:

pereosnastka.ru

Шпиндели станка

Под шпинделем принято подразумевать двигатель, на котором крепится специальный патрон или цанга определенного диаметра, фиксирующая режущие приспособления (граверы, фрезы, ножики, сверла) для обработки различных материалов. Различают две основных подгруппы таких устройств: любительские шпиндели и приборы, используемые в промышленности. Устройства, которые используются на заводах, фабриках и других крупных государственных или частных предприятиях, всегда рассчитаны на очень большую нагрузку. Для работы таких приборов требуется специальная водяная система охлаждения. Любительский шпиндель представляет собой обыкновенный бытовой фрезер или дрель. Промышленные шпиндели не нуждаются в очистке или в смазке в течении периода их эксплуатации.

Устройство

Конструкция каждого шпинделя устроена по одинаковому принципу. Роторный вал удерживается в корпусе подшипниками качения. Вращательные движения обеспечиваются благодаря встроенному асинхронному электрическому двигателю. На валу устанавливаются цанговые зажимы, позволяющие фиксировать инструменты с определенным диаметром хвостовиков.

Большей частью на 3ех координатные фрезерные станки с ЧПУ устанавливаются шпиндели с гайкой цанги ER11, ER16, подходящие для режущих инструментов с хвостовиками 3,175, 4, 5, 6мм (ER11) и 3,175, 4, 5, 6, 8, 10 мм (ER16).

Название инструмента	Хвостовик (мм)	Подходящая Цанга
Торцевая фреза М2.0/2/3.175	3.175	ER11, ER16
Гравер C4501_D4	4	ER11, ER16
Гравер YJ 0.5 carat	10	ER16
Гравер D-point 90	3,175	ER11, ER16
3D фреза Al.3D 4.76/3/4.76	4,76	ER11, ER16
Конусная фреза TB6.0/6/2.0	6	ER11, ER16

Система жидкостноого охлождения шпинделя

Системы охлаждения, необходимые для работы каждого шпинделя, делятся на воздушные и жидкостные. Для теплообмена с жидкостью в конструкции каждого прибора присутствует специальная система круговой циркуляции или рубашка охлаждения. Необходимость дополнительного оснащения конструкции, а также станка можно относить к негативным сторонам такого способа охлаждения. К позитивным качествам, естественно, относится его эффективность.

Технологические особенности систем воздушного охлаждения заключаются в нагнетании воздушной массы в полости, специально предусмотренные для этого. В корпус таких шпинделей монтируются специальные воздухозаборники. Простота и компактность таких устройств является их позитивным свойством, а к негативным можно отнести загрязнение фильтров отходами обработки материалов.

Принцип работы

Основой работы каждого станка является использование режущих инструментов. Благодаря устройству шпинделя, фрезу можно зафиксировать и обеспечить ее вращение. Шпиндель, в зависимости от технологических особенностей обработки, может функционировать в скоростном или силовом режиме. Все зависит от толщины среза материала при единичном контакте с режущим инструментом. Такой способ обработки чаще всего не требует особой точности. При работе в данном режиме от шпинделей требуется высокий показатель крутящего момента и достаточная мощность. Такие приборы отличаются повышенной жесткостью и прочностью.

Принцип работы скоростных шпинделей основан на необходимости среза маленьких слоев обрабатываемых материалов. Для сохранения производительности устройства необходим повышенный скоростной режим работы. Такие шпиндели используются при чистовой обработке материалов, поэтому не требуют высокой мощности и увеличенной силы резания.

Питание шпинделя может быть организовано специальным электрическим мотором установленным рядом с ним. Частота вращения передается таким устройствам посредством зубчатой или ременной передачи. Подобные схемы характерны для приборов силового принципа действия.

Некоторые шпиндели по сути представляют собой вал электродвигателя, а все промежуточные передачи отсутствуют. Требования по балансировке комплектующих подобных устройств зачастую очень высокие. Почти всегда подобные шпиндели производятся в виде независимых приборов. Такая особенность конструкции позволяет устанавливать его любым удобным способом.

Скоростные и силовые шпиндели также различаются по типу крепления режущих инструментов. Для высокомощных устройств предусмотрены специальные переходные втулки конической формы. Сначала хвостовик фрезы фиксируется в этой втулке, а потом монтируется в отверстие шпинделя. В скоростных приборах режущий инструмент почти всегда устанавливается в цангу, которая, зажимается гайкой.

Виды, типы, категории шпинделей

Коллекторные шпиндели применяются для гравировок, ювелирной обработки миниатюрных изделий. Чаще всего это высокоскоростные устройства с цангой ER8 мощностью около 0,8 кВт. Для резки и раскройки мягких материалов больше подходят цанги ER11. Высокоскоростные коллекторные шпиндели хорошо зарекомендовали себя в профессиональном и любительском применении в станках с ЧПУ. Некоторые устройства оснащены системами плавного пуска с ограничением поступающего напряжения.

Устройства с жидкостным охлаждением часто применяются в высококачественных промышленных агрегатах на предприятиях нашей страны. Мотор эффективно охлаждается водой или тосолом. Такие шпиндели укомплектованы высокоскоростными железными подшипниками, не требующими дополнительного обслуживания. Управление этими устройствами осуществляется через частотные преобразователи. Фрезы крепятся в цанги и закрепляются гайкой. На современном рынке доступны устройства как европейских, так и китайских производителей.

Ременноприводной шпиндель

Ременноприводные шпиндели взаимодействуют с сервоприводами переменного напряжения или с асинхронными двигателями. Эта особенность дает возможность точно регулировать частоту вращения инструмента. Воздушные шпиндели – дешевые и надежные устройства для станков с программным управлением. Большей частью это приборы китайского производства с установленными керамическими подшипниками, выдерживающими высокие обороты. В некоторых шпинделях предусмотрена возможность автоматической смены режущих инструментов.

Технические характеристики и область применения

На современном рынке доступно большое количество шпинделей. Системы охлаждения, технология приведения в движение ротора, способ фиксации режущего инструмента и регулирования питания мотора тоже может отличаться. Поэтому лучше всего классифицировать все шпиндели, доступные в продаже, по типу обрабатываемых материалов. Возможности каждого устройства обусловлены их техническими характеристиками.

Область применения шпинделя — портальные станки с ЧПУ

Шпиндели мощностью 0,8 кВт используются при обработке ювелирных изделий, для создания гравировок, порезки пластиковых деталей до 5 мм толщиной, тонкой фанеры, а также для резки и сверления печатных плат. в такие устройства обычно устанавливаются очень тонкие граверы и миниатюрные фрезы. Высокоскоростные шпиндели мощностью от 1,2 кВт могут использоваться с качественными твердоплавкими фрезами для обработки металлических изделий. Для работы с тонкими прочными фрезами всегда используются шпиндели со скоростью вращения 30 000 об/мин.

Шпиндели мощностью 1,5 кВт применяются для обработки сувениров, создания неглубоких фрезеровок на латунных и алюминиевых предметах. Они также являются начальными приборами для обработки твердой древесины или акрилов толщиной до 15 мм. Мощность от 2,2 кВт позволяет обрабатывать твердое дерево и акрилы до 30 мм толщиной. Устройства от 3 кВт можно использовать для прочных материалов. Например, они часто используются в 3D устройствах по обработке твердого дерева или фигурной резке. Шпиндели на 4 кВт применяются при резке твердых материалов. Устройства мощностью от 4,5 кВт и выше позволяют максимально эффективно работать с большими фрезами для толстых заготовок из дерева или металла.

Мощность (кВт)	Частота вращения (об/мин.)	Обрабатываемые материалы	Для водного охлаждения (л./час)	Насос
0,8	8000-24000	Тонкий пластик, фанера, гравировка металлических изделий	780-1500	Помпа DB-25A-220V
1,5	8000-24000	Латунь, алюминий	1500-3000	Помпа DB-50A-380V
2,2	8000-24000	Твердые породы дерева	1500-3000	Помпа ZWP75
3	8000-24000	Высокопрочные металлические заготовки	2000-3000	Помпа ZWP150
4,5 и выше	8000-24000	Твердые деревянные и металлические заготовки	2000-5000	Помпа DB-100-380V

Для примера рассмотрим характеристики изделий самых популярных производителей:

На отечественном рынке доступны высокоскоростные китайские шпиндели с воздушным и жидкостным охлаждением GTM, HNZ, HQ, TDK с диапазоном мощности 0,8-6 кВт с частотой вращения 8000-18000/24000 об/мин. с цангами ER11, ER16, ER20, ER
Ременноприводные шпиндели BT30 для обработки заготовок из черного/цветного металла с частотой вращения 6000 об/мин. Некоторые изделия оснащены автоматической системой замены режущего инструмента;
Минишпиндели с системами воздушного охлаждения мощностью 300-1050 Вт и частотой вращения до 32000 об/мин. В числе таких изделий представлена продукция компании Kress.

Установка

Воздушная система охлаждения представляет собой обыкновенный встроенный винт, который приводится в действие вращением вала шпинделя. Для подключения жидкостной системы охлаждения потребуется присоединить шпиндель к заправочной емкости с использованием подходящих трубок и фитингов.

Кроме систем жидкостного охлаждения, для установки большинства шпинделей на станок также используются специальные преобразователи частот, посредством которых регулируется подаваемая мощность на двигатель. Диапазон мощности каждого преобразователя должен соответствовать потребляемой энергии шпинделя для того, чтобы не снизить продуктивность работы устройства. Некоторые специалисты рекомендуют рассчитывать мощность преобразователя с запасом, чтобы возможности подачи энергии на двигатель превышали максимальную мощность шпинделя. Для подключения достаточно присоединить контакты на шпинделе к соответствующим разъемам на преобразователе.

Преимущества и недостатки моделей

Шпиндели европейских производителей отличаются стабильностью выработки гарантийного периода при нормальном режиме эксплуатации. Устройства просто собираются и разбираются при наличии необходимых инструментов. Конструкция шпинделей передовых европейских производителей всегда очень продумана и почти не имеет изъянов. Во многих корпусах задний подшипниковый узел надежно сконструирован. Для обмотки статоров в таких устройствах используются только качественные материалы. Почти все производители уделяют внимание шумности своих изделий.

К недостаткам таких изделий можно отнести то, что пластиковые части корпуса являются их слабыми местами. В некоторых устройствах подшипники могут перегружаться и работать на пределе. Это обстоятельство повышает вероятность повреждения корпуса шпинделя. Роторный вал многих приборов выполняется из мягкой стали, а резьба на них зачастую очень редкая. Это обуславливает снижение продолжительности срока эксплуатации. В шпинделях воздушного охлаждения может не хватать мощности встроенных вентиляторов недостаточно, поэтому приходится покупать дополнительные устройства. Некоторые производителя забывают набивать подшипники шпинделей смазкой.

zewerok.ru

Смотрите также

Гуттенберг печатный станок
Токарный станок 1д601 технические характеристики
Листогибочный станок ручной
Как правильно бриться мужчине станком
Маленький токарный станок
Станки для производства воздуховодов
4 х сторонний деревообрабатывающий станок
Вертикальный ленточнопильный станок по металлу
Гравировальный станок утехин
Фрезы по металлу для фрезерного станка
Опрессовочный станок для рвд