Шпиндель фрезерного станка

Особенности конструкции

Схема расположения элементов

Горизонтально-фрезерные станки были одними из первых типов оборудования для выполнения операций по обработке металлических изделий. С их помощью выполняется шлифование, расточку, фрезеровки, а в некоторых моделях – сверление. При этом компоновка моделей зачастую одинакова.

На основании установлена станина, выполняющая функцию опорной стойки. На ее передней части располагается рабочий стол с коробкой передач и движущимися каретками. Они необходимы для смещения поверхности по осям X и Y. В задней части конструкции установлен электродвигатель, соединенный со шпиндельной бабкой через коробку скоростей. Несмотря на столь общее описание, следует учитывать возможные изменения или дополнения, свойственные для конкретной модели.

В зависимости от специфики назначения горизонтально-фрезерные станки могут иметь следующие дополнительные узлы и агрегаты:

• консольная конструкция. С ее помощью можно изменять положение заготовки относительно фрезы. Некоторые типы оборудования имеют возможность поворота рабочего стола под определенным углом;
• установка магнитного стола. Для обработки деталей сложной формы рекомендуется применять электромагнитные столы, исключающие надобность механического крепления. Таким образом можно повысить качество фрезерной обработки;
• станки с ЧПУ. Это современные аналоги классического оборудования. С помощью блока CNC можно задать алгоритм работы станка в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Актуальны для приборостроения или при обработке больших заготовок из твердых сортов стали.

В отдельную категорию можно отнести универсальные горизонтально-фрезерные станки. Их назначение – выполнение всего спектра операций по обработке. Для этого в конструкции устанавливают дополнительную шпиндельную головку на гибком приводе. Это дает возможность осуществлять фрезерование сложных элементов.

Устройство и принцип работы

Настольный фрезер с числовым программным управлением – это комплекс из механического оборудования и электронной подсистемы. Обработка детали осуществляется вращающейся фрезой, срезающей слой материала. Она закреплена в патроне на валу шпинделя. Режущая часть имеет соответствующие задаче форму и размер. Вращательные движения создает электродвигатель шпинделя, расположенного на подвижном портале. Контроллер ЧПУ задает команды для перемещения портала вдоль трех координатных осей, фиксации фрезы в точке, проведении операции обработки.

Электронная составляющая настольных фрезерных станков включает в себя панель оператора, дисплей, контроллер, устройства памяти. Компьютер создает программу из G-кодов на основе объемной модели изделия, контроллер, считывая описание, дает команды оборудованию.

Управление возможно от персонального компьютера или ноутбука с платой расширения. Оператор имеет возможность задавать режимы и управлять станком вручную.

Работа на оборудовании заключается в закреплении детали, установке режущего инструмента, инсталляции нужной программы, запуске и наблюдении за рабочим процессом. Отладку возможно сделать с помощью виртуального прогона программы, чтобы избежать ошибок во время обработки заготовки.

Используется следующее программное обеспечение для станков с ЧПУ:

• Позиционное. Программа задает координаты обрабатываемых точек и применяется для сверления и расточки.
• Контурное. Фреза перемещается в пределах заданной траектории.
• Комбинированное. Объединяет позиционную и контурную программу, значительно расширяет возможности обработки.
• Многоконтурное. Самое сложное ПО, предназначено для широкоформатных станков.

Технические параметры

Рассматриваемое устройство отличается неограниченным количеством свойств. Основными техническими спецификами станка для фрезеровочных работ по металлу можно назвать приведенные ниже моменты:

1. Мощность. В большинстве случаев параметр мощности связана с параметрами поставленного электродвигателя. Меряется критерий в Вт, может варьировать в довольно обширном диапазоне. Выбор по мощности проходит в согласии с сферой использования станка.
2. Скорость вращения. Шпиндель станка для фрезеровочных работ может вращаться с разной скоростью. При этом самые новые модели отличаются тем, что могут менять частоту вращения ступенчато или медленно.

Шпиндельный станок для фрезеровальных работ также классифицируется по сфере использования. В зависимости от параметра мощности выделяют следующие модели:

1. Для обработки полимерных материалов и Дсп, а еще МДФ подойдут модели, мощность которых составляет 800 Вт. Они обходятся в относительно маленькую сумму, как правило ставятся в мастерской дома.
2. Дерево, мягкие разноцветные сплавы, текстолит отличаются очень высокой степенью обрабатываемости. Собственно поэтому рекомендованная мощность станка составляет 1500 Вт.
3. Распространенные стали, камень и твёрдые сплавы могут подвергаться обработке механическим путем при мощности 3000 Вт. Этого вполне хватает, чтобы фреза врезалась в материалы с очень высокой твердостью.

Необходимо помнить про то, что слишком большая мощность не всегда считается преимуществом оборудования. Это связан с большим коэффициентом потребления энергии и ценой

При подборе часто уделяют внимание и ступенчатости проводимой регулировки

Разные схемы фрезеровочных станков также обуславливают следующие характеристики:

1. Критерий КПД достигает до 95%. Благодаря этому значительно уменьшаются энергетические расходы, увеличивается результативность использования станков.
2. Высокая прочность и надежность. При качественном изготовлении устройство скорее всего прослужит в течении очень длительного периода.
3. Особенности конструкции дают возможность использовать оборудование в течении долгого периода без остановок. Это связано с наличием системы охлаждения.

В большинстве случаев характеристики эксплуатации шпинделя зависят от сфере использования, необходимой точности обработки. По мимо этого, очень высокая степень обрабатываемости обеспечивается за счёт охлаждения.

Конструкционные особенности

Станки для фрезерных работ ставятся в приватных мастерских и промышленных сооружениях. В наши дни огромную популярность получили варианты выполнения с ЧПУ, так как за счёт поставленного управляющего блока автоматизируется процесс обработки и значительно увеличивается точность. Устройство шпинделя станка для фрезеровочных работ немного выделяется от соответствующего узла токарного оборудования, так как в первом варианте назначение состоит в закреплении инструмента, в другом — цилиндрической заготовки. По мимо этого, патрон для шпинделя ЧПУ выполняется с более большой точностью, так как небольшое отклонение будет причиной потери точности.

Анализируя что такое шпиндель и как он устроен, необходимо уделять свое внимание приведенным ниже моментам:

1. База предоставлена железным валом с очень высокой стойкостью к осевой нагрузке.
2. Специализированная конструкция, которая предназначена для крепления фрезы, предоставлена комбинированием оправки и цанги.
3. Убрать вероятность хорошего прилегания оправки можно за счёт выполнения шпинделя в форме конуса.
4. Современная конструкция станка для фрезеровочных работ учитывает расположение шпинделя на специализированной каретке, которая может передвигаться сразу в трех координатах. Благодаря этому обеспечивается большая функциональность и продуктивность. При этом чертеж может владеть очень высокой сложностью.
5. Круговое движение подается конкретно фрезе. Многое точное оборудование не имеет промежуточных компонентов, которые значительно уменьшают критерий эффективности и могут оказаться причиной искажения вращения.
6. Наиболее основными параметрами можно назвать мощность и скорость вращения.

Конструкционные особенности определяет то, что устройство шпинделя станка для фрезеровочных работ дают возможность ставить очень разные насадки. Данный момент значительно расширяет область использования устройства.

Фланцы промежуточные к самоцентрирующим патронам ГОСТ 3889-80

Настоящий стандарт распространяется на промежуточные фланцы, предназначенные для установки на концы шпинделей металлорежущих станков самоцентрирующих патронов общего назначения.

Промежуточные фланцы (их называют еще План-шайбы) необходим для центрирования и крепления патронов с центрирующим пояском (ГОСТ 2675 тип 1) на любой из 4-х типов концов шпинделей токарных станков.

ГОСТ 3889-80 (DIN 6350) Фланцы должны изготавливаться исполнений:

1. Исполнение 1 – устанавливаемое на резьбовые концы шпинделей по ГОСТ 16868;
2. Исполнение 2 – устанавливаемое на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12593 под поворотную шайбу;
3. Исполнение 3 – устанавливаемое на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595 исполнения 1;
4. Исполнение 4 – устанавливаемое на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595 исполнения 3.

ГОСТ 3889 Исполнение 1. Фланцы промежуточные на резьбовые концы шпинделей

ГОСТ 3889 Фланцы промежуточные на резьбовые концы шпинделей

ГОСТ 3889 Фланцы промежуточные на резьбовые концы шпинделей

Для того, чтобы на переднем конце шпинделя закрепить токарный патрон, необходимо изготовить или приобрести промежуточный (переходной) фланец, который еще называют планшайбой.

Со стороны шпинделя промежуточный фланец должен навинчиваться на резьбу шпинделя d и очень точно надвигаться на центрирующий поясок – цилиндр диаметром Ø d₁ и длиной l мм.

Со стороны токарного патрона промежуточный фланец должен иметь центрирующий поясок – ступеньку D₄ для точной установки и центрирования токарного патрона на промежуточном фланце, а также иметь сквозные отверстия для крепления патрона. Очевидно, что для каждого типоразмера токарного патрона должен быть свой промежуточной фланец.

Допускается устанавливать на промежуточном фланце исполнения 1 запорное устройство против самоотвинчивания.

Процесс установки токарного патрона состоит из следующих этапов:

• Промежуточный фланец навинчивается на резьбу шпинделя до упора. Отверстие во фланце должно плотно садиться на поясок шпинделя
• Закручиваются винты запорного устройства против самоотвинчивания
• Проверяется биение центрирующего пояска на фланце (D₁) и опорной торцевой поверхности со стороны патрона
• На центрирующий поясок (D₁) устанавливается патрон и крепится болтами
• Проверяется радиальное и торцевое биение патрона

Пример: фланец промежуточный к токарному станку ТВ-4

Фланец промежуточный к токарному станку ТВ-4

Пример условного обозначения фланца исполнения 1, диаметром 100 мм:

Фланец 7081-0592 ГОСТ 3889-80

Пример условного обозначения фланца исполнения 1, диаметром 125 мм:

Фланец 7081-0593 ГОСТ 3889-80

Фланец промежуточный к токарному станку с резьбовым концом шпинделя

Фланец промежуточный к токарному станку с резьбовым концом шпинделя

ГОСТ 3889-80 Фланцы промежуточные под поворотную шайбу

ГОСТ 3889-80 Фланцы промежуточные под поворотную шайбу

ГОСТ 3889-80 Фланцы промежуточные к концам шпинделей типа А. Исполнение 1

ГОСТ 3889-80 Фланцы промежуточные к концам шпинделей типа А. Исполнение 1

Шпиндели для станка с ЧПУ

• Как выбрать привод шпинделя?
• Выбор типа охлаждения шпинделя
• Выбор скорости и мощности шпинделя

Применение бесколлекторных шпинделей

К изобретению бесколлекторных шпинделей инженеров привела потребность в высокоскоростной обработке. Шпиндели на основе электрического бесщеточного (BLDC) двигателя используются для гравировки, фрезерования и сверления разных материалов. Конструкция подобных шпинделей основывается на роторе с постоянными магнитами и статора с обмотками.

Принцип работы бесколлекторных шпинделей

Чаще всего бесколлекторные (бесщеточные) шпиндели работают на основе трехфазного двигателя. Принцип работы бесколлекторных шпинделей на подобном двигателе прост: короткозамкнутый ротор со своим магнитным полем помещается в бегущее магнитное поле трехфазного статора. Ротор начинает вращаться из-за взаимодействия своего магнитного поля и поля статора, с немного меньшей скоростью. Подобная конструкция шпинделя позволяет обрабатывать материалы на высоких скоростях, и это происходит за счет следующих факторов:

• уменьшенный вес ротора, достигнутый использованием легких материалов с выраженными магнитными свойствами, позволяет шпинделю выдавать большее количество оборотов в минуту;
• вытянутая цилиндрическая форма шпинделя позволяет наиболее эффективно использовать производительность устройства и повысить его КПД при компактных размерах устройства. Благодаря этому, современный бесщеточный шпиндель имеет компактные размеры при низкой потребляемой мощности. Подобный шпиндель был бы очень подходящим при использовании в настольном ЧПУ станке по металлу при обработке стали, чугуна, дерева, пластика, драг. камней и других, самых различных, материалов.

Регулирование скорости бесщеточного шпинделя

Скорость бесколлекторного шпинделя регулируется преобразованием частоты 3-хфазного тока и напряжения. С этой целью используются частотные преобразователи, которые всегда используются с двигателями асинхронного типа. Важная памятка: мощность шпинделя и частотного преобразователя должны совпадать.

Основные параметры устройств

Все оборудование данного типа разделяется не только по конструкции, но и по целому ряду показателей, которые следует учитывать как при выборе готового варианта, так и при сборке системы самостоятельно. Самыми важными факторами являются следующие:

Мощность. Двигатель для фрезерного станка по дереву должен обеспечивать необходимую производительность для того или иного вида работ. Естественно, лучше, когда имеется определенный запас мощности, но если вы постоянно выполняете несложные работы, которые не требуют больших энергозатрат, то слишком производительный мотор будет вызывать постоянный перерасход электроэнергии
Тип конструкции
Ниже мы рассмотрим основные варианты, и вам нужно будет выбрать тот тип компоновки, который лучше всего подходит для ваших потребностей и нужд

Важно четко понимать, какие работы будете выполнять вы, чтобы впоследствии не оказалось, что нужен еще один вариант приспособления.

Качество оборудования. Цена ни в коем случае не должна быть основным критерием при выборе, кроме невысокого качества такие варианты отличаются и низкими рабочими показателями. Срок службы у дешевых образцов невелик, а зачастую при поломке найти нужные запчасти для фрезерных станков по дереву неизвестного происхождения бывает очень и очень сложно.

Наличие необходимых коммуникаций. Если вы хотите выполнять определенные работы на постоянной основе, то необходимо позаботиться о том, чтобы у вас в распоряжении было помещение с достаточной площадью, также нужно сделать систему пылеотведения

Важным фактором является рабочее напряжение станка, если оно составляет 380 Вольт, а соответствующей линии у вас нет, то стоимость ее подведения может оказаться дороже самого оборудования

Промышленное оборудование с ЧПУ портального типа позволяет выполнять практически любые работы по обработке древесины

Наилучшие разновидности конусов на сегодняшний день

В наши дни особой популярностью, благодаря своему качеству, пользуются инструментальные конусы Морзе компаний HSK, Capto и Kennametal. Хорошая устойчивость к изменениям температуры и соответствие жестким требованиям в станкостроении позволило конусам Морзе этих брендов стать лидерами рынка.

HSK – это полые инструменты с конусностью 1:10. Обозначаются буквой латинского алфавита и цифрой, обозначающей больший диаметр фланца

Главной особенностью таких изделий является быстрая замена инструмента, что очень важно в станках с ЧПУ

HSK 63

Инструментальные конусы Capto соответствуют международному стандарту ISO и являются высококлассной продукцией. Продукция дорогостоящая из-за сложности изготовления, но высокая точность позволит минимизировать брак на производстве при использовании на станках этих инструментов. Особенность конструкции не позволяет им провернуться во время работы станка, происходит самозаклинивание. Жесткость соединения продукции компании Capto – это основное их преимущество перед другими конкурентами

Продукция компаний B&S, Jacobs и Jarno распространены в основном в США, так как не имеют подтверждения международных стандартов и создаются соответственно для американского рынка, где пользуются большим спросом.

Компания Bridgerport Machines разработала модель R8 для цанговых зажимов на своем оборудовании. Но затем изобретение было доработано и выпущено на международный рынок. Эффективность этого средства вызвала в свое время фурор и стали появляться всевозможные аналоги. На сегодняшний день компания выпускает только один вид исполнения такого механизма.

R8

Инструментальный конус 7:24 широко применяем в станках с ЧПУ, где смена инструмента происходит автоматически. Являясь инструментальным, он обладает рядом преимуществ перед обычным и поэтому так популярен в станкостроении. Существует множество его разновидностей. Во многих странах разработаны собственные стандарты к нему и поэтому между собой модели 7:24 от разных производителей не заменяют друг друга.

Конус 1:50 также широко применим в машиностроительной отрасли, если требуется дополнительно скрепить два изделия с резьбовым соединением. Для этого у модели 1:50 есть специальный штифты, которые необходимо вставить в обрабатываемые изделия, предварительно просверлив в тех отверстия в соответствующих местах.

Устройства зажимов шпинделя ЧПУ

Фрезерные шпиндели деревообрабатывающих станков ЧПУ для производства фасадов МДФ в зависимости от конструкции устройства зажима инструмента можно разделить на две группы:

• Шпиндели с ручной сменой инструмента;
• Шпиндели с автоматической сменой инструмента.

На конце вала шпинделя с ручной сменой инструмента имеется внутренний конус и наружная резьба, на которую накручивается инструментальная гайка с цангой. Наиболее распространенным деревообрабатывающей отрасли устройством цангового зажимного элемента является  стандарт ER. В станках ЧПУ предназначенных для производства мебели, как правило, используют шпиндели с цанговым зажимом ER32 для фиксации инструмента с хвостовиком цилиндрической формы диаметром от 2-х до 20 мм.

Фрезерные шпиндели с автоматической сменой инструмента имеют более сложную конструкцию. На конце вала размещается механизм захвата, а внутри того же вала расположена удерживающая пружина со штоком и пневмоцилиндр. В пассивном состоянии патрон (оправка) с инструментом надежно удерживается силой пружины. При подаче воздуха высокого давления, пневмоцилиндр шпинделя давит на шток, а тот, в свою очередь ослабляет захватные элементы.

На сегодняшний день на станках и обрабатывающих центрах ЧПУ для обработки древесных материалов с автоматической сменой инструмента наибольшую популярность приобрели два стандарта быстросъемного патрона:  ISO и HSK. Патрон системы оснастки шпинделя типа ISO имеет форму в виде конуса. Его основное преимущество – работа массивными инструментами на низких или средних оборотах.

Быстросъемный патрон стандарта HSK имеет полый конический хвостовик. Его конструкция отличается жесткостью и легкостью. Он был разработан специально для высокоскоростной и высокоточной обработки.

Как подобрать шпиндель для станка ЧПУ

Фрезерный шпиндель – это главный элемент любого станка ЧПУ. Его основная задача – быстро и качественно выполнять обработку заготовок. При этом он должен обладать способностью выполнять широкий спектр операций обработки, бесперебойно выполнять свои функции на протяжении всего срока службы.

При выборе станка ЧПУ для изготовления фасадов МДФ в первую очередь важно определиться с мощностью электродвигателя фрезерного шпинделя. Для обработки МДФ или дерева подойдут  и малосильные двигатели мощностью до 2 кВт

Однако при этом время процесса фрезерования будет пропорционально мощности фрезерного шпинделя станка ЧПУ. Целесообразность использования подобных станков ЧПУ в промышленном масштабе под большим вопросом.

Чтобы за один проход раскроить панель МДФ, или выполнить профильную фрезеровку фасада потребуется силовой агрегат мощностью около 5 кВт. Чтобы использовать автоматическую смену инструмента, расширить диапазон применяемого инструмента, иметь возможность подключать дополнительные агрегаты – потребуется шпиндель мощностью  10 кВт и более.

Скорость вращения шпинделя при работе станка ЧПУ с фрезеровальным и гравировальным инструментом  для обработки древесных материалов варьируется от 12 до 24 тыс. оборотов в минуту. Если же планируется использование дополнительных агрегатов, то электродвигатель шпинделя должен выдерживать нагрузку и работать без потери мощности на скоростях 3-8 тыс. оборотов в минуту.

При подборе фрезерного шпинделя станка ЧПУ нельзя забывать о таких параметрах как надежность и долговечность. Некоторые операции станка ЧПУ могут выполняться по несколько часов, и если в середине процесса потребуется заменить щетки коллекторного двигателя фрезерного шпинделя, можно не только упустить драгоценное время, но и потерять фрезу, испортить заготовку.

Современные фрезерные шпиндели для станков ЧПУ с асинхронным двигателем на керамических подшипниках (в том числе их китайские аналоги), с воздушным или водяным охлаждением, обладают запасом надежности и неприхотливостью в обслуживании весь срок эксплуатации. К тому же, набор дополнительных опций поможет обезопасить оборудование от перегрева, внезапных перегрузок, скачков напряжения в сети.

Изготовление

В качестве основы предлагается взять дешевый фрезерный станок с числовым программным управлением.

Для конструирования устройства шпинделя потребуется:

• электродвигатель (можно применить марку NTM серия 50-50, 5800 об/мин и мощностью 2 кВт);
• конусообразный вал;
• контроллер для электродвигателя;
• 2 подшипника;
• зажим в виде цанги;
• прибор для определения работоспособности, в том числе вычисления скоростных характеристик при вращении, углов наклона, шагов. Это устройство называется сервотестер.

Последний можно приобрести по низкой цене, важно лишь при выборе принять во внимание удобство крепления. https://www.youtube.com/embed/Khnh7IIz6Tw

Технология изготовления:

1. В конструктивном исполнении двигателя имеются два подшипника качения. На вал тоже следует установить два подшипника при помощи держателей. На удлиненном  вале устанавливается цанговый зажим для закрепления фрезы. Такое приспособление отлично решает вопрос возникающих боковых нагрузок, которые могут возникнуть не только во время фрезерования металла, но и обработке дерева.
2. Установка контроллера на самодельном устройстве способствует стабилизации крутящих моментов в случаях изменения нагрузки. Это необходимо при производстве чистовых операций.

Стабильность работы самодельного шпинделя можно регулировать за счет сервотестера.

Система охлаждения

Не важно, самодельный шпиндель или приобретенный, в конструкции обязательно должна быть предусмотрена система охлаждения. Разновидности:

Разновидности:

1. Водяная. В корпусе имеются отверстия, специально предусмотренные для прохода воды. От нагрева металла выделяется тепло, которое принимает вода. Теплая жидкость выливается в емкость. Последняя зачатую мешает при обслуживании и ремонтах станка, поэтому наиболее распространен иной вид охлаждения.
2. Воздушная. Воздухозаборники способствуют обдуванию подвергаемых нагреву элементов. Но недостаток существует и у этого устройства – фильтры быстро загрязняются, и их следует постоянно чистить. Но шпиндели, установленные на фрезерном станке при данной системе охлаждения, прослужат намного дольше.

Настройка и наладка станка 6Р11. Режимы резания

Режимы резания на станках назначаются по технологическим справочникам. При этом необходимо учесть:

• работа на скоростных режимах инструментов, оснащенных твердым сплавом, выгоднее, чем фрезерование на нормальных режимах инструментом из быстрорежущей стали. При этом, помимо более высокой производительности, менее изнашиваются механизмы и направляющие стола;
• станки не рассчитаны на использование полной мощности электродвигателя шпинделя при частоте вращения шпинделя до 100 об/мин. Допустимо при частоте 50..100 об/мин нагружение электродвигателя не более 3 кВт;
• не следует работать на станке в случае возникшей вибрации, сильного, необычного шума приводов и подобных явлений ненормальной работы станков. Эти явления свидетельствуют о неудачном выборе режима для данных конкретных условий.

Следует изменить режим резания (подачу на зуб) или инструмент (применить фрезу с неравномерным шагом зубьев).

Установка на станках необходимой частоты вращения шпинделя производится поворотом рукояток 101 (см.рис.3-5) до совмещения нужной цифры шкалы с указателем на крышке. Затем рукояткой 102 устанавливается высокий (315..1600 об/мин) или низкий (50..250 об/мин) ряд частот вращения.

Частота вращения поворотного шпинделя станка 6Р81Ш устанавливается с помощью трех рукояток 127, имеющих следующее назначение:

• рукоятка В на два положения включает один из двух рядов частоты вращения шпинделя: 45..250 или 355..2000 об/мин;
• рукоятка А на два положения связана со шкалой и устанавливает нужную цифру шкалы в сектор Д (но не всегда под стрелку Г);
• рукоятка Б на три положения связана со стрелкой Г, показывает в секторе Д нужную цифру.

При работе рукоятками следует доводить их всегда до фиксированного положения.

ВНИМАНИЕ!

Во избежание ошибочного включения аварийных для станка и инструмента режимов резания будьте особенно внимательны при установке рукояток 102 и 127-B, т.к. они изменяют частоту вращения шпинделей соответственно в 6,3 и 8 раз.

Установка требуемой величины подачи достигается вращением рукояток 103 до совмещения с указателем необходимой цифры шкалы. Рукояткой 104 устанавливается один из двух рядов рабочей подачи стола: 35..170 мм/мин или 210..1020 мм/мин.

ВНИМАНИЕ!

Будьте внимательны при установке рукоятки 104, т.к. ошибочное ее включение резко изменяет величину рабочей подачи.

Установка инструмента на станок

Цилиндрические фрезы устанавливаются общеизвестным порядком на оправках, поддерживаемых одной или двумя поддержками (серьгами). При этом следует учитывать, что для нормального фрезерования и высокого качества поверхности необходимо обеспечить:

• достаточную жесткость оправки, поэтому стремитесь по возможности сократить расстояние от торца шпинделя до фрезы и до серьги;
• точность вращения инструмента – наименьшее биение его зубьев. Для этого помимо правильной заточки фрез очень важна прямолинейность оправок,) точность и чистота торцев проставных колец. Бережно храните оправки.
• Торцевые фрезы закрепляются в шпинделях с помощью оправок с поводками, которые пазами одеваются на шпонки шпинделя, а выступами ведут фрезу. Возможно также крепление фрез большого диаметра.

Обработка спиральных поверхностей с применением делительной головки

Плавность подачи при фрезеровании спиральных поверхностей находится в прямой зависимости от количества оборотов ходового винта, приходящихся на один оборот изделия: чем оно больше, тем более спокойно резание и наоборот. Исходя из этого, рекомендуется не превышать следующих величин угла наклона спирали:

• при диаметре изделия 6..10 мм…….10°
• при диаметре изделия 10..15 мм…….25°
• при диаметре изделия 15..150 мм ….45°.

Охлаждение фрез при резании (рис.27) Охлаждение применяется только к фрезам из быстрорежущей стали и при обработке стали. Охлаждающая жидкость подается из резервуара в основании станков электронасосом, который вместе с трубопроводом находится в нише сзади станины под крышкой. Наружная часть трубопровода снабжена металлическим наконечником с соплом и краном регулирования потока жидкости.

Использованная жидкость возвращается в резервуар основания, проходя через отстойники, задерживающие металлические частицы.

Резервуар следует промывать и освобождать отстойники по мере необходимости.

Критерии выбора станка для деревообработки

Выбор подобного оборудования представляет определенные сложности, так как необходимо учитывать не только текущие задачи по обработке деревянных изделий, но и возможности совершенствования и переналадки того или иного станка в будущем. Деревообрабатывающие станки с ЧПУ могут отличаться своей производительностью, сферой использования и возможностями по их дальнейшему применению для обработки различных деревянных заготовок. О том, как выбрать деревообрабатывающий станок для дома читайте в этой статье.

Сегодня в продаже можно найти различные модели станков для фрезеровки дерева с ЧПУ: начиная от простейших моделей, которые подключены к компьютеру и предназначены в том числе и для бытового домашнего использования, и заканчивая сверхдорогими универсальными и сложными в использовании агрегатами, которые применяются на суперсовременных деревообрабатывающих фабриках и мебельных производствах. Работа таких станков полностью контролируется автоматикой, а сверхточная система координат позволяет обеспечить микронную точность выполненной обработки.

Мощности и вид шпинделя

При выборе деревообрабатывающего оборудования необходимо в первую очередь обратить внимание на показатели мощности и разновидность шпинделя. Шпиндель представляет собой мощный привод, который отвечает за обработку деревянных деталей

В зависимости от показателя его мощности и класса принято выделять как станки с ЧПУ для резьбы по дереву для бытового использования, так и мощные агрегаты, которые комплектуются асинхронными электродвигателями, способными осуществлять работу на протяжении 8 часов и более.

Для изготовления небольших по своим размерам деревянных ювелирных изделий, сувениров и накладных изразцов можно выбрать недорогие деревообрабатывающие станки с ЧПУ с 3 D моделированием, мощность шпинделя у которых составляет 2−2,5 кВт. Фрезерование фторопласта, фанеры и других аналогичных материалов может выполняться легкими станками, шпиндели которых имеют показатель мощности в 1,6 кВт. А вот если требуется раскрой МДФ или фрезерование на глубину более 7 см, то следует выбирать установки с мощностью шпинделя более 3 кВт.

Также при выборе необходимо обратить внимание на охлаждение шпинделя, которое может выполняться воздушным или водяным способом. Наибольшую популярность сегодня получили модели станков, в которых используется водяное охлаждение

Это эффективное и одновременно простое в использовании оборудование, имеющее улучшенные показатели производительности работы.

Современные деревообрабатывающие станки с ЧПУ — это надежное и высокотехнологичное оборудование, которое отличается простотой в эксплуатации, позволяет с легкостью выполнять сложную обработку деревянных заготовок, с возможностью быстрой и упрощенной переналадки такой техники. Можно с легкостью подобрать различные по своему классу и назначению фрезеровальные и шлифовальные станки с ЧПУ, которые будут полностью соответствовать задачам и требованиям по выполняемым ими работам.

Выбор вида охлаждения

Охлаждать зону вращения требуется, чтобы увеличить срок эксплуатации. Есть два типа.

Водяное (жидкостное)

Отличия:

• Они очень тихие – жидкость поступает почти бесшумно. Но при этом есть еще один громкий звук от движения крыльчатки.
• Наличие контура, которые включает систему трубок, емкость, помпу. Нужно постоянно контролировать подачу влаги и ее температуру.
• Может работать на низких оборотах.

Воздушное

Отличительные черты:

• Сильный и не самый приятный звук.
• Может происходить разлет стружек под воздействием струи воздуха.
• Необходимо с одинаковыми промежутками заниматься прочисткой рубашки, где забиваются частички металла.
• Требуется очень тщательно следить за температурой, идеально – установить датчик с сигналом, потому что весь аппарат очень чувствителен к перегреву.

В результате рекомендуем применять воздушный вариант при работе с мягкими материалами, но когда заготовка из прочного металла, лучше применять жидкостное охлаждение.

Агрегаты станка ЧПУ. Позиционирование агрегатов ЧПУ по осям C, A и B

Главное преимущество станка ЧПУ – это возможность быстро и с высокой точностью обрабатывать сложные геометрические формы. Однако чтобы добиться желаемого результата, порой недостаточно одного фрезерного шпинделя со стандартным набором фрез. Поэтому появляется необходимость оснащения шпинделя станка ЧПУ дополнительными механизмами – агрегатами, способными производить обработку заготовки под заданным углом и в нужном направлении.

Современные агрегаты для фрезерных шпинделей позволяют выполнять широкий спектр операций обработки, гарантируя максимальную гибкость использования станков и обрабатывающих центров ЧПУ. Кроме стандартных операций фрезерования они быстро и качественно, под нужным углом и в заданном направлении выполняют распил и присадку заготовки, пазование и шлифовку ее поверхностей, а также вставку фурнитуры, наклеивание стикеров, облицовку торцов деталей кромкой и многое другое.

Для подключения агрегата к фрезерному шпинделю станка ЧПУ, необходимо соблюсти два условия: чтобы шпиндель был оснащен устройством автоматической смены инструмента и чтобы был установлен специальный переходник для позиционирования агрегатов, в том числе с приводом для угловых перемещений по оси С.

Здесь следует выделить три типа устройств позиционирования головки агрегата на станке ЧПУ:

• Механический. Представляет собой устанавливаемый на шпиндель фланец с 4-мя коническими отверстиями для позиционирования агрегатов по оси C с шагом 90°. Оси A и B устанавливаются на агрегате вручную.
• Пневматический. Фрезерный шпиндель оснащается поворотным устройством с пневматическим приводом вращения на оси C на ±90°-180°.
• Электронный. На главный шпиндель станка ЧПУ устанавливается поворотное устройство оснащенное сервоприводом для позиционирования агрегата по оси C на 360° или «Интерполированная ось C» с поддержкой агрегатов с поворотом головы по осям C, A и B.

Существуют также другие способы позиционирования инструмента по осям станка ЧПУ. Например, поворотное устройство устанавливается непосредственно на шпиндельную площадку портальной балки станка ЧПУ, а на него уже крепится фрезерный шпиндель. Или станок оборудуется вращающимся рабочим столом. Однако подобные конструкции станков имеют ограниченные возможности и подходят лишь для выполнения узкого круга операций обработки, например для изготовления гнутых фасадов из МДФ, массива дерева или обработки объемных деталей со сложной геометрией.