Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выбор шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ

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

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.

Портал с 2-мя шпинделями

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.
Читайте так же:
Плазменная резка металла чпу своими руками

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.

Шпиндель с воздушным охлаждением

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

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.

Читайте так же:
Как сделать самодельный рейсмус

шпиндель для чпу

С водяным охлаждением — линейное расширение очень мало и не греются ,
раньше работали с воздушными , так доходило до 0,12мм , для нас 0.02мм это критично.

Отредактировано Посетитель (11-05-2011 00:18:40)

Поделиться313-06-2010 11:58:00

  • Автор: Nik
  • Заинтересованный
  • Откуда: Украина, Херсон
  • Зарегистрирован : 07-06-2010
  • Приглашений: 1
  • Сообщений: 19
  • Уважение: [+1/-0]
  • Позитив: [+1/-0]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 47 [1974-07-13]
  • Провел на форуме:
    1 день 0 часов
  • Последний визит:
    17-12-2016 22:41:54

Если есть возможность то конечно с водяным охлаждением. А если позволяет помещение и условия, то бы взял какой то пневматический.

Поделиться415-06-2010 23:29:24

  • Автор: georg105
  • Местный
  • Откуда: Одесса
  • Зарегистрирован : 27-11-2009
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 268
  • Уважение: [+57/-1]
  • Позитив: [+158/-5]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 37 [1984-03-29]
  • Провел на форуме:
    18 дней 14 часов
  • Последний визит:
    16-03-2016 21:46:52

Поделиться517-04-2011 12:57:31

  • Автор: Mamon
  • Освоившийся
  • Откуда: Камчатка
  • Зарегистрирован : 28-03-2011
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 59
  • Уважение: [+39/-0]
  • Позитив: [+5/-0]
  • Пол: Мужской
  • Возраст: 48 [1973-05-30]
  • Провел на форуме:
    7 дней 17 часов
  • Последний визит:
    09-09-2020 05:29:32

Здравствуйте! Если тема ещё жива, хотелось бы задать вопрос. Стоит шпиндель 1.5 кВ поставщик предлагает за отдельные деньги поставить 4.5кв есть ли смысл и что даёт мощность кроме дольшей живучести и размера фрезы.

Поделиться618-04-2011 11:23:53

  • Автор: Lasercom
  • Заинтересованный
  • Зарегистрирован : 15-04-2011
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 23
  • Уважение: [+2/-0]
  • Позитив: [+0/-0]
  • Провел на форуме:
    12 часов 19 минут
  • Последний визит:
    16-02-2012 10:12:54

не ставьте 4,5 кВт — будет очень высок момент инерции — ваш станок, его портал, направляющие , ШВП — не приспособлены для него (ставьте 2,
2 кВт)

Отредактировано Lasercom (18-04-2011 11:24:33)

Поделиться718-04-2011 12:43:37

  • Автор: 5xl
  • Новенький
  • Зарегистрирован : 18-04-2011
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 3
  • Уважение: [+0/-0]
  • Позитив: [+0/-0]
  • Провел на форуме:
    2 часа 23 минуты
  • Последний визит:
    21-04-2011 08:14:50

Пожалуста! Подскажите, вал вращается в другую сторону(NCStudio-M1325), как настроить? Заранее благодарю!

Поделиться818-04-2011 14:24:45

  • Автор: Lasercom
  • Заинтересованный
  • Зарегистрирован : 15-04-2011
  • Приглашений: 0
  • Сообщений: 23
  • Уважение: [+2/-0]
  • Позитив: [+0/-0]
  • Провел на форуме:
    12 часов 19 минут
  • Последний визит:
    16-02-2012 10:12:54

сам начал вращаться — или в ящик с проводами лазили?

По подключению — все просто — там 4 провода. 1 звонится на землю — это земля, а остальные — звонятся друг с другом — их на частотник. Напряжение и ток и максимальная частота обозначены на маркировке. Если есть необходимость, то согласно их откорректировать настройки частотника.. Если после подключения шпиндель завращался в обратную сторону, то тогда поменять любые два из этих трех проводов местами. Вуаля. Все работает. Только не забудьте про систему охлаждения и про то, что в ней должен быть тосол, а не вода. И для начала я бы посмотрел будет ли при включении дым и какого он цвета, послушал как работают подшипники ( а то вдруг там в них вместо керамических шариков бамбуковые кубики ), потрогал как греется шпиндель, и не сифонит ли из щелей охлаждающая жидкость. Ну и дал бы возможность приработаться подшипникам — сделав набор полной частоты вращения в 4-5 этапов последовательного прогона, начиная с низких частот вращения (Например 150, 200, 250, 300, 350Гц) минут по 20-30 (подобного типа инструкцию по приработке встречал у китов в доке для мощных шпинделей с автовыбросом инструмента — поэтому и использую на всякий случай..).

Читайте так же:
Раскрой дсп своими руками

Самодельный ЧПУ станок из принтеров своими руками — Часть 2

.Самодельный ЧПУ станок из принтеров своими руками — Часть 2

В предыдущей статье: Как собрать ЧПУ станка на Arduino своими руками за 3000 руб — Часть 1 Были рассмотренный основные этапы сборки станка ЧПУ из принтеров на Arduino. В данном обзоре расскажу из каких деталей и комплектующих собирался данный принтер. Покажу как устроены основные узлы. А также сделаем пуск станка на Arduino. Включим шпиндель.

Схема подключения драйверов L298n к Arduino NANO

Схема подключения драйверов L298n к Arduino NANO

Схема подключения шагового двигателя к L298n

Схема подключения шагового двигателя к L298n

Схема подключения с двумя двигателями на оси X:

Схема подключения с двумя двигателями на оси X

Самое простоя программное обеспечение для запуска станка при такое схеме подключения смотрите тут. Данный пример очень простой но у него есть достаточно большое количества недостатков.

Для сборки ЧПУ станка из деталей от принтера были использовано:

  1. 3 Матричных принтера формата А3.
  2. Мебельные направляющие: 2 пары 500 мм. И одна пара на 300 мм.
  3. Доска 25х100, брусок 25х25, фанера толщиной 8 мм.
  4. Блок питания от компьютера.
  5. Arduino NANO
  6. Драйвера L298 4 шт.
  7. Строительные и мебельные уголки.
  8. Саморезы, винты, гайки и шпилька М10.
  9. Телефонные провода, провода из компьютера.
  10. Переменный резистор из автомобиля.
  11. Двигатель от автомобильного компрессора.
  12. Шаговый двигатель от сканера.
  13. Латунная цанга.

Кратко что для чего применялось в ЧПУ стнке:

Ось X ЧПУ станка сделана из двух оснований от матричных принтеров формата А3. С помощью брусков 25х25 сделана обвязка оснований принтеров и на данные бруски закреплены две мебельные направляющие длиной 500 мм. На мебельные направляющие сверху закреплен лист фанеры польщенной 8 мм.

Двигатель принтера станка ЧПУ

Ось X Станка ЧПУ из принтеров

Ось Y станка на Arduino расположена на портале,который сделан из трех досок 25х100 мм. Для перемещения используется двигатель от матричного принтера и ременная передача. Направляющие также мебельные длиной 500 мм.

Двигатель из принтера для станка ЧПУ

Ось Z ЧПУ закреплена на направляющие оси Y. Для перемещения был использован шаговый двигатель взятый из сканера. Передача винтовая сделанная из шпильки М10. Направляющи мебельные длиной 300 мм. Соединенные под углом 90 градусов для жесткости.

Шаговый двигатель из сканера для станка ЧПУ

Шпиндель из двигателя от автомобильного компрессора

Шпиндель станка ЧПУ сделан из двигателя взятого из нерабочего автомобильного компрессора. На вал двигателя закреплена цанга.

Управляет станком Arduino NANO. Драйвера L298. Для понижения напряжения с 12 вольт до 8, используются транзисторы.

Станок ЧПУ на Arduino

Драйвера L298 Для станка ЧПУ на Arduino

Смотрите также видео:

Фрезерование на самодельном фрезерном станке ЧПУ.

Изготавливаем станок ЧПУ в домашних условиях

Станок своими руками

Здравствуйте уважаемые читатели и подписчики блога Андрея Ноака! Переработка древесины это не просто распиловка дерева, это и получение мебели и получение сложных изделий из древесины, изделий которые прошли десятки этапов обработки и стали полноценным изделием. И именно когда дело доходит до глубокой деревообработки, бывает очень сложно, а иногда и даже невозможно обойтись без ЧПУ станка. Сегодня я хочу поговорить о том, как сделать станок ЧПУ своими руками.

Читайте так же:
Ручной измельчитель травы своими руками

Введение

ЧПУ кроме дерева может пригодиться в обработке металла, пластика, оргстекла, алюминия, комбинированных материалов. Такой станок будет называться фрезерно гравировальный. Можно также такой станок использовать и для лазерного выжигания по дереву, все будет зависеть от насадки которая будет использоваться для обработки.

Отличие же в обработке древесины и металла, заключается в жесткости корпуса, надежности элементов и тонкостях технологии обработки элементов.

Ориентировочная стоимость станка для обработки дерева составит 35 — 40 тысяч рублей. По большому счету сборка машины сводится к подбору и покупке комплектующих и затем их сборке на раме.

Заказ комплектующих популярней всего сегодня в Китае, но возможно также заказать их и у нас в специализированных магазинах или интернет ресурсах. Ниже смотрите фото самодельного станка ЧПУ.

Станок ЧПУ фото

С чем стоит определиться перед изготовлением ЧПУ:

  1. Материалы которые планируется обрабатывать;
  2. Габариты изделий для обработки (высота, ширина и длина будущих изделий). Определяются размеры машины по осям X, Y, Z. Стоит не забывать, что эти размеры должны обозначать рабочее пространство станка;
  3. Точность последующей обработки изделий (параметр зависит от точности сборки корпуса машины и соответственно от материала корпуса).

Необходимые материалы

Итак для изготовления нам понадобятся следующие агрегаты:

  • Материал для изготовления корпуса. Можно использовать древесные плиты, такие как МДФ, ДСП, из древесных плит оптимально я бы рекомендовал применять фанеру, так как она наиболее прочная и жесткая. Если же хотите еще надежней то придется сделать конструкцию из металла;
  • Шпиндель. Для обработки древесины подойдет мощностью 1,3 — 2 КВт. Если желаете не остужать станок каждые 15 минут работы, то шпиндель нужно устанавливать с водяным охлаждением;
  • Частотник, он же частотный преобразователь, он же инвертор. Подбирается такой же мощностью как и мощность шпинделя;
  • Управляющая плата;
  • Шаговые двигатели — 3 штуки, один будет передвигать нашу конструкцию по оси Y, другой по оси X, третий по оси Z.
  • Кабель канал для защиты кабеля от повреждений и поломок, так как оборудование много будет двигаться;
  • Кабель 15 — 20 метров, лучше просчитать все на чертеже;
  • Цанга для шпинделя — по другому патрон для фрезы;
  • Шланг для охлаждения;
  • Подшипники;
  • Мягкая муфта для передачи плавного хода и компенсации соосности шагового двигателя;
  • Конечно же фрезы для обработки древесины;
  • Шурупы и болты;
  • Водяная помпа.

Инструменты которые вам понадобятся

Для фрезерного ЧПУ нужны будут следующие инструменты:

  1. Сварочный аппарат для изготовления металлического корпуса. Преимуществом пользуются сварка — автомат;
  2. Необходимо будет выточить шпильки, возможно еще какие то токарные работы. Поэтому в идеале нужно было бы иметь доступ к токарному станку для выполнения работ по изготовлению комплектующих;
  3. Болгарка или ножовка по металлу;
  4. Отвертка;
  5. Молоток;
  6. Паяльник;
  7. Ножницы;
  8. Плоскогубцы и пассатижи;
  9. Изолента;
  10. Супер клей;
  11. Фумлента и герметик;
  12. Ключи для сборки.

Из подручных средств ЧПУ

Разнообразие техники и руки растущие откуда нужно могут послужить для импровизации народным умельцам. Сегодня в сети можно встретить что фрезерно гравировальные ЧПУ станки изготавливают:

  • Из CD ROM и СД дисков можно получить хороший мини станочек. Видео ниже;
  • Из принтера и его запчастей, видео ниже;
Читайте так же:
Как сделать координатный стол своими

Пошаговая инструкция

Для того чтобы понять с чего начать, давайте будем ориентироваться на принципиальную схему ЧПУ.

Итак, сборка готового станка производится в следующей последовательности:

  • Создание чертежей, с учетом прокладки и подключения электрооборудования. Можно начертить вручную, но я бы рекомендовал такие программы как Компас, Автокад или Визио. В них легче будет подправить чертеж, а в Визио даже имеются сразу готовые библиотеки по электрооборудование;
  • Следующий шаг — заказ комплектующих;
  • После поступления комплектующих можно приступить к монтажу станины. Почему после поступления? Да для того чтобы сделать станину с учетом уже пришедших комплектующих;
  • Монтаж шпинделя;
  • Монтаж системы водоохлаждения. При данной операции скорей всего придется использовать фумленту и обычный автомобильный герметик, для того чтобы конструкция была надежней и не протекала;
  • Подключение электропроводки, установка кнопки аварийной остановки;
  • Подключение управляющей платы (она же контроллер). В качестве такой платы можно использовать — KY-2012 — 5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver with DB25 Cable. Найти такую будет не сложно в просторах интернета. Также часто можно встретить самодельные станки на базе arduino;
  • Установка программного обеспечения и загрузка чертежей;
  • Настройка станка или так называемая «пуско наладка».

Чертежи

Как я уже выше говорил, при создании чертежей необходимо прорисовывать все тонкости от размеров до электропроводки. Это позволит уменьшить число ошибок в проектировании станка.

Изготавливаем каркас

Как я уже говорил каркас можно сделать как из фанеры, так и из металла. Можно комбинировать применение этих материалов. Ниже выкидываю чертеж каркаса.

Чертеж станка ЧПУ

Не забываем о жесткости конструкции и ее геометрии. Очень важно оставить регулировки для более тонкой настройки станка:

  1. По высоте машины как на видео;
  2. По осям Х и У.

Видео вам в помощь, чтобы не сделать ошибок:

Монтаж шпинделя

Устанавливаем шпиндель только после полного монтажа каркаса. При монтаже необходимо оставить на шпинделе возможность регулировки по высоте и вертикали. Иначе говоря, если шпиндель будет установлен не вертикально, нужна регулировка, которая бы задала нужный угол.

Ошибки и недочеты с которыми можно столкнуться

В процессе сборки машины можно столкнуться с рядом проблем, поэтому рекомендую прежде чем приступать к заказу и понимать что нужно искать, определиться с габаритами станка, габаритами изделий которые вы будете обрабатывать. Итак ошибка номер один — не создается чертеж станка с мельчайшими деталями, от каждого винтика, до каждого провода.

Следующей ошибкой является неправильная подборка шпинделя и частотника, поэтому будьте внимательны.

Еще одна частая ошибка — шаговый двигатель имеет часто не очень распространенное питание, и для него просто необходимо подбирать индивидуальный блок питания. Поэтому сравнивайте имеющееся у вас питание с напряжением для шагового двигателя.

Ну и конечно ошибки возникающие по причине недостатка опыта, тут можно посоветовать тщательней продумывать чертеж и руководствоваться пословицей «Дорогу осилит идущий».

Не забывайте делиться статьями в социальных сетях. Удачи и до новых встреч, с вами был Андрей Ноак!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector