Охлаждение шпинделя станка чпу своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 04.10.2024

Шпиндель – основная составляющая станков, прессов, прокатных станов. Представляет собой вал или ось и служит для передачи вращательного движения (крутящего момента), закрепленной в нем детали или инструменту. Шпиндель является генератором энергии, которая производится в больших количествах при механической обработке деталей и заготовок. Поэтому для того, чтобы избежать перегрева, их снабжают специальными системами охлаждения.

Разработаны следующие типы охлаждения шпинделей:

Жидкостная система охлаждения
Система воздушного охлаждения

Система воздушного охлаждения

Воздушное охлаждение – наиболее простой тип систем, предохраняющий шпиндель от перегрева. И в то же время эта система достаточно надежна.

Выделяют два типа воздушного охлаждения:

Вентилирование
Охлаждение сжатым воздухом, который подается с помощью компрессора. Используется очень редко.

Конструкция вентиляционной воздушной системы охлаждения шпинделя очень простая, прямоугольной формы, изготовленная из легкосплавных материалов. Воздушные каналы, проходящие внутри корпуса, обеспечивают подачу сжатого воздуха к шпинделю. Сама система охлаждения имеет принудительный характер, благодаря установленной крыльчатке на валу шпинделя. Она и осуществляет подачу и циркуляцию воздуха по каналам к месту назначения.

Достоинства воздушного охлаждения:

Корпус воздушной системы охлаждения имеет достаточно высокую прочность и низкую вибрацию.
Простота конструкции и демократичная стоимость.
Структура системы охлаждения является автономной. Для приведения ее в действие достаточно подвести только кабель питания.
Легкость и быстрота установки системы.

Недостатки воздушного охлаждения:

Низкая эффективность. Это обуславливается тем, что мощность и скорость охлаждения напрямую зависит от количества оборотов совершающих шпинделем. Поэтому есть риск перегрева на низких оборотах.
Повышенный уровень шума. Применение при бесшумном процессе обработки (гравировка, нарезание воска) является нецелесообразным.
Сильный воздушный поток, который направлен в зону обработки детали. В результате чего происходит раздувание стружки, окалины, пыли в разные стороны.
Массивность конструкции.

Особенности работы со шпинделем воздушного охлаждения

Изучив все достоинства и главные недостатки воздушной системы охлаждения, можно сделать вывод о том, что её применение целесообразно при высоких мощностях шпинделя на высоких оборотах. Поэтому необходимо избегать работы на низких оборотах, шпиндель может выйти из строя из-за перегрева. Не следует применять вентиляционное воздушное охлаждения в помещениях с загрязненным воздухом, большим скоплением стружки, опилок, пыли. А в процессе обработки необходимо применение мощной системы по удалению стружки или опилок.

Система жидкостного охлаждения

Шпиндель с жидкостным охлаждением является более сложным по своей конструкции, но и незаменимым на производстве. Его применение является обоснованным и эффективным в следующих случаях:

Процесс обработки на высоких оборотах и мощностях.
Использование в помещениях с высокой температурой воздуха.
Воздух окружающей среды содержит вредные вещества, имеет высокую влажность, загазованность или запыленность.

Для процесса отвода-подвода жидкости в корпусе шпинделя расположены специальные штуцеры, которые соединены между собой с насосом, шлангами и баком (теплообменником). С помощью специального насоса охлаждающая жидкость подается из бака к шпинделю, происходит процесс охлаждения, после чего жидкость поступает обратно в бак. Таким образом, происходит непрерывная циркуляция охлаждающей жидкости в системе.

Сегодня российский рынок пестрит большим разнообразием таких популярных и высокопроизводительных систем охлаждения. Поэтому купить шпиндель жидкостного охлаждения не составляет труда. При выборе необходимо опираться на необходимую мощность шпинделя и размер отверстия для крепления инструмента.

Достоинства жидкостного охлаждения:

Невысокая стоимость сравнительно с системой охлаждения воздухом.
Компактность размеров шпинделя.
Бесшумность работы, отсутствие сильной вибрации.
Крепление системы с помощью хомута позволяет легко регулировать высоту шпинделя, что немаловажно при работе с длинными фрезами.

Недостатки жидкостного охлаждения:

Навесное дополнительное оборудование (насос, трубки, вентилятор). Все эти составляющие требуют дополнительного времени на крепление и установку, что увеличивает трудоёмкость.
Опасность возникновения коррозии, появление которой может вывести из строя шпиндель.
Использование дополнительного оборудования для охлаждения (чиллера).
В чиллер нельзя лить тосол или антифриз, рекомендуется использовать дистиллированную воду.

Особенности работы со шпинделем жидкостного охлаждения

Для того, чтобы система охлаждения служила долгое время, необходимо соблюдать рекомендации по ее правильной эксплуатации. Необходимо, чтобы жидкостная система вместе с насосом включались одновременно со шпинделем. Такая схема включения позволит предостеречь шпиндель от перегрева. Самое простое, что требуется, следить за тем, чтобы шлаги или трубки охлаждения не перегибались для обеспечения непрерывной подачи жидкости и охлаждения.

В машиностроении и обработке металлов резанием обычно используются шпиндели жидкостного охлаждения. Это связано с тем, что для обработки прочных материалов, таких как сталь, требуются более мощные типы шпинделей, которые при обработке на больших оборотах способны очень нагреваться. Жидкостное охлаждение шпинделя широко применяется на станках с ЧПУ (фрезерных, координатно-расточных, сверлильных и других).

Воздушная система охлаждение нашла свое применение в деревообрабатывающей промышленности, где не требуется обработка с применением высокоскоростных шпинделей. А для того, чтобы опилки не попадали в охлаждающую систему вентилирования, станки снабжают специальными устройствами, которые способны их поглощать.

СОЖ является одним из важнейших факторов влияющих на обработку в ЧПУ станках. Она влияет буквально на все аспекты обработки, начиная от охлаждения и заканчивая смазкой и антикоррозийным веществом вашего станка. По правде говоря, охлаждение — наименее важная роль охлаждающей жидкости в ЧПУ.

Вот отличное видео от дистрибьюторов HAAS, в котором очень доходчиво рассказывается о важности СОЖ и всех тонкостях применения. Я же в этой статье попытаюсь дополнить его, и разобрать наиболее критичные моменты.

Роль охлаждающей жидкости для ЧПУ в обработке

1. Удаление стружки. Распыление смазочно-охлаждающей жидкости на срез помогает удалить стружку с пути фрезы. Удаление стружки сводит к минимуму повторное нарезание стружки. Это означает, что фреза или резак будет удалять меньше стружки, а также что старая стружка не разлетается и не ударяются о стенки реза. Повторное нарезание стружки намного ухудшает качество поверхности и затупляет инструменты. В худшем случае резак, вставленный в паз или отверстие, может забиться стружкой и сильно нагреться или даже сломаться.

2. Смазка: некоторые материалы, такие как алюминий или некоторые стали достаточно вязкие. У них есть некоторое химическое сродство с фрезой и будут пытаться привариться к резцу. Смазка делает инструмент скользким, поэтому стружка меньше прилипает и приваривается.

3. Охлаждение: жидкости способны отводить от разреза гораздо больше тепла, чем воздух. Например, обычная вода отводит тепло в 25 раз эффективнее, чем воздух . Так что водорастворимые СОЖ охлаждают, как правило, лучше, чем на масляной основе.

Я не зря поставил охлаждение в последнюю очередь. Хотя это не маловажно, охлаждение, вероятно, наименее важная роль охлаждающей жидкости для ЧПУ!

Заменить охлаждающую струю туманом

Если у вас нет полноценного кожуха машины, охлаждающая жидкость будет грязной и практически непригодной для использования. К счастью, охлаждение — наименее важная вещь в охлаждающей жидкости для ЧПУ. Если мы сможем управлять очисткой от стружки и смазкой, мы сможем обойтись без СОЖ для многих областей применения. Сильный поток сжатого воздуха справится с удалением стружки. Добавление смазки к воздушной струе, чтобы создать туман, позаботится о смазке.

Вот охладитель тумана установленный на небольшом станке с ЧПУ Tormach:

Но есть материалы, в которых без СОЖ не обойтись. Два примера — нержавеющая сталь и титан. Без полноценного охлаждения с этими материалами работать практически не возможно.

Давайте подробнее рассмотрим каждую из этих трех важнейших функций СОЖ для обработки.

Очистка от стружки: приоритет охлаждающей жидкости для ЧПУ №1

Очистка стружки — безусловно, самая важная функция. Я содрогаюсь каждый раз, когда вижу рез, на котором скапливается стружка. Стружка очень серьезно сказываются на жизни вашего режущего инструмента и даже могут привести к поломке.

У вас гораздо больше шансов столкнуться с наростом кромки, когда стружка приваривается к фрезе. Обычно это происходит если фрезе приходится резать одни и те же стружки снова и снова. Если в вашей операции обработки не удаляется вся стружка, вы можете израсходовать весь доступный зазор канавок, имеющийся у фрезы. Уже отрезанная стружка должна конкурировать с недавно отрезанной стружкой, что может привести к поломке фрезы. По крайней мере, это означает, что вы не можете резать так быстро.

Если в вашей машине нет охлаждающей жидкости, создайте воздушный поток или туман, чтобы удалить стружку. Станьте параноиком из-за того, что вокруг слишком много опилок.

Подумайте об одной вещи: большинство производителей инструментов рекомендуют отключать охлаждающую жидкость, когда поверхностная скорость превысит определенное значение, и вы увеличите срок службы инструмента. Если бы все дело в тепле, этого не должно было быть, так как чем больше скорость на поверхности, тем больше тепла.

Смазка : Приоритет СОЖ №2 для ЧПУ

Смазка помогает инструменту легче резать, поэтому он выделяет меньше тепла. Когда поверхность инструмента скользит по заготовке, она трется во время резки. По мере того как снимается стружка, она также трется об инструмент, выделяя больше тепла. Все это трение будет производить меньше тепла с небольшим количеством смазки. Уменьшение нагрева — важная роль для смазки, но не самая важная. Гораздо более важную роль играет снижение вероятности образования наростов. Это большое дело, и любой, кто видел, как к их резаку приваривался большой кусок алюминия, подтвердит. Когда это происходит, все быстро перестает работать! К счастью , засорение канавок зависит от материала. В основном это относится к алюминию и низкоуглеродистой или нелегированной стали. Титан — еще один материал, который имеет репутацию липкого материала. Использование острых фрез с очень большим передним углом (положительный передний угол — ваш друг!) Может помочь снизить адгезию, но этого недостаточно. Многие покрытия, используемые на инструментах, также могут обеспечивать смазку.

Охлаждение : Приоритет СОЖ № 3 для ЧПУ

Температура инструмента является самым большим фактором, влияющим на срок службы инструмента. Немного тепла — это хорошо, так как он размягчает рабочий материал, облегчая резку. Много тепла — это плохо. Инструмент размягчается, что означает, что он изнашивается, тускнеет, а сила резания резко возрастает. От этого становится жарче, и вскоре у вас возникает порочный круг. Обратите внимание, что допустимое количество тепла зависит от материала инструмента и покрытия. Твердосплав выдерживает гораздо более высокие температуры, чем HSS.

Sandvik в своем учебном курсе по режущему инструменту рекомендует избегать заливной охлаждающей жидкости или ее большого количества, чтобы избежать этой проблемы . Слишком большое количество тепла вызывает тепловое расширение. Это не способствует точности, поскольку приводит к изменению размера вашей заготовки. Еще поговорим о типе охлаждающей жидкости. Существуют водорастворимые СОЖ для ЧПУ и СОЖ масляной основе. С точки зрения охлаждения, водорастворимые хладагенты выигрывают. Сколько? Рассмотрим эти данные:

Следует обратить внимание, на то, что воздух примерно на 1/4 хуже воды отводит тепло. На самом деле это не так плохо, как кажется, поскольку вода переносит в 25 раз больше тепла, чем воздух. Причина разницы в том, что охлаждающая жидкость не везде обеспечивает эффективный контакт. Охлаждающие жидкости для ЧПУ на масляной основе примерно вдвое эффективнее, чем охлаждающие жидкости на водной основе. Помимо этого и соображений здоровья неудивительно, что многие производства перешли на водорастворимые охлаждающие жидкости — они лучше охлаждаются.

С другой стороны, масло лучше смазывает, и все еще есть некоторые области применения, в которых машинисты могут предпочесть масло водорастворимым СОЖ. И последнее об охлаждающих жидкостях. При превышении определенной критической поверхностной скорости все они начинают работать примерно одинаково. Чем быстрее вы едете, тем меньше у них охлаждающего эффекта. На более высоких скоростях большой поток охлаждающей жидкости не успевает пробиться во все укромные уголки и трещины. Охлаждение становится все менее и менее постоянным. Это также способствует эффектам ударного охлаждения, которые затрудняют работу СОЖ с ЧПУ на сроках службы твердосплава при превышении определенных скоростей.

Кстати, на форумах постоянно спрашивают, какую охлаждающую жидкость любят и используют. Мы провели серьезное исследование, по результатам которого было составлено руководство для покупателей по охлаждающим жидкостям для ЧПУ.

Требования к охлаждающей жидкости в зависимости от материала

При использовании охлаждающей жидкости необходимо учитывать два фактора. Первый — это тенденция засорения канавок отведения стружки у фрезы. Предотвращение приваривания стружки к резцу посредством смазки. Второй — способность материала заготовки поглощать и передавать тепло. Некоторые материалы не очень хорошо передают тепло, например, титан. Эти материалы часто больше зависят от СОЖ для охлаждения, чтобы компенсировать неспособность материала переносить тепло. Кроме того, заготовке сложнее остыть без изменения размера из-за чрезмерного нагрева. Титан еще больше усугубляет проблему, производя относительно небольшие опилки. Если материал, который вы режете, плохо передает тепло по сравнению с алюминием (который является отличным проводником тепла), сталью (достойным проводником) или другими распространенными материалами, убедитесь, что у вас есть хорошая настройка охлаждающей жидкости. СОЖ также может уменьшить наклеп для таких материалов как нержавеющая сталь.

Подачи и скорости с различными вариантами СОЖ для ЧПУ

Вы можете удивиться, узнав, что очень немногие рекомендуют разные подачи и скорости для тумана по сравнению со струей. Причина в том что независимо от того, что вы делаете с охлаждающей жидкостью, вы должны убедиться, что стружка должным образом отводится.

Базовая роль охлаждающей жидкости: очистка от стружки!

На ступеньку выше можно было бы облить область из пневматического пистолета. Возможно, вы даже настроить непрерывный поток воздуха из какого-нибудь сопла. Или, может быть, вы используете фрезерный станок с ЧПУ, и у вас есть вакуумная система, всасывающая все опилки настолько быстро, насколько они появляются. Теперь мы переходим к реальной базовой линии охлаждающей жидкости для ЧПУ. Базовый уровень не дает никаких преимуществ, скорее, это минимально приемлемый уровень охлаждающей жидкости, который может использоваться и надежен для работы с ЧПУ.

Еще одна вещь, необходимая для базовой системы охлаждения с ЧПУ, — это возможность смазывать резак и материал, если это необходимо. Определенные материалы, такие как алюминий, требуют смазки, иначе они будут привариваться к резцу, и вскоре после этого наступит беда — сломанные резцы, шарообразный алюминий, прилипший к резцу, и поврежденная деталь. Очевидно, что избегание этого должно быть частью нашей базовой подготовки.

Люди могут стоять, время от времени брызгать из баллончика WD-40, но этого недостаточно, если вы планируете резать большую часть любого материала, требующего смазки. Есть некоторые покрытия режущего инструмента, которые устраняют необходимость в смазке, но имейте в виду, что покрытие изнашивается, и выход из строя будет внезапным, если не будет достаточной толщены для продолжения работы.

Струя против тумана: какой вариант охлаждающей жидкости для ЧПУ лучше?

Теперь рассмотрим хорошую систему туманообразования. Нет бассейна, под которым можно спрятаться. Вы можете легко увидеть, очищается ли стружка, и увеличить давление воздуха. Теперь должно быть более очевидно, что в данном случае туман будет лучшим вариантом охлаждающей жидкости для ЧПУ, чем струя !

Раз уж мы заговорили о тумане, есть два типа систем, которые производят аэрозоль охлаждающей жидкости:

Мелкий туман СОЖ

Первый способ используют больше охлаждающей жидкости, чем нужно, и наполняют воздух в цехе туманом — это не то, чем можно дышать весь день. Существует альтернатива под названием Fog Buster, которая фокусируется на перемещении более крупных капель без создания аэрозольного тумана:

Выпуская большее количество более крупных капель, Fogbuster гарантирует, что они не разлетятся по всему вашему цеху — в основном они попадают на заготовку, на которую она направлена. Лучше для вас и так же хорошо для обработки. Они стоят немного дороже, но для премиальной системы Mist они точно того стоят.

Как мы можем убедиться, что наша система охлаждения струей достаточно эффективная?

К настоящему времени вы, вероятно, понимаете, что есть еще одна причина не отдавать приоритет струе СОЖ. При затоплении, трудно правильно определить, действительно ли система очищает стружку. Операторы предполагают, что да, но большинство не обращает на это должного внимания. Очень важно, как будет направлена охлаждающая жидкость.

Рецепт производительности: направление охлаждающей жидкости

Куда вы направите охлаждающую жидкость, имеет огромное значение значение, будь то очистка от стружки, охлаждение или смазка. Но сколько механиков тратят время на то, чтобы направлять СОЖ после каждой смены инструмента?

У разных инструментов разная длина. Различные операции обработки также могут изменить наилучшее направление охлаждающей жидкости. Регулировка сопла охлаждающей жидкости снижает производительность. Избегайте этого, используя несколько форсунок, настроенных на разную высоту.

С тремя насадками вы можете покрыть довольно приличный диапазон. Проблема с этим подходом в том, что теперь у вас есть только 1/3 охлаждающей жидкости в идеальном месте. При достаточном объеме и давлении возникает стенка теплоносителя. Вот почему вариант с высоким давлением и объемом, доступный для большинства машин, имеет смысл . Наконец, вы можете дооснастить свою машину автоматической форсункой, которая позволяет точно определять количество охлаждающей жидкости, поворачивая ручку на панели управления. Эти программируемые сопла охлаждающей жидкости могут отслеживать смену инструмента и автоматически менять цель.

Рецепт производительности: охлаждающая жидкость через шпиндель и охлаждающая жидкость под высоким давлением

Охлаждающая жидкость через шпиндель получает доступ, подавая охлаждающую жидкость через ваш шпиндель, как следует из названия, и оттуда она может выходить через проходы внутри инструмента. Вы действительно можете встроить насадку в нижнюю часть сверла, например:

Подача СОЖ через инструмент

Подача СОЖ через инструмент гарантирует, что охлаждающая жидкость для ЧПУ попадет именно в нужное место, чтобы добиться максимальных результатов. Кстати, существуют станки, в которых СОЖ проходит через инструмент, а не через шпиндель, но принцип тот же самый.

Благодаря охлаждающей жидкости через шпиндель производительность может быть значительно увеличена. Допускаются даже более высокие нагрузки, отверстия могут быть более глубокими, а ступенчатое сверление можно практически исключить за счет улучшенного удаления стружки.

Еще одно преимущество станков: вы можете использовать больше канавок , особенно при профилировании.

Если у вас есть охлаждающая жидкость через шпиндель, то вы на уже вершине. Но чтобы пойти дальше, вам понадобится система охлаждения под высоким давлением.

СОЖ под высоким давлением

Проблема с охлаждением жидкости в том, что она может быть неравномерной. Одна капля попадает в инструмент здесь, другая попадает на заготовку там, третья отскакивает от стружки, и консистенции недостаточно. В результате туман и потоки воздуха почти так же хорошо охлаждают. Исключение составляют такие материалы, как титан, которые плохо проводят тепло. Для таких работ незаменима охлаждающая жидкость. Но алюминий, например, очень хорошо проводит тепло. Трудно отличить струю от тумана, если у вас действительно не работает отличная струевая система.

Альтернативой может служить охлаждающая жидкость высокого давления. Используя очень высокое давление, а также большие объемы, система предназначена для подачи такого количества охлаждающей жидкости, что почти все тепло будет отведено, прежде чем оно сможет накопиться. На практике это означает более высокие скорости резания, большее количество об / мин на шпинделе, более высокую скорость съема материала и более длительный срок службы инструмента. Например, предположим, что вам нужно просверлить тысячи отверстий в каком-то материале, для чего требуются твердосплавные сверла.

Горизонтальные фрезерные и токарные станки обладают гравитацией, способствующей удалению стружки

Вот ссылка на статью о них в MMSOnline.

Экзотический рецепт: алкоголь в качестве охлаждающей жидкости

Datron использует спиртовой туман в качестве охлаждающей жидкости для своих машин HSM . Они являются хорошим аргументом в пользу этого:

Он идеально подходит для высокоскоростной микрообработки цветных металлов и некоторых пластмасс из-за вязкости, меньшей, чем у воды, что позволяет этанолу быстро покрывать и охлаждать большую площадь поверхности быстро движущихся деталей. Низкая температура испарения этанола делает его эффективным охлаждающим и смазывающим раствором. Поскольку этанол просто испаряется, утилизация, переработка и связанные с ними расходы остались в прошлом. Кроме того, охлаждающие жидкости на основе этанола не оставляют следов на обрабатываемых деталях, что делает дорогостоящие вторичные операции, такие как обезжиривание, устаревшими — максимизируя производительность, повышая эффективность и, в конечном итоге, улучшая чистую прибыль производителя. Главное не дышать испарениями спирта, в противном случае очень легко спиться…

Охлаждение спиртовым раствором

Заключение

Для многих высокопроизводительных задач машинисты могут сосредоточиться на очистке от стружки и смазке и игнорировать проблемы с охлаждением. При скорости вращения поверхности выше определенной многие производители инструмента рекомендуют отключать СОЖ и использовать струю воздуха (возможно, с туманом для смазки) для удаления стружки. Материалы, которые плохо переносят тепло, как титан, в любом случае потребуют охлаждающей жидкости.

Шпиндель для станка с ЧПУ по дереву – это один из важных конструктивных элементов технологического оборудования. В механизме производится закрепление инструмента и создается крутящий момент.

Устройство шпинделя

Конструктивно эта важная составляющая технического устройства выглядит следующим образом:

на вал из металла закрепляется фреза через натяг, оправку или цангу;
чтобы режущий инструмент был прочно закреплен, конец шпинделя имеет форму конуса;
само устройство расположено на каретке для обеспечения перемещения по трем координатным осям;
вращения передаются на фрезу, которая обеспечивает фрезерование отверстия по заданным параметрам.

Важные технические характеристики – это показатели мощности и количество оборотов режущего инструмента.

Работа фрезерного станка с ЧПУ зависима от мощности, а именно:

Для обработки ДСП, МДФ или фанеры достаточно мощности в 800 Вт.
Если необходимо фрезой обработать дерево или цветные металлы, то мощности хватит в 1500 Вт.
Обработка твердого металла, камня или бетона требует показателя мощности не менее 3000 Вт.

Количеством создаваемых оборотов несложно определить режим функционирования одно- или двухшпиндельного инструмента. Популярностью пользуются режимы гравировки, раскройки или фрезерования.

Выбор шпинделя также должен учитывает запас скорости вращения и мощности.

Изготовление

Чтобы самостоятельно изготовить устройство для фрезерного станка с ЧПУ по дереву необходимо учесть, что конструкция должна воспринимать не одни осевые, но и боковые нагрузки. Зачастую приобретают для этих целей коллекторные двигатели, они дешевые по цене и функционируют на больших скоростях, но переключив их на низкие скорости, они теряют параметры мощности. Чтобы не возникало подобных проблем, на самодельных шпинделях, устанавливается бесколлекторный движок.

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.

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.
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.

Последнюю рекомендуется применять заводского изготовления.

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.
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.

О достоинствах шпинделей

Самодельная конструкция предполагает применение станка с наклонным шпинделем.

Оснащение станка недорогостоящими зажимными устройствами.
Схемы изготовления несложно найти в интернет – ресурсах.
Простота конструкторского решения.
Дополнительное оснащение любыми элементами соответствующих параметров.

Если нет уверенности, что выполненный своими руками шпиндель по металлу для ЧПУ или по дереву не будет работать эффективно, то чтобы избежать риска, можно приобрести изделие заводского производства.

Они также обладают рядом преимуществ:

высокая производительность, КПД достигает 95%;
надежность конструкции, то есть может функционировать при больших нагрузках и выполнять обработку материалов из камня, металла или дерева;
бронзовая головка обладает большим ресурсом работы;
период эксплуатации продолжительный, исключающий ремонт.

Выбор шпинделя осуществляется в соответствии с техническими характеристиками станка.

Разновидности устройств

Шпиндели для фрезерного станка с ЧПУ и их особенности, учитываемые перед выбором:

Выбор шпинделя зависит от обрабатываемого материала и количества заготовок, подлежащих обработке.

Шпиндели ЧПУ станков оберегаются от перегрева двумя способами: водой и воздухом. Рассмотрим эти две разновидности, имеющие право на существование.

Шпиндель с воздушным охлаждением

Эта система напоминает охлаждение бытовой дрели: к валу крепится вентилятор, который отгоняет от движка тёплый воздух, предупреждая перегревание. Система шпинделя с воздушным охлаждением простая, но имеет два основных минуса: Действие вентилятора производится с движением воздушных масс, которые перемещают воздух вместе со всеми опилками, пылью и микрочастицами, выделяющимися при фрезерно-гравировальных работах. Параметры кругового движения лопастей вентилятора непосредственно зависит от скорости оборота вала. То есть, при его замедлении вентилятор будет медленно вращать лопасти, шпиндельный блок начнёт перегреваться.

Шпиндель с водяным охлаждением

По сравнению с воздушной системой охлаждения, водяная конструкция в этом смысле намного эффективнее. У неё нет этих недостатков. Однако есть свои. Её гидравлика требует доработки. Для усовершенствования шпинделя с водяным охлаждением можно воспользоваться обычными шлангами (8 мм снаружи, 6 мм внутри). Где можно найти систему водного охлаждения? Есть несколько секретов.

Если воспользоваться системой водного охлаждения процессора фирмы Termaltake, то можно найти всё необходимое, воспользовавшись насосом, вентилятором, радиатором. Однако ценовой уровень системы довольно высокий. В виде альтернативы подойдёт использование бензинового автомобильного насоса, он достаточно надёжен и не такой дорогостоящий. Эти насосы подразделяются на два типа: низкого давления и среднего. Последние имеют силу впрыскивания 3 атмосферы. Для шпинделя станка ЧПУ это многовато. Поэтому можно взять насос низкого давления.

Отлично подходят насосы карбюраторных авто (0,1 – 0,3 атмосферы). Как раз то, что нужно. Иногда применяют насос для аквариума. Однако этот вариант можно использовать только в крайних случаях. Дело в том, что они крайне ненадёжны. По сравнению с бензиновыми, как небо и земля. Он подойдёт только в качестве временной замены.

Необходимо помнить, что запускать в работу шпиндельное устройство можно только в том случае, когда осуществляется циркуляция охлаждающей жидкости. Если запустить устройство без круговорота воды, шпиндельный блок перегреется и станок ЧПУ выйдет из строя.

Читайте также: