Шпиндель своими руками

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

Насколько сложным окажется его ремонт, зависит от типа конструкции и нюансов самого станка.

Самодельные против заводских

Неоднократно можно наблюдать, как используется фрезерный станок с наклонным шпинделем, где шпиндель выполнен своими руками.

Самодельный элемент дает следующие преимущества:

Вы без лишних затрат можете оснастить многошпиндельный или двухшпиндельный станок необходимыми устройствами;
Чертеж для изготовления широко доступен в сети. Отыскать чертеж не составит труда. Другой вопрос, сумеете ли вы повторить чертеж и перенести его на самодельный шпиндель для работы по металлу, дереву, камню или стали;
Конструкция довольно простая, что не вызывает серьезных опасений относительно возможности сделать его самостоятельно;
Оснастить многошпиндельный или двухшпиндельный узел можно элементами, идеально подходящими под его технические параметры. Не всегда удается подобрать оптимальный заводской вариант.

Имея чертеж, собрать элемент под привод и свой двухшпиндельный, многошпиндельный станок с ЧПУ, под агрегат с вертикальным или горизонтальным шпинделем удается не всем. Потому чтобы не рисковать, применяя самодельный узел, рекомендуется выбрать заводские изделия. Они имеют ряд положительных качеств:

Высокие показатели эффективности на станках с вертикальным и горизонтальным приводом. КПД может достигать 95 процентов;
Отличные параметры надежности, устойчивости к повреждениям. Поскольку узел выполнен грамотно, опираясь на специальный чертеж, головка выдерживает сильные нагрузки, эффективно работает по металлу, дереву, камню;
Профессиональные шпиндели предусматривают, что головка выполнена из бронзы. Выточенная из этого материала головка практически никогда не ломается. Это обеспечивает ваш двухшпиндельный или многошпиндельный станок с ЧПУ длительным периодом работы без замены устройств;
Надежная конструкция гарантирует продолжительный эксплуатационный период, в течение которого не потребуется ремонт.

Система охлаждения

Чтобы избежать ремонт, станок с ЧПУ должен не только иметь надежный привод и качественно изготовленный шпиндель. Конструкция обязательно предполагает, что многошпиндельный или двухшпиндельный узел с вертикальным или горизонтальным шпинделем включает систему охлаждения. Дабы убедиться в этом, взгляните на чертеж.

Самодельный шпиндель может не выдержать повышенные нагрузки, а имеющаяся система охлаждения эффективно выполнять свою работу не всегда способна. Потому при оснащении фрезерных станков с ЧПУ, рекомендуется использовать заводское устройство.

Система охлаждения, устанавливаемая на фрезерный станок с наклонным шпинделем и другие разновидности агрегатов, бывает:

Воздушная;
Водяная.

Водяное охлаждение. Здесь в корпусе предусмотрены выемки, через которые проходит вода. Она принимает на себя тепло, исходящее от металла, после чего переливается в емкость. Но выполняя на станке с ЧПУ ремонт или проводя какие-то работы, наличие бачка с водой около агрегата часто доставляет оператору дискомфорт. Потому большинство фрезерных станков с ЧПУ привод и металл охлаждают вторым способом.
Воздушное охлаждение. Тут также имеются выемки, через которые прогоняется воздух. Специальные воздухозаборники обеспечивают эффективное обдувание нагреваемых элементов воздухом. При этом устройство имеет определенный недостаток. С течением времени в фильтрах накапливается грязь, поскольку станок предполагает наличие большого количества пыли при работе. Чтобы избежать ненужный ремонт, достаточно вовремя очищать фильтры. Так головка шпинделя, сам шпиндель, его привод и остальные элементы узла прослужат намного дольше.

Читать также: Хобби токарка по дереву ру

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.

Что использовать для настольных станков

Если вам необходимо оснастить настольный станок с ЧПУ подходящим шпинделем, сейчас доступно несколько довольно привлекательных вариантов. Выбирать устройство вам.

Ручные граверы. Стоит такое устройство от 500 рублей. Особых сильных качеств не имеет, но если вам предстоит выполнить ремонт или фрезеровку мягких материалов с небольшими фрезами, то этот агрегат вполне подойдет для оснащения станка с вертикальным шпинделем. Недостатки — это небольшая скорость вращения и незначительная мощность.
Бормашины. Работают очень тихо, оснащаются надежным фиксатором для патрона. При малых оборотах двигателя крутящий момент почти не меняется. Это обеспечивает серьезное превосходство устройства перед гравером.
Шпиндель от двигателей DC. При мощности 0,4 кВт обеспечивают крутящий момент в 12000 оборотов за минуту. Выполнять различный ремонт, фрезерные работы с таким шпинделем удобно, поскольку обеспечивается слабое биение, работает агрегат тихо. Плюс цанга выполнена по широко используемому стандарту. Но есть недостатки — незначительные показатели мощности, сильный нагрев, который вынуждает искать эффективное охлаждение. Для работы устройство потребует отдельный источник питания, к чему также важно быть готовым.

Выбирая шпиндель, ориентируйтесь на его качество и соответствие станку, на котором вы собираетесь использовать данный элемент.

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.

Самодельный фрезерный станок по дереву: составные части устройства, примерный процесс изготовления

Фрезерование древесины представляет собой технологичный процесс обработки посредством вращающихся резцов, которые позволяют отделять часть стружки. При этом данная операция может быть применена как к профильным, так и плоским поверхностям различных деталей. На концах элементов можно формировать всевозможные соединительные отверстия и гнезда.

На фото представлено устройство, сделанное самостоятельно.

Конструкция фрезерного станка по дереву

Для фрезерования деревянных заготовок обычно применяется ручной инструмент. В некоторых случаях это не дает высокого качества обработки, так как велика вероятность погрешности и появления брака. Для минимизации этих явлений рекомендуется сделать самодельный фрезерный станок по дереву своими руками.

Работу следует начать с изучения аналогичной заводской конструкции. Затем определяется степень обработки материалов, необходимая точность характеристики заготовки. К ним относятся габаритные размеры, порода древесины. На основе этих данных составляется оптимальная схема изготовления.

В стандартную конструкцию фрезерного станка по дереву, который можно сделать своими руками, должны входить следующие компоненты:

станина. Это опорная часть, на которую будет крепиться столешница и двигатель для вращения фрезы;
столешница. Основной характеристикой этого компонента является площадь. Также на ее поверхности необходимо предусмотреть крепления для фиксации заготовки и измерительные линейки;
фреза. Можно использовать ручную модель. В некоторых случаях целесообразно установить самодельную конструкцию, состоящую из шпинделя и двигателя.

Подобное оборудование по дереву можно условно разделить на два типа: с горизонтальной и вертикальной обработкой. Разница определяется направлением фрезы относительно заготовки. Некоторые умельцы делают конструкции с возможностью изменения положения режущей части по трем осям координат.

Помимо станка необходимо подобрать правильный набор фрез. С их помощью можно делать черновую и чистовую обработку деревянных деталей.

Классификация

Технические характеристики, схемы и эксплуатация фрезерного станка 6р12

При разнообразии фрезерных станков и шпинделей к ним проще их классифицировать по техническим характеристикам:

Фрезерный шпиндель поворотного типа. Часто изготавливается самостоятельно.
Вертикально-поворотные механизмы.
Оборудование с двумя шпинделями.
Механизмы, применяемые при работе с торцевыми частями.
Вертикально-поворотные конструкции для ручной обработки.

Если говорить о применении шпинделей в домашних условиях, можно выделить граверы. Их часто устанавливают на самодельных фрезеровочных станках. Однако, эти машинки имеют серьёзный недостаток. Из-за слабого крутящего момента, металл обрабатывается с большим трудом. Чаще всего таким оборудованием обрабатывают древесину или пластик.

Бормашинка

Часто эти приспособления сравниваются с граверами. Главное отличие — сохранение крутящего момента независимо от изменения оборотов. Также бормашинки комплектуются патронным зажимом и работают они тише, чем граверы.

Dc мотор

Специальный механизм, который комплектуется ЧПУ. Работает тихо и не создаёт вибраций. Благодаря наличию ЧПУ, появляется возможность изменять мощность при работе. Ключевой недостаток dc мотора — это плохая система охлаждения, и как следствие быстрый перегрев при работе с твёрдыми материалами. Чтобы не повредить металлические заготовки и не вывести двигатель из строя, требуется дополнительное охлаждение.

DC мотор

Прямошлифовальная машина

Часто это оборудование используют в качестве фрезеровочного шпинделя. С его помощью можно обрабатывать как дерево, так и металл. В комплекте отсутствует устройство для регулировки мощности, что снижает функционал прямошлифовальной машины. Также при работе с металлом она издаёт громкие звуки.

Фрезер sparky

Используется в качестве поворотного фрезерного шпинделя. Достоинствами этого оборудования является большая мощность, высокая производительность и возможность регулировать обороты. Также на фрезерах Sparky хорошее охлаждение, которое не позволяет обрабатываемым материалам перегреваться. Используются для работы с деревом и металлом.

Фрезер kress

Отличное соотношение цена/качество. Могут комплектоваться системами ЧПУ. Высокая производительность, возможность регулировать обороты. Возможно работать с различными материалами.

Профессиональный шпиндель

Это механизм, который был разработан специально для фрезерных станков. На нём устанавливается водное охлаждение, что позволяет работать длительное время без риска испортить заготовку. Характерные особенности этого оборудования — высокая точность и надёжность. Тихий при эксплуатации. Главный недостаток — высокая стоимость.

Начальная информация о процессе

Прежде чем сооружать самодельные фрезерные станки по дереву, рекомендуется ознакомиться с данным способом обработки более подробно. В качестве основного элемента в данном случае выступает специальная насадка с большим количеством зубчиков.

В зависимости от ее типа можно произвести тот либо иной способ фрезерования:

Концевая обработка направлена в первую очередь на то, чтобы сделать в детали канавку или паз определенного размера.
Фасонная технология подразумевает проведение работ с профильными элементами вроде багетов, шестерней, а также оконных рам.
Торцевая методика фрезерования, как правило, применима к максимально большим поверхностям.

Наглядно демонстрируется схема торцевого фрезерования.

Дополнение! Достаточно часто используются специализированные фрезы, позволяющие делать фигурный срез. При таком варианте можно легко осуществить раскрой материала с дополнительной обработкой крайней части.

Теория вопроса

Шпиндель — это вал, являющийся посредником между обрабатывающим станком и заготовкой при обработке металлов. Режущий элемент крепится в нем посредством конуса Морзе. У расточных, сверлильных станков и фрезеров вал имеет регулируемую длину, а в движение приводится вручную или автоматически.

Условно шпиндели делят на две группы в зависимости от их мощности:

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.

Материалы и комплектующие для станка

Самый простой вариант конструкции — установка на имеющийся рабочий стол готового аппарата. При этом следует выполнить определенную модернизацию столешницы. Но лучше всего сделать фрезерный самодельный станок своими руками полностью.

На первом этапе необходимо определиться с расположением фрезы. Для обработки торцевых поверхностей лучше всего выбрать горизонтальный монтаж режущего инструмента. Это позволит оптимизировать работу и быстро выполнить ремонтные и профилактические работы.

Рекомендации по выбору материалов для фрезеровального станка по дереву своими руками:

рама. Для большей устойчивости она должна изготавливаться из стальных труб круглого или квадратного сечения. Если планируется установка двигателя – в нижней части конструкции предусматривают нишу;
рабочий стол. Его поверхность должна быть гладкой и при этом не разрушаться под воздействием внешнего давления. Для этого лучше всего подойдет панель ДСП;
фиксаторы и ограничители. Они предназначены для направления движения детали относительно фрезы. Могут быть как деревянные, так и стальные. Обязательно необходимо предусмотреть блоки их крепления к столешнице.

После выбора комплектующих и их подготовки можно приступать к сборке фрезерного самодельного станка по дереву своими руками.

Для крепления ограничителей можно использовать компоненты струбцины или на основе этой конструкции сделать узел самому.

Шпиндель для станка с ЧПУ своими руками

Между тем применять такие устройства в качестве шпинделя фрезерного станка не совсем правильно, так как они очень быстро приходят в негодность. Все дело в том, что в их конструкции предусмотрен только один упорный подшипник, что не дает им возможности длительное время воспринимать боковые нагрузки, характерные для фрезерной обработки.

Практически любая технологическая операция по фрезерованию древесины и металла выполняется с боковыми нагрузками на режущий инструмент и, соответственно, на конструкцию шпинделя.

Очень часто для самодельных фрезерных станков приобретают шпиндели, в которых установлены коллекторные двигатели. Такие устройства стоят недорого и хорошо работают на высоких оборотах, а на низких значительно теряют свою мощность. Этих проблем можно избежать, если установить на свой станок шпиндель с бесколлекторным двигателем.

Изготовление фрезерного станка по дереву

Производство оборудования должно выполняться строго по заранее составленной схеме. На ней указывается месторасположение каждого компонента, способ его крепления и размеры.

На первом этапе изготовления необходимо собрать опорную раму для станка. Для этого заранее подготовленные заготовки труб следует соединить между собой. Затем с помощью сварки выполняется их фиксация. После этого сверяются размеры верней части и приступают к производству столешницы.

На панели ДВП наносят разметку, согласно которой вырезается контур столешницы.
При вертикальном расположении фрезы в панели делают отверстие.
Установка электродвигателя и шпинделя. Последний не должен выступать над плоскостью столешницы.
Монтаж ограничительной планки.

После этого можно проводить первые испытания конструкции. Важно, чтобы во время работы не возникало сильных вибраций. Для их компенсации можно установить дополнительные ребра жесткости.

При выборе шпинделя, обращают внимание на его основные характеристики:

частота вращения;
мощность;
конструкция;
регулировка скорости;
способ крепления инструмента;
выполняемые работы;
тип охлаждения.

Стоит обращать внимание на ток, подключаемый к оборудованию

Мощность

Выбор мощности шпинделя определяется твердостью обрабатываемого материала. Для дерева и плит, изготовленных с его отходов – ДСП, МДФ, достаточно мощности до 3 кВт. На оборудовании можно обрабатывать пластик, фанеру, делать гравировку.

Цветные металлы, их сплавы относительно мягкие, но имеют большой коэффициент вязкости. Чистый рез получается только при мощности до 6 кВт и частоте вращения от 18000 об/мин. Обработка стали и чугуна требует шпинделя с мощностью более 6 кВт, частотой вращения до 22000 об/мин. В зависимости от твердости и вязкости материала, режимы подбираются сочетанием скорости вращения и величиной подачи.

Способ фрезеровки

Фрезеровка производится встречным и обратным способом. Вращение инструмента направлено против движения детали или совпадает с ним.

Различают режимы обработки:

При силовом режиме обработка идет с большой подачей, на малых оборотах, за счет мощности шпинделя. Режущая кромка каждый раз захватывает толстый слой материала. Скоростной режим предполагает возможность инструмента вращаться с большой скоростью. Подача стола небольшая. Режим подходит для цветных металлов и дерева, гарантирует высокую чистоту обрабатываемой поверхности.

Важно!
Чугун хорошо обрабатывается на низких оборотах с малой подачей. Он не любит больших скоростей.

Охлаждение

Фрезерные шпиндели имеют 2 типа охлаждения:

Для охлаждения воздушными потоками в корпусе узла делаются специальные прорези. При вращении вала, происходит завихрение, холодный воздух втягивает снаружи. Система водяного охлаждения сложная в исполнении. Она должна быть герметична. Установленные на домашнем оборудовании шпинделя с воздушным охлаждением работают дольше.

На промышленном оборудовании за счет подшипников снижается трение и нагрев шпинделя. Достаточно воздушного потока. Коробка скоростей смазывается и охлаждается маслом. Двигатель имеет свою систему охлаждения – крыльчатку на валу.

Материал заготовки

Режимы резания и угол заточки режущей кромки подбираются под характеристики материала заготовки.

Дерево

Чистый рез получается при обработке древесины быстро вращающимся инструментом. Подача и глубина реза небольшие. Шпиндель подойдет высокооборотный, с мощностью до 1,5 кВт.

Важно!
При обработке древесины в силовом режиме, на детали образуются сколы, трещины между волокнами, поверхность шероховатая.

Металл

Резка металла требует большой мощности и высокой прочности узла. Во время обработки детали, кроме вращательного момента, на шпиндель действует сопротивление. Его сила направлена перпендикулярно оси вращения.

Шпинделя по металлу имеют прочный массивный корпус, в основном чугунный. На валу установлены упорные и радиальные подшипники. Скорость вращения инструмента должна регулироваться в пределах 20–18000 об/мин.

Строение суппорта

Суппорт токарного станка – это узел, благодаря которому обеспечивается фиксация режущего инструмента, а также его перемещение в наклонном, продольном и поперечном направлениях. Именно на суппорте располагается резцедержатель, перемещающийся вместе с ним за счет ручного или механического привода.

Суппорт с кареткой станка Optimum D140x250

Движение данного узла обеспечивается его строением, характерным для всех токарных станков.

Продольное перемещение, за которое отвечает ходовой винт, совершает каретка суппорта, при этом она передвигается по продольным направляющим станины.
Поперечное перемещение совершает верхняя – поворотная – часть суппорта, на которой устанавливается резцедержатель (такое перемещение, за счет которого можно регулировать глубину обработки, совершается по поперечным направляющим самого суппорта, имеющим форму ласточкиного хвоста).

Резцедержатель быстросменный MULTIFIX картриджного типа

Резцедержатель, который также называют резцовой головкой, устанавливается в верхней части суппорта. Последнюю при помощи специальных гаек можно фиксировать под различным углом. В зависимости от необходимости на токарных станках могут устанавливаться одно- или многоместные резцедержатели. Корпус типовой резцовой головки имеет цилиндрическую форму, а инструмент вставляется в специальную боковую прорезь в нем и фиксируется болтами. На нижней части резцовой головки имеется выступ, который вставляется в соответствующий паз на суппорте. Это наиболее типовая схема крепления резцедержателя, используемая преимущественно на станках, предназначенных для выполнения несложных токарных работ.

Классификация

Фрезерный шпиндель поворотного типа. Часто изготавливается самостоятельно.
Вертикально-поворотные механизмы.
Оборудование с двумя шпинделями.
Механизмы, применяемые при работе с торцевыми частями.
Вертикально-поворотные конструкции для ручной обработки.

Бормашинка

Dc мотор

DC мотор

Прямошлифовальная машина

Фрезер sparky

Фрезер kress

Профессиональный шпиндель

Что представляет собой шпиндель для токарного станка

Шпиндель для токарного станка представляет собой вал с отверстием посередине. В него, в отверстие, вставляют заготовки будущих деталей. Изготавливают его из высокопрочной стали, так как на него постоянно ложится большая нагрузка. Теперь немного поподробнее.

Чертеж и конструкция устройства

То, какой конструкции будет шпиндель, зависит от большого перечня факторов. К примеру, от того, какие работы нужно будет выполнить, или от скорости, с которой будет происходить работа. Также в этот перечень можно внести виды станка, так как для разных видов нужен разный шпиндель.

Требования к шпиндельному узлу

В прошлом основным упором для данного узла были подшипники, на которых вращается шпиндель. Отклонение на них достигало около одного микрометра. Сейчас же всё поменялось: теперь требования к современным шпинделям усилились, и они изготавливаются при помощи либо магнитных, либо воздушных опор.

Это позволяет добиться намного лучших результатов, чем при использовании подшипников: теперь отклонения от нормы составляют лишь около двух десятых микрометров, что позволяет работать даже с самыми сложными деталями, не боясь выпустить брак.

Однако, две десятые микрометров не придел. При помощи маховика, который разгоняет шпиндель, можно добиться снижения погрешности до трёх сотых микрометров, что намного меньше предыдущего результата. Правда, такие работы должны выполняться после того, как маховик будет отключен. То есть, работы выполняются за счёт инерции, при помощи которой шпиндель продолжает движение.

Вот список требований, которым должны соответствовать шпиндельные узлы:

Учитывая все эти требования, которые предъявляют к шпинделю можно выбрать максимально хороший и подходящий для работ шпиндельный узел.

Назначение и принцип действия

Самым главным и, как следствие, основным назначением шпиндельного узла является закрепление на нём патрона, который в свою очередь предназначенных для зажима заготовки будущей детали.

Справка! Закрепление заготовки на шпинделе осуществляется благодаря специальному зажимному патрону, планшайбе или цанговому зажиму, которые крепятся на конце шпинделя.

Типы интерфейсов шпинделя

В таблице внизу показаны четыре основных соединения и поэтапная эволюция от традиционного конуса ISO к системе Coromant Capto. Все интерфейсы, кроме BIG-PLUS, сегодня стандартизованы по DIN, ISO или ANSI.

	Угол конуса	Контакт по фланцу	Метод закрепления	Передача крутящего момента
Конус ISO	16,26°	Нет	Центральный болт	Приводные торцевые шпонки на фланце
BIG-PLUS	16,26°	Да	Центральный болт	Приводные торцевые шпонки на фланце
HSK-A	5,7°	Да	Внутреннее закрепление сегментной цангой	Приводные торцевые шпонки на конусе
Coromant Capto	2,88°	Да	Внутреннее закрепление сегментной цангой	Полигональное соединение

Конус ISO 7/24

У конусов ISO угол всегда одинаковый. Канавка для захвата манипулятором и резьба под центральный болт могут быть разными. Доступны как CAT, ISO, DIN и MAS BT.

BIG-PLUS

Система BIG-PLUS разработана для обрабатывающих центров. Конус и канавка для захвата манипулятором те же, что и у традиционного конуса ISO, однако благодаря жёстким допускам по стыковому контакту достигнуто повышение жёсткости на изгиб. Стандартный держатель с конусом ISO можно установить в шпиндель BIG-PLUS, однако это не рекомендуется. Дступны как CAT, ISO, DIN и MAS BT.

Система HSK (DIN 69893) разработана для обрабатывающих центров. Её отличает контакт по фланцу и закрепление сегментной цангой с пустотелым конусом, исключающим необходимость использования центральных болтов. Приводные торцевые шпонки имеют различную конфигурацию в зависимости от исполнения и в некоторых случаях отсутствуют для высокоскоростных исполнений.

Внимание! Большинство станков, использующих интерфейс шпинделя HSK-T, всё ещё требует шейки для автоматической смены инструмента и магазинов – это значит, что требуются инструменты HSK A/C/T

Coromant Capto

Coromant Capto (ISO 26623) сочетает в себе преимущества HSK и BIG-PLUS, при этом необходимость в приводных торцевых шпонках отпадает – привод осуществляется через трёхгранный конус с торцевым контактом. Прочное поперечное сечение соединения обеспечивает пространство для закрепления сегментной цангой с самым высоким зажимным усилием, что даёт непревзойдённую жёсткость на изгиб, передачу большого крутящего момента и точность положения относительно оси центров.

Улучшенная радиальная точность и передача крутящего момента потребовались для обеспечения требований трёх областей применения:

Интерфейс шпинделя станка – обрабатывающие центры, токарно-карусельные станки
Модульное соединение – обрабатывающие центры
Ручная система быстрой смены инструмента – токарные станки

Coromant Capto – самый распространённый интерфейс для многоцелевых станков, так как его можно использовать и для невращающегося инструмента (точение), и для вращающегося (фрезерование/сверление).

Обычно в качестве шпинделя для самодельного ЧПУ станка сделанного своими руками используется Дременль или его китайские аналоги.

Однако, такие фрезеры быстро приходят в негодность, так как обычно в них упорный подшипник только один и они не предназначены для больших и продолжительных боковых нагрузок. А для ЧПУ фрезера такие нагрузки - это обычное явление, да что там, фактически вся фрезеровка идет с помощью боковых нагрузок.

Покупные шпиндели для фрезера используют коллекторные двигатели. Однако, коллекторники хорошо работают только на высоких оборотах, при этом они имеют низкую мощность на малых оборотах.

Все это можно изменить установив бесколлекторный двигатель!

На фотографии выше показано как выглядит самодельный фрезерный станок с чпу собранный своими руками, за основу взят бюджетный станок чпу для моделиста, смотрите статью, там есть чертежи ЧПУ станка и рекомендации по сборке.

Итак, для изготовления самодельного шпинделя для ЧПУ станка понадобится:

Впрочем, сервотестер можно использовать и самый дешевый, его задача задавать скорость вращения мотора, так что использование определяется только эстетическим вкусом, да удобством крепления сервотестера к ЧПУ станку.

На ЧПУ станке все это выглядит подобным образом.

Как видите - нагрузка не передается на вал двигателя, вы можете сколь угодно долго гонять фрезер, но двигатель останется цел.

Впрочем, длинный вал позволяет использовать и крепление фрезы прямо на вал двигателя с помощью цангового зажима. На вал двигателя устанавливается два подшипника, крепятся с помощью держателя на ось Z, сам мотор так же имеет 2 встроенных подшипника качения и отверстия крепления. Такая конструкция легко будет противостоять боковым нагрузкам возникающим при фрезеровке заготовки.

Я видел как такой станок изготавливает деревянную посуду из березы, сувенир конечно, не фирменная Risoli, но тарелки для украшения стен или серванта (после раскраски и лакирования) получаются просто загляденье!

Стоит добавить то, что указанный контроллер имеет встроенный режим удержания оборотов вне зависимости от нагрузки, это очень полезно при чистовой обработке.

В результате такой модификации вы получаете модернизацию самодельного ЧПУ станка по низкой цене. Скорость вращения можно регулировать с помощью сервотестера, обороты двигателя удерживаются контроллером автоматически. Качество изготовления улучается на порядок.

Стоимость компонентов для модификации самодельного ЧПУ станка укладывается в 3.5 тысячи рублей. Такая цена сравнима с новым дремелем, но он никоим образом не справится с 8ми мм фанерой, даже на подаче в 100!

Кстати, сейчас появился фабричны вариант подобного шпинделя!

Посмотреть характеристики и купить шпиндель для ЧПУ станка можно в статье Промежуточный шпиндель для ЧПУ станка.

Идея собрать самодельный станок с ЧПУ возникла давно. Сдерживало отсутствие знаний и нужных деталей. Сегодня есть всё! Это первая статья, в которой я покажу как я собрал шпиндель. Электроника и станина будут описаны в других статьях.

Первым делом я собрал шпиндель с бесколлекторным мотором. Можно было конечно купить готовый фрезер, но у него есть свои недостатки:

Мой фрезер не ноу-хау, таких конструкций в Интернете уже полно, я лишь повторил и эксперимент оказался удачным. Я пока не проводил серьёзных тестов, но первый запуск и попытка фрезеровать фанеру прошли успешно.

Бесколлекторный мотор Aeolian C5045 KV900 (35$)

К мотору регулятор оборотов MYSTERY Fire Dragon 100A

Для регулировки ещё нужен сервотестер

Блок питания любой на 24 вольта не менее 10 ампер. Update: Мой мотор под нагрузкой потреблял около 4 ампер. Не знаю почему так мало, пишут что мотор на 80 ампер. Ответ на этот вопрос я так и не нашел.

Покупал мотор специально с диаметром вала 8 мм, тут и подшипник большой (дольше прослужит) и шкив легко найти с таким же диаметром.

Цанговый патрон купил с диаметром хвостовика 10 мм, хотя наверное сейчас купил бы с диаметром 8 мм, было бы проще, потому что найти шкив с диаметром 10 мм и подходящим количеством и размером зубов оказалось не просто. Кроме того можно у мотора вытащить родной вал и вставить сам хвостовик цангового патрона, в таком случае необходимость в ременной передаче вообще отпадает. Иными словами маховик мотора садят прямо на хвостовик патрона. Хотя и в этом случае есть свои недостатки.

Конструкция у меня простая, всего несколько деталей из фанеры и час времени потрачено на сборку.

Первый тест был с аккумулятором от шуруповёрта на 18 вольт, аккумулятор подсажен. Ремень позволяет избавиться от вибраций, а если мотор поставить на резиновую подушку, то шум будет минимальным. Сверху к мотору можно привинтить лопасти, которые будут обдувать его во время работы.

Результат теста шпинделя положительный, в следующих статьях покажу как я буду собирать станину для самодельного ЧПУ станка.

Этот удивительный купольный дом, построенный своими руками, не может вас не порадовать. По желанию вы можете повернуть ваш дом окнами к солнцу или сделать так, чтобы в доме была тень и прохлада.

Хочу поделиться своими снежинками.

Вам есть чем поделиться, напишите свою статью на сайте, публикуйте свои поделки, чертежи, фото и др.

Это мой первый станок с ЧПУ собранный своими руками из доступных материалов. Себестоимость станка около 170$.

Как-то пару лет назад мне нужны были шестерни для моих самодельных станочков. Сегодня могу резать их почти в промышленных масштабах на самодельном ЧПУ.

Шпиндель для фрезерного станка с ЧПУ является одним из важнейших элементов устройства. Шпиндель происходит из немецкого языка и означает веретено. Без данного компонента не способны функционировать многие станки, включая фрезерные. Это обусловлено тем, что через шпиндель передается движение от двигателя к фрезе.

Особенности устройства

Конструктивно шпиндель представляет полый вал, выполненный из металла;
На нем крепится держатель фреза — оправка, натяг, цанга;
Для более плотной фиксации оправки конец шпинделя имеет конусообразную форму;
Устройство располагается на каретке, которая переносит шпиндель, оправку и устройство резки по трем плоскостям;
Вращательные движения передаются на устройство фрезы, не подвергаясь при этом негативным изменениям из-за промежуточных устройств;
Самые главные технические характеристики — это мощность устройства и скорость вращения вала, то есть количество совершаемых оборотов;
Мощность, которую создает привод, непосредственно влияет на то, какие материалы сможет обрабатывать головка шпинделя с режущим элементом;
Привод с мощностью 800 Вт служит для обработки полимерных материалов, фанеры, МДФ и ДСП;
Устройство мощностью 1500 Вт справится с деревом, пройдет по мягкому металлу — алюминию, меди, бронзе;
Если требуется работа по твердому металлу, камню, тогда выбирают привод с мощностью 3000 Вт и выше;
Обороты позволят определить, в каком режиме работы сможет функционировать двухшпиндельный или многошпиндельный инструмент. Наиболее популярные режимы — это раскройка, фрезеровка и гравировка поверхностей;
Приобретая шпиндель, привод должен обеспечивать определенный запас по мощности и скорости вращения. Так устройство по дереву, металлу, стали сможет эффективно выполнять свои задачи.

Насколько сложным окажется его ремонт, зависит от типа конструкции и нюансов самого станка.

Самодельные против заводских

Самодельный элемент дает следующие преимущества:

Вы без лишних затрат можете оснастить многошпиндельный или двухшпиндельный станок необходимыми устройствами;
Чертеж для изготовления широко доступен в сети. Отыскать чертеж не составит труда. Другой вопрос, сумеете ли вы повторить чертеж и перенести его на самодельный шпиндель для работы по металлу, дереву, камню или стали;
Конструкция довольно простая, что не вызывает серьезных опасений относительно возможности сделать его самостоятельно;
Оснастить многошпиндельный или двухшпиндельный узел можно элементами, идеально подходящими под его технические параметры. Не всегда удается подобрать оптимальный заводской вариант.

Высокие показатели эффективности на станках с вертикальным и горизонтальным приводом. КПД может достигать 95 процентов;
Отличные параметры надежности, устойчивости к повреждениям. Поскольку узел выполнен грамотно, опираясь на специальный чертеж, головка выдерживает сильные нагрузки, эффективно работает по металлу, дереву, камню;
Профессиональные шпиндели предусматривают, что головка выполнена из бронзы. Выточенная из этого материала головка практически никогда не ломается. Это обеспечивает ваш двухшпиндельный или многошпиндельный станок с ЧПУ длительным периодом работы без замены устройств;
Надежная конструкция гарантирует продолжительный эксплуатационный период, в течение которого не потребуется ремонт.

Система охлаждения

Воздушная;
Водяная.

Водяное охлаждение. Здесь в корпусе предусмотрены выемки, через которые проходит вода. Она принимает на себя тепло, исходящее от металла, после чего переливается в емкость. Но выполняя на станке с ЧПУ ремонт или проводя какие-то работы, наличие бачка с водой около агрегата часто доставляет оператору дискомфорт. Потому большинство фрезерных станков с ЧПУ привод и металл охлаждают вторым способом.
Воздушное охлаждение. Тут также имеются выемки, через которые прогоняется воздух. Специальные воздухозаборники обеспечивают эффективное обдувание нагреваемых элементов воздухом. При этом устройство имеет определенный недостаток. С течением времени в фильтрах накапливается грязь, поскольку станок предполагает наличие большого количества пыли при работе. Чтобы избежать ненужный ремонт, достаточно вовремя очищать фильтры. Так головка шпинделя, сам шпиндель, его привод и остальные элементы узла прослужат намного дольше.

Что использовать для настольных станков

Ручные граверы. Стоит такое устройство от 500 рублей. Особых сильных качеств не имеет, но если вам предстоит выполнить ремонт или фрезеровку мягких материалов с небольшими фрезами, то этот агрегат вполне подойдет для оснащения станка с вертикальным шпинделем. Недостатки — это небольшая скорость вращения и незначительная мощность.
Бормашины. Работают очень тихо, оснащаются надежным фиксатором для патрона. При малых оборотах двигателя крутящий момент почти не меняется. Это обеспечивает серьезное превосходство устройства перед гравером.
Шпиндель от двигателей DC. При мощности 0,4 кВт обеспечивают крутящий момент в 12000 оборотов за минуту. Выполнять различный ремонт, фрезерные работы с таким шпинделем удобно, поскольку обеспечивается слабое биение, работает агрегат тихо. Плюс цанга выполнена по широко используемому стандарту. Но есть недостатки — незначительные показатели мощности, сильный нагрев, который вынуждает искать эффективное охлаждение. Для работы устройство потребует отдельный источник питания, к чему также важно быть готовым.

Читайте также:

Шпиндель своими руками

Самодельные против заводских

Система охлаждения

Изготовление

Что использовать для настольных станков

О достоинствах шпинделей

Самодельный фрезерный станок по дереву: составные части устройства, примерный процесс изготовления

Конструкция фрезерного станка по дереву

Классификация

Бормашинка

Dc мотор

Прямошлифовальная машина

Фрезер sparky

Фрезер kress

Профессиональный шпиндель

Начальная информация о процессе

Теория вопроса

Материалы и комплектующие для станка

Шпиндель для станка с ЧПУ своими руками

Изготовление фрезерного станка по дереву

Мощность

Способ фрезеровки

Охлаждение

Материал заготовки

Дерево

Металл

Строение суппорта

Классификация

Бормашинка

Dc мотор

Прямошлифовальная машина

Фрезер sparky

Фрезер kress

Профессиональный шпиндель

Что представляет собой шпиндель для токарного станка

Чертеж и конструкция устройства

Требования к шпиндельному узлу

Назначение и принцип действия

Типы интерфейсов шпинделя

Конус ISO 7/24

BIG-PLUS

Coromant Capto

КОММЕНТАРИИ

Особенности устройства

Самодельные против заводских

Система охлаждения

Что использовать для настольных станков