Шпиндель фрезерного станка с ЧПУ [Полная инструкция по эксплуатации]

[ Фрезерный станок с ЧПУ Запчасти для дома ]

Шпиндель с ЧПУ является сердцем любой мельницы. Он состоит из вращающегося узла с конусом, где могут быть установлены держатели инструмента. Двигатель шпинделя с ЧПУ с дополнительной передачей некоторого вида вращает шпиндель с ЧПУ. Трансмиссия соответствует диапазону оборотов наивысшей мощности двигателя шпинделя с ЧПУ и оборотам шпинделя, которые идеально подходят для определенных скоростей и подач разрезаемого материала.

шпинделя бывают трех типов. Есть шпиндели картриджа, которые являются просто вращающимся узлом без двигателя или трансмиссии. Тогда есть автономные шпиндели различных видов. Например, Trim Routers пользуются популярностью среди любителей ЧПУ, особенно для CNC Routers. Автономные шпиндели включают вращающийся узел и двигатель все в одном. Наконец, существуют изготовленные шпиндели, в которых такие детали, как подшипники шпинделя, прикреплены к (обычно) чугунному корпусу.Такую конструкцию используют в фрезерных станках Бриджпорта или во многих китайских импортных станках, таких как, например, RF-45.

шпиндельных патронов

Tormach BT-30 Шпиндельный патрон с ЧПУ…

патронных шпинделей - это то, что практически каждый современный VMC использует. Их удобно менять и восстанавливать, сохраняя работоспособность станка, их удобнее производить, чем изготовленные шпиндели, и они обычно просто работают хорошо.

Вот разрез шпинделя картриджа, настроенного для ATC (Automatic Tool Changer), чтобы вы могли получить представление о компонентах:

шпиндельный патрон ЧПУ ATC…

Давайте рассмотрим роль каждого компонента:

• Радиально-упорные подшипники: этот конкретный шпиндель имеет два радиально-упорных подшипника плюс два радиальных шарикоподшипника (цвета лосося).Подшипники могут быть самой важной частью шпинделя и определять его максимальные обороты, а также его жесткость и пригодность для ЧПУ.
• Drawbar: Drawbar используется для «втягивания» держателя инструмента в конус шпинделя, отсюда и название.
• Шайбы Belleville: это тип плоской пружины, цель которой - удерживать натяжение дышла на держателе инструмента.
• Pull Stud: это сменная деталь, которая ввинчивается в держатель инструмента. Зажим дышла захватывает тяговый стержень, чтобы дышло могло тянуть его вверх в конус.
• Зажим для дышла: Существуют различные конструкции, но Зажим для сцепки фиксирует сцепное устройство на тяговом стержне, когда он достаточно сильно втягивает стержень в конус.
• Приводной шкив: двигатель или трансмиссия вращают шпиндель через приводной шкив. Показанный дизайн - шкив синхронизации, но доступно много стилей.

Амбициозные мастера по изготовлению станков с ЧПУ могут разрабатывать и изготавливать собственные шпиндельные картриджи, но купить их гораздо проще. Есть высококачественные (по крайней мере для рынка DIY) картриджи, доступные по разумным ценам от таких нарядов, как Tormach.

Вы можете даже найти использованные шпиндельные патроны от VMC в таких местах, как eBay. Просто имейте в виду, что если они не находятся в хорошем состоянии, одни подшипники для коммерческого VMC очень дороги для замены. Если конус поврежден или существует чрезмерный износ, требующий повторной обработки, вы будете смотреть на очень дорогостоящий проект.

автономных шпинделей

Makita Trim Router: 1 шпиндель с высокой частотой вращения 1/4 л.с. примерно за $ 90…

Автономные шпиндели

, особенно трим-фрезерные, очень популярны среди мастеров фрезерных станков с ЧПУ.В устройстве, подобном изображенному выше изображению Makita RT0701CR, есть что понравиться:

Есть и минусы тоже:

• Держатель инструмента не съемный. Шпиндель имеет цанговый патрон, который обычно принимает только хвостовик инструмента 1 размера, и нет быстросменных держателей инструмента. Ручная смена инструмента происходит довольно медленно, и вы можете забыть об автоматических сменщиках инструмента.
• Маршрутизаторы и аналогичные шпиндели могут быть очень шумными, хотя это не универсально.

Изготовленные шпиндели

В старых фрезерных станках с ручным проектированием мы часто находим то, что я называю «Изготовленные шпиндели».С этими шпинделями труднее всего работать и модифицировать, поскольку они буквально встроены прямо в отливку головки шпинделя и не дают много места для модификации.

С учетом вышесказанного, общий подход состоит в том, чтобы, по меньшей мере, зажимать подвижные иглы для большей жесткости. Другая распространенная модификация - это переход от передач (действительно шумных и медленных!) К ременной передаче.

Конусы, дышла и держатели инструмента

Если оставить в стороне тип шпинделя, еще одно важное соображение касается конусности, дышла и держателей инструмента.Из приведенного выше обсуждения вы должны иметь хоть какое-то представление о том, что такое дышло и держатель инструмента. Конус шпинделя относится к размеру и типу держателя инструмента, который будет соответствовать шпинделю. Например, конус R8, который был представлен с оригинальными ручными фрезерными станками Bridgeport, очень популярен.

Существует огромное количество возможностей конусности шпинделя, поэтому я остановлюсь только на двух общих для фрезерных станков с ЧПУ своими руками: R8 и BT 30. Вот чертеж CAD обоих:

BT-30 вверху и R8 внизу ...

И вот их фото бок о бок:

R8 слева, BT30 справа…

Должно быть достаточно ясно, что BT-30 лучше.Он предпочтителен для приложений более высокого класса, но R8 достаточно для большинства фрезерных станков с ЧПУ. Возможностей гораздо больше, и мы подробно расскажем о компромиссах в нашей статье «Шпиндель, Drawbar и Toolchanger».

DIY Выбор шпинделя с ЧПУ

Правильный выбор шпинделя для вашего проекта ЧПУ своими руками начинается с составления набора сценариев того, как вы хотите использовать станок. При принятии решения важно понимать ряд решений:

• Какие материалы вы собираетесь вырезать на станке? Требования к скорости вращения для твердых металлов несколько отличаются от требований к мягким материалам, таким как дерево и пластик.
• Какие размеры резцов вы будете использовать?
• : Вам понадобится автоматическая смена инструмента? Много решений будет принято вокруг этого.

В общем, постарайтесь сделать свой выбор так, чтобы можно было использовать как можно больше недорогих готовых аксессуаров. Вместо того, чтобы выбрать экзотический конус шпинделя, выберите что-то общее, чтобы вы могли дешево купить патроны для инструментов.

У нас есть серия по разработке совершенной настольной мини-мельницы с ЧПУ, в которой подробно рассматриваются все эти конструктивные решения.Для получения информации о шпинделе, начните здесь:

[Ultimate Benchtop CNC Mini Mill Part 7: Шпиндель, дышло и инструментальный ящик]

И здесь:

[Ultimate Benchtop CNC Mini Mill Part 8: Шпиндель для нашей мельницы]

Дизайн шпинделя

Spindle Design - это то, чем я восхищался и потратил много времени на изучение. Реальность такова, что большинству мастеров DIY CNC не нужно знать об этом. Получить себе хороший шпиндель картриджа. Перевести существующую мельницу с зубчатой ​​передачи на ременную передачу.Или используйте автономный шпиндель. Ни один из этих проектов не требует, чтобы вы знали очень много о Spindle Design.

Но если вы заинтересованы в максимизации производительности, расширении возможностей и в целом создании большого количества работы (хотя и интересной работы!) Для себя, вы захотите немного углубиться в эту область. Я собрал все свои заметки на нем, поскольку они относятся к работе с ЧПУ своими руками в одной статье из двух частей, чтобы сэкономить ваше время и проблемы:

[Шпиндель фрезерного станка с ЧПУ: подшипники, ременный привод, VFD, ATC и примечания по проектированию]

Просто будьте осторожны - это глубокие воды с множеством акул, которые редко исследуются производителями DIY CNC.

,Фрезерный станок с ЧПУ