Мощность шпинделя

  • 25 декабря 2017

В данной статье мы рассмотрим одну из важнейших характеристик шпинделя и ее влияние на работу устройства.


Производительность фрезерного станка характеризуется оптимальным соотношением различных показателей, результатом взаимодействия которых является количество обрабатываемых деталей в единицу времени. Для достижения максимальной продуктивности особую роль играет такой параметр, как «мощность» шпинделя, которая, как правило, зависит от характера выполняемых работ, обрабатываемого материала, скоростных характеристик станка и т.д. Мощность шпинделя ни при каких условиях не рассматривается «в отрыве» от остальных характеристик фрезерного станка с ЧПУ, так как, например, недостаточная жёсткость станины фрезера не позволит обрабатывать прочные заготовки, даже если производитель (с неясной целью) оснастил станок очень мощным шпинделем. Поэтому мощность шпинделя – это одна из составляющих, влияющая на общую производительность.

Диаметры шпинделя, также как и размер цанг, зависят от его мощности, ведь чем мощнее шпиндель, тем больший диаметр фрез он допускает к использованию. В стандартных станках применяются цанги ЕR11, ЕR16 и ЕR20 для работы с диаметрами хвостовиков 7, 10 и 13 мм соответственно. Промышленные цанги ЕR25, ЕR32 и ER40 используют в случае размера хвостовика 16, 20 и 25 мм соответственно.

Кроме перечисленных параметров важны также конструктивные особенности двигателя шпинделя: количество обмоток, вид ротора, способ снятия и подачи нагрузки на обмотки. Также не стоит исключать влияние на производительность станка используемого подшипника, ведь без данного приспособления невозможно обеспечить высокие скорости вращения, необходимый вращающий момент и мощность к инструменту, хорошую нагрузочную способность и длительный срок службы шпинделя.

В свою очередь, в зависимости от используемой мощности, процесс фрезерования можно разделить на два способа: с быстрой подачей и замедленным вращением фрезерного инструмента, либо наоборот. Первый способ называется скоростным, а второй – силовым. Скоростной способ используется при чистовой обработке материалов, поэтому не требует высокой мощности и повышенной силы резания. В то время как при силовом требуется наращенный крутящий момент и достаточная мощность. При необходимости обеспечения высокой мощности на низких оборотах станки могут быть оснащены редуктором, что позволит выполнять на данном оборудовании и черновые, и чистовые операции. В промышленном производстве чаще всего применяется силовое фрезерование для того, чтобы максимально быстро снимать лишний материал на поверхности заготовки. При этом необходимо учитывать правильные режимы резания конкретно для определенного вида фрез и выставлять точные параметры скорости вращения, заглубления и подачи. Таким образом, можно эксплуатировать фрезы, получая максимальную производительность, без чрезмерного износа инструмента. Если из станка нельзя «выжать» хорошее усилие, то лучше не экспериментировать и использовать скоростное фрезерование, установив максимальную скорость подачи и минимальную скорость вращения фрезы.

Основные правила при выборе мощности:

Мощность

Применение

0,8 кВт с цангой ER-11

Неглубокие граверные работы по латуни, обработка тонкого пластика, фанеры, гравировка мягких металлов, фрезерование печатных плат и т.д.

1,5 кВт с цангами ER-11, ER-16

Обработка латуни, алюминия. Работы с твёрдой древесиной и акрилом.

2,2 кВт с цангами ER-16, ER-20

Обработка твердых пород дерева, акрила, гравировка и фрезеровка на мягких металлах, организация 3D рельефов на дереве и пластиках.

3 кВт с цангой ER-20

Работы по мягким металлам, дереву, фанере и пластику.

4,5 кВт и выше с цангами ER-25, ER-32, ER-40

Отделка твердых деревянных заготовок, мягких металлов, а также работы по камню и мрамору.

Таким образом, выбирая шпиндель, исходя из его мощностных характеристик, важно учитывать его совместимость с фрезерным оборудованием, чтобы получить впоследствии высокий КПД. Также важно, какой материал будет подвергаться обработке, так как при работе, например, с тонким пластиком, не требуется высокая мощность. В то время как при отделке камня и мрамора, потребуется мощный шпиндель совокупно с высокопроизводительным фрезерным станком ЧПУ.