Шпиндель для фрезерного верстата з ЧПУ – варіанти, виготовлення своїми руками
Шпиндель фрезерного верстата, оснащеного ЧПУ, є найважливішим конструктивним елементом такого обладнання. У цій деталі закріплюється ріжучий інструмент, і саме вона передає йому обертання.
Шпинделі фрезерного верстата з ЧПУ, розміщені на рухомому порталі
Варіанти шпинделів для фрезерного верстата
Гравер
Якщо вас цікавить самий недорогий шпиндель для вашого саморобного фрезерного верстата з ЧПУ, то для цього можна використовувати серійний гравер. Потужність такого пристрою складає 125 Вт, а ціна починається від 500 рублів. Однак такий шпиндель має ряд істотних недоліків. На малих обертах він видає слабкий крутний момент, що не дозволяє використовувати його для обробки заготовок з металу. У зв’язку з цим застосовувати такий шпиндель можна тільки для гравіювання і для обробки заготовок з м’яких порід дерева фрезами невеликого діаметру.
Шпиндель з гравера буде, мабуть, самим бюджетним варіантом
Бормашінка
Другий варіант шпинделя для фрезерного верстата з ЧПУ, зробленого своїми руками, – це бормашина, вартість якої починається від 2000 руб. в порівнянні з гравером, такий пристрій працює значно тихіше, зовсім незначно втрачає крутний момент на малих обертах, відрізняється якісним патронним зажимом.
Бормашина «Профіль М-01» з кулачковим патроном, що дозволяє застосовувати насадки з хвостовиками різних діаметрів
DC-мотор
Шпиндель верстату для фрезерування можна виготовити своїми руками, використовуючи DC-двигуни, що працюють від напруги 12-48 Ст. Потужність таких моторів, здатних розвивати в хвилину 12 000 обертів, становить 400 Вт. Такий шпиндельний двигун відрізняється наступними перевагами: відсутністю сильного биття і сильного шуму при роботі, використанням стандартної цанги ER11A.
Якщо додати такий шпиндель нескладним електронним пристроєм, то за допомогою ЧПУ можна управляти числом його оборотів. Є у такого шпинделя і недоліки, до яких слід віднести необхідність в додатковому джерелі живлення, невисоку потужність, значне нагрівання при роботі, що викликає необхідність його охолодження. З-за невисокої потужності саморобний фрезерний верстат з таким шпинделем придатний для обробки тільки м’яких матеріалів.
Шпиндель саморобного фрезерного верстата з ЧПК з DC-мотора
Фрезер і прямошлифовальная машина
Як шпинделя для саморобних верстатів з ЧПУ можна також використовувати прямошлифовальная машини і фрезери. Якщо ви візьмете в якості шпинделя фрезер моделі Енкор ФМЕ-850 Вт, то у вас в розпорядженні виявиться верстат, на якому можна обробляти не тільки дерев’яні заготовки, але і вироби з фанери і кольорових металів. Що зручно, в комплекті з таким фрезером йде цанга 6 мм, для якої є стандартні перехідники 3 до 6 мм. Використовуючи цей перехідник, в такий шпиндель можна встановлювати фрези з діаметрами 0,1–6 мм.
Не всі моделі фрезерів мають у своєму комплекті таку цангу, що не дозволяє застосовувати їх для оснащення фрезерних верстатів з ЧПУ. Є у фрезера Енкор ФМЕ-850 Вт і недоліки, до яких відносяться висока гучність при роботі і відсутність в конструкції електронного пристрою, що відповідає за зміну кількості обертів, що не дозволяє використовувати його для обробки полімерних матеріалів (для цього потрібні невеликі обороти фрезера).
Використання вертикального фрезера як шпинделя верстата
Фрезер Sparky
Якщо на фрезерному верстаті з ЧПУ, який ви зробили своїми руками, необхідно обробляти полімерні матеріали, то в якості шпинделя для нього краще використовувати фрезери торгової марки Sparky. Потужність таких фрезерів може змінюватись в межах 500-1050 Вт. У конструкції моделей, потужність яких починається з 750 Вт, передбачено електронний пристрій, що відповідає за зміну кількості обертів, тому їх можна використовувати для обробки полімерних матеріалів (акрил, ПВХ, двосторонній пластик, модельний пластик та ін). Для обробки таких матеріалів фрезер повинен мати можливість обертатися з невеликою кількістю оборотів, не втрачаючи при цьому своєї потужності. Це запобігає нагрів в зоні обробки і плавлення пластику, а висока потужність забезпечує достатню продуктивність процесу фрезерування.
Фрезер Kress
Оптимальними по співвідношенню «ціна – якість» є фрезери торгової марки Kress, які також можна використовувати в якості шпинделів верстатів, оснащених системою ЧПУ. Великою перевагою таких фрезерів є те, що в їх конструкції передбачена система, яка нормує биття.
Фрезер Kress як шпинделя
Професійний шпиндель
При бажанні можна оснастити свій саморобний фрезерний верстат з ЧПУ професійним шпинделем, в конструкції якого передбачена система рідинного охолодження. Крім ефективної системи охолодження, в конструкції такого шпинделя є 3-4 підшипника, що значно підвищує його надійність і точність обробки (тут варто зауважити, що в шпинделях звичайного побутового обладнання встановлено лише 2 підшипника). До достоїнств таких пристроїв слід віднести відсутність в їх конструкції швидкозношуваних щіток і низький рівень шуму при роботі. Найбільшим недоліком таких шпинделів є те, що їх вартість починається від 7000 рублів. Крім того, додатково доведеться витратитися на придбання частотного перетворювача для системи охолодження, який коштує близько 6000 рублів.
Заводський поворотний шпиндель для верстата з ЧПУ
Шпиндель для верстата з ЧПУ своїми руками
Найчастіше для верстатів з ЧПУ, які зроблені своїми руками, використовують пристрій для різання металу «Дремель» або китайські аналоги подібного обладнання, які без проблем можна придбати в будь-якому місті РФ.
Між тим застосовувати такі пристрої як шпинделя фрезерного верстата не зовсім правильно, так як вони дуже швидко приходять в непридатність. Вся справа в тому, що в їх конструкції передбачений тільки один завзятий підшипник, що не дає їм можливості тривалий час сприймати бічні навантаження, характерні для фрезерної обробки.
Практично будь-яка технологічна операція по фрезеруванню деревини і металу виконується з бічними навантаженнями на ріжучий інструмент і, відповідно, на конструкцію шпинделя.
Дуже часто для саморобних фрезерних верстатів набувають шпинделі, в яких встановлені колекторні двигуни. Такі пристрої коштують недорого і добре працюють на високих оборотах, а на низьких значно втрачають свою потужність. Цих проблем можна уникнути, якщо встановити на свій верстат шпиндель з безколекторним двигуном.
В якості готової основи можна використовувати недорогий фрезерний верстат з ЧПУ, а для виготовлення для нього шпинделя своїми руками вам знадобляться наступні комплектуючі:
- електродвигун бесколлекторного типу (NTM серії 50-50 580 KV/2000 Вт);
- подовжений вал;
- контролер для бесколлекторного двигуна;
- сервотестер.
Безколекторний електродвигун ARES PRO SPEC
Сервотестер, який необхідний для регулювання швидкості обертання шпинделя, можна придбати недорогий. Важливо тільки звертати увагу на зручність кріплення такого пристрою до самого фрезерного верстата з ЧПУ.
Подовжений вал такого двигуна дозволяє закріплювати фрезу безпосередньо на ньому за допомогою цангового затиску. Для цього на вал двигуна за допомогою утримувачів встановлюються два підшипника, два вбудованих підшипника кочення має також і сам двигун. Зібрана таким чином конструкція відмінно протистоїть бічних навантажень, що виникають при фрезеруванні на верстаті не тільки металу, але і заготовок з м’якої деревини.
Схема установки підшипників (натисніть для збільшення)
Контролер, який ви будете використовувати для двигуна шпинделя, володіє функцією стабілізації обертів при змінах навантаження. Ця функція особливо корисна для виконання технологічних операцій чистової обробки заготовок з деревини, пластику та металу.
Після такої нескладної і маловитратної модифікації ви отримаєте в своє розпорядження фрезерний верстат з ЧПУ, обороти обертання шпинделя якого можна регулювати за допомогою сервотестера (забезпечувати стабільність оборотів буде контролер).
