Быстрообзор очередного оборудования для ЧПУ фрезера или опять из серии «смотрите, что я купил»
Оборудование крайне специфическое и узкоспециальное.
Двигатель-шпиндель с патроном ER11 для ЧПУ фрезера, причем с жидкостным охлаждением.
Несколько фотографий и дополнительная информация под катом

Приветствую всех!
Постараюсь кратко рассказать про достаточно мощный и при этом весьма бюджетный шпиндель для ЧПУ, с жидкостным охлаждением, который подойдет для ЧПУ деревообрабатывающего станка-фрезера.
MoscowShpindel.ru
Собственно говоря, побудило написать обзор два фактора.
Во-первых, это совсем недавний обзор от ув. Jager Шпиндель с водяным охлаждением и обсуждение в этом обзоре.
А во-вторых, флешсейл на шпиндель 1.5kW, фактически продается за полцены ($99.99), при нормальной стоимости подобных товаров около $200
MoscowShpindel.ru
Собственно говоря, шпиндель был приобретен по аналогичной предыдущей распродаже в июне, пока лежит, так как для использования предполагает наличие специального частотного преобразователя (VFD — variable-frequency drive) и насоса для охлаждающей жидкости. И если подключить шпиндель при наличии проточной водопроводной воды — можно, то питаться от сети 220В/50Гц он не сможет. Нужны будут 3 фазы с частотой до 400Гц.


Характеристики:
Мощность: 1,5кВт
Напряжение питания: 220VAC
Частота питания: 0-400 Гц
Скорость вращения: 0-24000 об/мин
Максимальное биение: 0.01 мм
Размер двигателя: 80 мм x 188 мм. Внимание, в лоте неправильно указан диаметр! не 65мм, а 80мм!
Цанговый патрон: типа ER11, для 6 мм
Тип гайки: ER11-A
Тип управления: изменение частоты и величины питающего напряжения
Тип охлаждения: Жидкостное
Тип электрического разъема: GX16
Смазка: Высокотемпературная смазка
Масса шпинделя: 3 кг
Масса упаковки: 4 кг
Возможная область применения: деревообработка, мебельное производство, художественная резьба по дереву или народные промыслы, металлообработка, изготовление пресс форм, изготовление ювелирных изделий, производство мастер моделей, раскрой ДСП и резка листовых материалов, моделирование и резка заготовок для масштабных моделей, изготовление радиоуправляемых моделей, производство сувенирной и рекламной продукции, производство наружной рекламы.

Несколько слов про VFD
MoscowShpindel.ru

Частотный асинхронный преобразователь частоты служит для преобразования сетевого трёхфазного или однофазного переменного тока частотой 50 (60) Гц в трёхфазный или однофазный ток, частотой от 1 Гц до 800 Гц.


(Цитата отсюда)
Фактически установкой через дисплей или шину данных можно управлять направлением вращения, стартом-остановкой, частотой (и мощностью, то есть напряжением) на двигателе. Плюс, в зависимости от модели частотного преобразователя, присутствуют в большом количестве различные настройки (ограничивающие и т.п.)
MoscowShpindel.ru
Фактически, нам нужен самый дешевый частотный преобразователь на 1,5кВт, желательно однофазный (преобразователь сам делает на выходе три фазы), который проще использовать в «бытовых» условиях.

Теперь про насос. Я купил самый простой насос для ЧПУ техники. Он погружного типа, на 75Вт и около 3 кубов в час. Подходит для шпинделей на 1,5кВт, 2,2кВт, а также для охлаждения лазерных СО2 труб.
MoscowShpindel.ru

Теперь про посылку. Получил курьерской службой, я думаю это лучший вариант, так как Почта России размотала бы такую тяжелую коробку (ну или было бы сильно дороже).


MoscowShpindel.ru
Собственно говоря, масса почти 4 кг
MoscowShpindel.ru
Упаковано в плотную пенопластовую коробку, замотано скотчем.
MoscowShpindel.ru
Внутри — шпиндель с цанговым патроном ER11, и разъем для подключения (кабельная часть).
MoscowShpindel.ru
Для электрического подключения используется разъем типа GX16 (4 контакта), так называемые «авиационные» разъемы, которые обеспечивают защиты от пыли и влаги. На самом деле обычный промышленный разъем.
MoscowShpindel.ru
Контакты «1 »,«2 »,«3» подключаются к частотному преобразователю (U, V, W), контакт «4» — к заземлению (общий провод, GND)
MoscowShpindel.ru
Внешний вид разъема GX16
MoscowShpindel.ru
MoscowShpindel.ru
Для подключения водопровода есть два фитинга, вход и выход. Для удобства можно купить силиконовый шланг, как вариант — армированный силиконовый шланг.
MoscowShpindel.ru
Механически шпиндель устанавливается на специальных захват-кронштейн (clamp) для 65мм 80мм. По маркировке размер 80 мм на 188мм.

MoscowShpindel.ru
Размер шпинделя: 20 см по высоте, плюс высота патрона и разъемов-фитингов. Диаметр 80мм.
MoscowShpindel.ru
Диаметр 80мм.
MoscowShpindel.ru
Для установки фрез используется цанговый патрон типа ER11 (chuck)
MoscowShpindel.ru
Вот фото со снятой гайкой ER11A
MoscowShpindel.ru
Гайка отдельно. В комплекте только одна цанга. Остальные можно докупить (Er11 spring collet)
MoscowShpindel.ru
Ну и фото маркировки на двигателе. Присутствует метка направления вращения и напоминание о режиме питания двигателя (400Гц)
MoscowShpindel.ru
Сам двигатель очень увесистый, видны следы обильной смазки. При вращении практически нет посторонних звуков — двигатели с жидкостным охлаждением одни из самых тихих.
Собственно говоря, я сейчас нахожусь на стадии выбора частотного преобразователя для шпинделя.

Приведу несколько примеров работы с аналогичным двигателем.
Во-первых, неплохой способ проверки двигателя дома. Подключаем проточную воду к шлангам, подачу к шпинделю. Обратку — в раковину. Плюс однофазный частотный преобразователь (инвертер VFD). Выставляем на нем минимальное вращение, подаем команду на запуск.


И пример фрезеровки на ЧПУ

Обработка алюминия

Собственно говоря, у меня все.

P.s. По частотным преобразователям много информации, но правда и настроек много. Достаточно изучить основные, необходимые для запуска.

UPDATE: Внимание, в лоте неправильно указан диаметр! не 65мм, а 80мм!
Да и длина тоже, не 195мм, а 188мм (маркировка на корпусе верная, описание — не верное)

Варианты шпинделей для фрезерного станка

Гравер

Если вас интересует самый недорогой шпиндель для вашего самодельного фрезерного станка с ЧПУ, то для этого можно использовать серийный гравер. Мощность такого устройства составляет 125 Вт, а цена начинается от 500 рублей. Однако такой шпиндель имеет ряд существенных недостатков. На малых оборотах он выдает слабый крутящий момент, что не позволяет использовать его для обработки заготовок из металла. В связи с этим применять такой шпиндель можно только для гравировки и для обработки заготовок из мягких пород дерева фрезами небольшого диаметра.

Бормашинка

Второй вариант шпинделя для фрезерного станка с ЧПУ, сделанного своими руками, – это бормашина, стоимость которой начинается от 2000 руб. По сравнению с гравером, такое устройство работает существенно тише, совсем незначительно теряет крутящий момент на небольших оборотах, отличается качественным патронным зажимом.


DC-мотор

Шпиндель станка для фрезерования можно изготовить своими руками, используя DC-моторы, работающие от напряжения 12–48 В. Мощность таких моторов, способных развивать в минуту 12 000 оборотов, составляет 400 Вт. Такой шпиндельный двигатель отличается следующими преимуществами: отсутствием сильного биения и сильного шума при работе, использованием стандартной цанги ER11A.

Если дооснастить такой шпиндель несложным электронным устройством, то при помощи ЧПУ можно управлять числом его оборотов. Есть у такого шпинделя и недостатки, к которым следует отнести необходимость в дополнительном источнике питания, невысокую мощность, значительный нагрев при работе, что вызывает необходимость его охлаждения. Из-за невысокой мощности самодельный фрезерный станок с таким шпинделем пригоден для обработки только мягких материалов.

Фрезер и прямошлифовальная машина

В качестве шпинделя для самодельных станков с ЧПУ можно также использовать прямошлифовальные машины и фрезеры. Если вы возьмете в качестве шпинделя фрезер модели Энкор ФМЭ-850 Вт, то у вас в распоряжении окажется станок, на котором можно обрабатывать не только деревянные заготовки, но и изделия из фанеры и цветных металлов. Что удобно, в комплекте с таким фрезером идет цанга на 6 мм, для которой есть стандартные переходники 3 в 6 мм. Используя этот переходник, в такой шпиндель можно устанавливать фрезы с диаметрами 0,1–6 мм.


Не все модели фрезеров имеют в своем комплекте такую цангу, что не позволяет применять их для оснащения фрезерных станков с ЧПУ. Есть у фрезера Энкор ФМЭ-850 Вт и недостатки, к которым относятся высокая шумность при работе и отсутствие в конструкции электронного устройства, отвечающего за изменение количества оборотов, что не позволяет использовать его для обработки полимерных материалов (для этого необходимы небольшие обороты фрезера).

Фрезер Sparky

Если на фрезерном станке с ЧПУ, который вы сделали своими руками, необходимо обрабатывать полимерные материалы, то в качестве шпинделя для него лучше использовать фрезеры торговой марки Sparky. Мощность таких фрезеров может варьироваться в пределах 500–1050 Вт. В конструкции моделей, мощность которых начинается с 750 Вт, предусмотрено электронное устройство, отвечающее за изменение количества оборотов, поэтому их можно использовать для обработки полимерных материалов (акрил, ПВХ, двухсторонний пластик, модельный пластик и др.). Для обработки таких материалов фрезер должен иметь возможность вращаться с небольшим количеством оборотов, не теряя при этом своей мощности. Это предотвращает нагрев в зоне обработки и плавление пластика, а высокая мощность обеспечивает достаточную производительность процесса фрезерования.

Фрезер Kress


Оптимальными по соотношению «цена – качество» являются фрезеры торговой марки Kress, которые также можно использовать в качестве шпинделей для станков, оснащенных системой ЧПУ. Большим преимуществом таких фрезеров является то, что в их конструкции предусмотрена система, которая нормирует биение.

Профессиональный шпиндель

При желании можно оснастить свой самодельный фрезерный станок с ЧПУ профессиональным шпинделем, в конструкции которого предусмотрена система жидкостного охлаждения. Кроме эффективной системы охлаждения, в конструкции такого шпинделя есть 3–4 подшипника, что значительно повышает его надежность и точность обработки (здесь стоит заметить, что в шпинделях обычного бытового оборудования установлено только 2 подшипника). К достоинствам таких устройств следует отнести отсутствие в их конструкции быстроизнашиваемых щеток и низкий уровень шума при работе. Самым большим недостатком таких шпинделей является то, что их стоимость начинается от 7000 рублей. Кроме того, дополнительно придется потратиться на приобретение частотного преобразователя для системы охлаждения, который стоит порядка 6000 рублей.

Шпиндель для станка с ЧПУ своими руками

Чаще всего для станков с ЧПУ, которые сделаны своими руками, используют устройство для резки металла «Дремель» или китайские аналоги подобного оборудования, которые без проблем можно приобрести в любом городе РФ.

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.

В качестве готовой основы можно использовать недорогой фрезерный станок с ЧПУ, а для изготовления для него шпинделя своими руками вам понадобятся следующие комплектующие:

  • электродвигатель бесколлекторного типа (NTM серии 50-50 580 KV/2000 Вт);
  • удлиненный вал;
  • контроллер для бесколлекторного двигателя;
  • сервотестер.

Сервотестер, который необходим для регулировки скорости вращения шпинделя, можно приобрести самый недорогой. Важно только обращать внимание на удобство крепления такого устройства к самому фрезерному станку с ЧПУ.

Удлиненный вал такого двигателя позволяет закреплять фрезу непосредственно на нем при помощи цангового зажима. Для этого на вал двигателя посредством держателей устанавливаются два подшипника, два встроенных подшипника качения имеет также и сам двигатель. Собранная таким образом конструкция отлично противостоит боковым нагрузкам, возникающим при фрезеровании на станке не только металла, но и заготовок из мягкой древесины.


Контроллер, который вы будете использовать для двигателя шпинделя, обладает функцией стабилизации его оборотов при изменениях нагрузки. Эта функция особенно полезна для выполнения технологических операций по чистовой обработке заготовок из древесины, пластика и металла.

После такой несложной и малозатратной модификации вы получите в свое распоряжение фрезерный станок с ЧПУ, обороты вращения шпинделя которого можно регулировать при помощи сервотестера (обеспечивать стабильность оборотов будет контроллер).

MoscowShpindel.ru

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector