Шпиндель — Википедия Переиздание // WIKI 2

Источник: http://axissteel.ru/uzly-sverlilnogo-stanka/

Устройство и характеристики

Обработка металла на станках получила широкую распространенность. Это и не удивительно, с появлением машинизированного оборудования значительно, в разы увеличилась производительность труда, а сам процесс изготовления металлических изделий стал намного проще – рабочие тратят меньше времени на один производственный цикл.

Создание станочного оборудования также обеспечило:

• Более высокое качество деталей, хороший класс точности.
• Снижение итоговой стоимости всех работ.
• Увеличение скорости производства.

Практически ни один станок не обходится без фиксации шпинделя – что это расскажем на примере токарного аппарата. Это элемент, который отвечает за крепкую и надежную установку на одном месте заготовки. Если брать в качестве образца токаря, то он крепит металлический брусок или вал между двумя бабками, с одной из сторон которой установлен такой держатель. Вторая очень простая иллюстрация – это дрель. Здесь для того, чтобы удержать сверло или другой инструмент, тоже нужно монтировать его внутрь шпинделя.

Само слово имеет немецкое происхождение. Spindel – это веретено, то есть то, что имеет возможность вращаться в разные стороны. Конструктивно это вал. Сам термин в основном применяется в таких направлениях как станкостроение, металлообработка и деревообработка, соответственно. Это крайне важный элемент, без него не может быть представлена работа ни единого устройства. Задача детали – передавать усилие, которое генерирует электродвигатель, к обрабатываемой заготовке из металла или дерева, пластмасса. На вал крепится приспособление для центрирования и зажима данного бруска.

Объясним еще раз на простом примере, чтобы понять, что есть две основные цели – вращаться и держать заготовку. В токарном станке есть шпиндель. С одной стороны прикреплено зубчатое колесо, посредством него происходит передача усилия. Со второго края вала расположен подшипник. На него прикрепляется патрон для зажима.

Но, казалось бы, зачем еще он нужен, если можно присоединять металлический или деревянный образец непосредственно к коробке передач, редуктору? Дело в том, что эти части станка не приспособлены к повышенным вибрациям и высоким нагрузкам, они просто сломаются от них. А вот вал может стать посредником, который и принимает на себя все механические (и термические) воздействия. К тому же, на одной его стороне есть патрон, который имеет элементы крепления – резьбу, шлицы, пазы, то есть универсально подходят под конкретную цель крепежа.

Какие можно назвать особенности устройства шпинделя:

• Крепление осуществляется с помощью подшипника качения. Это прочный узел, стандартный, но он тоже имеет различные исполнения. Например, одни могут иметь устойчивость к вибрации, другие – более дешевую стоимость. Намного лучше работают станки, оснащенные системой подачи охлаждающей и смазывающей жидкости, потому что в таком случае подшипники меньше испытывают напряжение и трение, тем самым значительно увеличивая срок годности.
• Основное вращательное движение вал получает от асинхронного двигателя. Он устанавливается в корпусе оборудования – обычно в правой бабке. Сперва электродвигатели питались только от трехфазных источников и устанавливались непосредственно на производствах. Считалось, что они обладали более высокой мощностью. Но сейчас производят аппаратуру, которая питается от 220 В, поэтому может быть размещена и в обычных условиях – часто токарные или фрезеровочные установки стоят в гаражах и иных «домашних» постройках для личного пользования.
• Шпиндель может получать вращательное движение напрямую от электродвигателя, но чаще – через дополнительный узел, например, ремень. Ременная передача удобна – эта деталь недорого стоит, легко крепится, а также проста в использовании, но на очень высоких оборотах она может проскальзывать. В таких случаях, когда нужна большая скорость, устанавливают зубчатые колеса, шестерни.
• Основное крепление, которое находится с края вала, – это цанговый патрон. Это позволяет осуществить надежное крепление хвостовика любого диаметра. Практически все инструменты для резки по металлу, для сверления оснащены таким наконечником (хвостом), а если нет, то крепить приходится по внешнему краю, что намного менее надежно и допускает значительные расхождения и вибрации.
• Очень важно при промышленном производстве – наличие системы охлаждения на токарных или фрезерных станках. Она играет большое значение – продлевает максимальный период эксплуатации, а также время беспрерывной металлообработки.
• Самые сложные шпиндели – у аппаратуры с ЧПУ. Дело в том, что наличие пульта числового управления делает возможным изготовление деталей с максимальной точностью. Это, в свою очередь, требует минимальных вибраций. Такую качественную аппаратуру можно заказать через интернет на сайте компании https://stanokcnc.ru/. Здесь представлены качественные станки для обработки металлических заготовок.
• Степень фиксации вала напрямую зависит от скорости вращения. Чем она выше, тем более надежно должно происходить крепление.

Источник: http://stanokcnc.ru/articles/shpindel-stanka-chto-eto-takoe-i-dlya-chego-on-nuzhen/

ЧПУ: классификация и пояснения

ЧПУ сегодня в станках используется повсеместно, с той лишь оговоркой, что строго по технологическим нуждам: если есть возможность выполнить деталь, при этом нет требований по сверхточности ее исполнения, можно просто пригласить на работу опытного мастера, который выполнит ее на привычном ручном станке.

Хотя для работы дома (для ювелиров, художников по дереву и металлу) встречается миниатюрный настольный станок, но не менее профессиональный и надежный.

Видео:

Так что цена и вопрос уместности хоть и банальны, но насущны. Технологически систему ЧПУ можно поделить на 2 группы:

1. Позиционная: сверло и заготовка движутся прерывисто – точка за точкой. При этом позиции находятся либо далеко (скажем, при растачивании и сверлении), либо близко друг от друга (как при точении и фрезеровании);
2. Непрерывное перемещение: контурная работа в одно движение.

Позиционная система ЧПУ – самый простой вид управления, только используется в основном в сверлильных и координатно-расточных станках, где не требуется фигурное движение – только по прямой.

Прямоугольная система ЧПУ перемещает сверло по очереди вдоль конкретной оси координат, при этом скорость перемещения задана самой программой.

Такая система используется также ограниченно (сравнительно) на заготовках, которые можно класть параллельно к осям координат (точение, фрезерование).

Формообразующая ЧПУ

Об этом типе ЧПУ нужно сказать отдельно. Это более продвинутый вариант позиционирования и работы в целом, так как инструмент движется по двум координатам и более, что позволяет выполнять обработку заготовок любой формы.

Интерполятор одновременно выдает координаты в трехмерном пространстве в виде определенного числа приводов подач. Сегодня все больше выпускается станков именно с формообразующей ЧПУ.

Видео:

Да, они дороги, но такое профессиональное оборудование быстро окупается, так как позволяет производить сложнейшие детали, которые стоят недешево.

Но даже такой инновационный станок может предложить выбор опций: 2D и 3D формообразование.

2D формообразование управляется по двум осям координат, значит можно перемещать сверло по дуге и прямой линии. Частный вариант этого типа – 2½D формообразование.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Характеристики сверлильно-фрезерных станков

Сверло движется уже по 3 осям координат, но разница в том плане, что управляемыми являются всего 2 оси, а третья служит для установки, подвода и отвода инструмента.

После исполнения команды на движение в некой плоскости, система может перейти на движение в другой.

Текущая плоскость обработки вкупе с одновременным управлением разными осями позволяет работать сверлу в плоскостях XY, XZ, YZ.

Такая система ЧПУ используется в простых станках, которые оснащены шаговым приводом подачи.

Что примечательно, обрабатывать на станке можно сложные контуры и поверхности, но объемная деталь обрабатывается послойно в конкретной вертикальной или горизонтальной плоскости, а не непрерывно.

3D формообразование – венец станкостроения, который производит высокоточные детали, причем с гладкой поверхностью.

Видео:

Инструмент станка движется сразу по 3 осям, а значит можно обработать любой пространственный контур непрерывно. По большей части используется метод фрезерования, чем сверления.

Впрочем, если станок универсальный, да еще и с 3D, то он выполнит любую деталь, не говоря уже про обычное сверление. Цена на такой агрегат достигает порой нескольких тысяч евро.

Источник: http://teplobloknn.ru/oborudovanie/ustrojstvo-shpindelya-sverlilnogo-stanka.html

Преимущества

У шпинделей есть несколько преимуществ:

1. КПД этих деталей достигает 95%, что считается очень высоким показателем.
2. Для производства изготавливаются шпиндели с высокими характеристиками в плане износоустойчивости и надежности. В новых моделях устанавливаются головки, изготовленные из бронзы.
3. Не требуется частый ремонт благодаря надежности подвижных механизмов.

При эффективной системе охлаждения, изготавливаемые детали не будут иметь дефектов после обработки.

Источник: http://sumkivtrende.ru/tehosnastka/shpindel-chertezh.html

Коробка скоростей сверлильного станка

Коробка скоростей сверлильного станка содержит в большинстве случаев зубчатые передачи, переключениями которых получают различные скорости шпинделя. Шпиндель современных вертикально сверлильных станков имеет 6-12 ступеней скорости, обеспечиваемых сочетанием коробки скоростей с одно- или двухскоростным электродвигателем. На некоторых моделях установлен бесступенчатый вариатор который заменяет коробку скоростей сверлильного станка. На рис. 1 показана коробка скоростей вертикально сверлильного станка. Корпус коробки 1 прикреплен к верхнему торцу станины. На крышке з корпуса установлен приводной электродвигатель, соединенный с первым валом коробки муфтой 6. С помощью двух передвижных блоков 7 и 8 гильзе 2 сообщается шесть различных скоростей, при односкоростном двигателе. Гильза имеет внутренние шлицы, посредством которых вращение передается шпинделю. Сменные шестерни 4-5 позволяют получить более высокий ряд скоростей шпинделя, например, при переходе на обработку заготовок из цветных металлов.

Рис. 1. Коробка скоростей вертикально сверлильного станка

Источник: http://axissteel.ru/uzly-sverlilnogo-stanka/

Виды вертикально-сверлильные станки

Вертикальные аппараты также подвергают классификации:

• Станки с постоянным вылетом шпинделя.
• Радиальные – с изменяющимся вылетом шпинделя. Эти станки устанавливаются на стену или пол, такое оборудование предназначено для сверления тяжелых и громоздких изделий. Суппорт шпинделя в данном случае может быть установлен в любом месте рукава. Это очень удобно, так как такая конструкция дает возможность осуществлять процесс сверления без перестановки изделия.
• Универсальные – то оборудование, в котором шпиндель может быть установлен под любым углом к столешнице станка.

Вертикальные станки способны создавать небольшие отверстия и работать с малогабаритными изделиями. Горизонтальные станки предназначены для создания больших отверстий, радиусом более 50 мм, а также для обработки длинных изделий.

Отдельным классом можно выделить переносные станки для сверления. Они могут быть трех видов – электрические с мотором, пневматические, имеющие привод, который действует сжатым воздухом, а также механические, которые имеют привод от гибкого вала. Вал вращается под действием электрического мотора или двигателя внутреннего сгорания.

Источник: http://teplobloknn.ru/oborudovanie/ustrojstvo-shpindelya-sverlilnogo-stanka.html

Шпиндель сверлильного станка

Рис. 2. Шпиндель вертикально сверлильного станка

Источник: http://axissteel.ru/uzly-sverlilnogo-stanka/

Применение шпинделя

Используется подобное устройство при создании самого различного оборудования и инструментов. Как ранее было отмечено, назначение заключается в фиксации инструментов и деталей. Область применения может быть существенно расширена за счет применения различной оснастки. Среди особенностей отметим следующее:

1. Все электрооборудование производится при применении шпинделя. Оно используется для непосредственной фиксации различных насадок.
2. Фрезерные станки получили весьма широкое распространение. Это связано с тем, что при применении фрезерного станка можно получить корпусные детали различного типа.
3. Шпиндель можно встретить и как отдельный узел других станков, к примеру, токарной группы. Предназначение в этом случае заключается в фиксации проката для его обработки.

Ключевыми особенностями механизма можно назвать то, что оно обеспечивает надежное крепление инструмента и деталей даже при высокой осевой скорости и вращении.

Источник: http://stankiexpert.ru/tehnologicheskaya-osnastka/zapchasti/chto-takoe-shpindel.html

Классификация шпинделей по типу, размеру и диаметру

Есть различные основания для классифицирования. Первая, она же, пожалуй, основная, – это то, для какого оборудования предназначен узел. Безусловно, для разных станков и электрооборудования необходимы различные приборы.

Второй принцип различения – это типоразмер. Аппараты бывают разных размеров, предназначены для промышленного использования и частного применения. В связи с этим и расходные детали нужны самые разные – покрупнее помельче. Если вы хотите заменить шпиндель на собственном станке, то обязательно при покупке необходимо указать номер своего оборудования, название и год выпуска (могут быть разные модификации).

Ну и последняя, но не по назначению, классификация – по виду. Валы могут быть:

• Коллекторные. Это устройство, включающее цанговый валец высокоскоростного типа. Основные сферы использования – фрезерные станки, а также операции по нанесению гравировки.
• Специализированные на высоких оборотах. Они позволяют достигать значительной скорости металлообработки, поэтому повышается производительность. Но так как хорошее качество может быть достигнуто только при большой точности, то применяются высокоскоростные модели в основном только на оборудовании с ЧПУ. Купить такие станки можно на сайте https://stanokcnc.ru/.
• Конструкция со встроенным охлаждением. Охлаждающая система может подавать через деталь или жидкость, или холодный воздух. Это повышает скорость резания и степень шероховатости поверхности, а трение становится меньше, поэтому и износ тоже приходит позже.

Есть и еще одна классификация – по производителю. Конечно, европейское изготовление более предпочтительно, чем китайское. В Европе часто используют фарфоровые подшипники, которые дают очень положительные качества работы.

Источник: http://stanokcnc.ru/articles/shpindel-stanka-chto-eto-takoe-i-dlya-chego-on-nuzhen/

Примечания

Эта страница в последний раз была отредактирована 5 октября 2020 в 16:20.

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.