Когда мы упоминаем станки с ЧПУ, большинство людей могут подумать о прецизионных процессах обработки, высокой эффективности производства и сложных механических конструкциях. Однако мало кто по-настоящему обращает внимание на незаменимый основной компонент каждого станка с ЧПУ — шпиндель с ЧПУ.
Шпиндель с ЧПУ, как основной компонент производства пластмасс и металлический станок с ЧПУ, не только поддерживает обрабатывающий инструмент, но также имеет решающее значение для высокой точности и эффективности работы всего станка. Будь то фрезерный станок с ЧПУ, гравировальный станок или токарный станок, их способность точно выполнять различные сложные задачи обработки зависит от точного управления и эффективной работы шпинделя с ЧПУ.
Итак, что же такое шпиндель с ЧПУ? Как это работает? Пожалуйста, продолжайте читать, чтобы узнать больше о шпинделе.
Что такое шпиндель с ЧПУ?
Шпиндель с ЧПУ — это вал станка, который приводит во вращение заготовку или режущий инструмент. За исключением станков, таких как строгальные и протяжные станки, которые имеют линейные основные движения, большинство станков с ЧПУ оснащены шпиндельными компонентами.
Точность движения и структурная жесткость компонентов шпинделя являются решающими факторами, определяющими качество обработки и эффективность резания. Детали шпинделя станков с ЧПУ должны соответствовать высоким требованиям точности при чистовой обработке, а также обладать режущей способностью, необходимой для черновой обработки. Кроме того, компоненты шпинделя станка с ЧПУ должны обладать высокой динамической и статической жесткостью и устойчивостью к термической деформации.
Шпиндели с ЧПУ предназначены для обеспечения точного контроля скорости и крутящего момента для удовлетворения различных требований обработки. Обычно они приводятся в движение электродвигателями, которые могут быть двигателями переменного тока (переменного тока) или двигателями постоянного тока (постоянного тока), в зависимости от потребностей применения и конструкции машины.
Как работают шпиндели с ЧПУ?
Принцип работы шпинделя с ЧПУ в первую очередь основан на приводе двигателя и опоре подшипников, обеспечивающих вращение режущего инструмента с высокой скоростью и стабильностью.
Обычно шпиндель приводится в действие мощным двигателем (например, серводвигателем или шаговым двигателем). Эта система привода точно контролирует вращение двигателя шпинделя в соответствии с инструкциями, отправленными системой управления ЧПУ.
Шпиндель поддерживается шпиндельными подшипниками, которые обеспечивают его устойчивость и точность при высокоскоростном вращении. Режущие инструменты (например, сверла, фрезы и т. д.) крепятся на шпинделе с помощью какой-либо системы зажима (например, держателей инструментов, держателей инструментов или цанг).
Система управления ЧПУ действует как «мозг» всего процесса. Основываясь на заранее написанной программе обработки (обычно G-коде, созданном программным обеспечением CAD/CAM), она точно контролирует скорость, направление вращения и продолжительность вращения двигателя шпинделя. Это позволяет станку с ЧПУ автоматически выполнять различные сложные операции обработки, такие как резка, фрезерование и сверление.
Распространенные методы привода шпинделя с ЧПУ
Первичный привод станков с ЧПУ требует широкого диапазона скоростей, чтобы обеспечить использование разумных параметров резания во время обработки, тем самым обеспечивая оптимальную производительность, точность обработки и качество поверхности.
Зубчатая передача
Зубчатая передача обычно используется в больших и средних станках с ЧПУ. В этом методе пары шестерен используются не только для завершения передачи, но и для достижения ступенчатой переменной скорости или сегментного бесступенчатого изменения скорости шпинделя. Это гарантирует, что шпиндель соответствует характеристикам крутящего момента, необходимым на низких скоростях. Переключение скользящих передач в основном осуществляется с помощью гидравлических вилок или с прямым приводом от гидравлических цилиндров.
Хотя этот метод передачи эффективен, он усложняет гидравлическую систему станка с ЧПУ. Электрические сигналы от устройства ЧПУ сначала необходимо преобразовать в механические действия электромагнитных клапанов, которые затем распределяют гидравлическое масло по соответствующим гидроцилиндрам, вводя таким образом промежуточные этапы в процесс изменения скорости.
Синхронная ременная передача
Синхронно-ременная передача в основном используется в небольших станках с ЧПУ. Он позволяет избежать вибрации и шума, связанных с зубчатой передачей, но подходит только для шпинделей с низким крутящим моментом.
Синхронная ременная передача сочетает в себе преимущества ременной и цепной передачи. Рабочая поверхность ремня и наружная окружность шкива имеют зубья, обеспечивающие нескользящую передачу зацепления. Ремень синхронизатора имеет высокопрочный слой, который не растягивается упруго при выдерживании нагрузок, сохраняет шаг ремня и обеспечивает синхронную передачу без относительного проскальзывания между ведущим и ведомым шкивами.
Моторная трансмиссия
В моторной трансмиссии двигатель также известен как электрический шпиндель. Статор двигателя неподвижен, а ротор и шпиндель объединены в единую конструкцию. Это значительно упрощает конструкцию шпиндельной коробки и шпинделя, эффективно увеличивая жесткость компонентов шпинделя. Однако этот метод имеет меньший выходной крутящий момент, а тепло, выделяемое двигателем, может существенно повлиять на точность шпинделя. Например, шпиндельный блок разработанного в Японии вертикального обрабатывающего центра, оснащенного внутренним мотор-шпинделем, может достигать максимальной скорости 50,000 XNUMX об/мин.
Как найти правильный шпиндель с ЧПУ?
Главный шпиндель станков с ЧПУ должен отвечать следующим требованиям:
Долговечность точности
Долговечность точности шпиндельного узла означает его способность сохранять первоначальную точность изготовления в течение длительного периода. Станки с ЧПУ стоят дорого, и для ускорения окупаемости инвестиций они часто работают с высоким коэффициентом использования. Чтобы продлить срок службы и сократить частоту технического обслуживания, компоненты шпинделя станка с ЧПУ должны обладать превосходной точностью и долговечностью.
Материал и мощность шпинделя
Обычные материалы шпинделя включают углеродистую сталь, легированную сталь, нержавеющую сталь и керамику. Каждый материал имеет различную твердость, износостойкость и термостойкость. Для шпинделей, которым необходимо обрабатывать твердые материалы, такие как сталь, обычно выбираются высокопрочные и твердые материалы, такие как легированная сталь или нержавеющая сталь.
Чем больше мощность, тем выше крутящий момент и скорость вращения шпинделя, что позволяет использовать сверла большего размера на более высоких скоростях. Например, если вы планируете сверлить сталь сверлом диаметром 6 мм при 2000 об/мин, но ваш шпиндель может обеспечить максимальную мощность только 0.6 кВт, этого будет недостаточно. Вам понадобится шпиндель большей мощности чтобы обеспечить достаточный крутящий момент и скорость для выполнения задачи.
Высокая жесткость
Высокоскоростные операции резания на станках с ЧПУ требуют шпиндельных узлов высокой жесткости. В противном случае шпиндель может подвергнуться значительной упругой деформации под действием внешних сил, что приведет к вибрациям. Эти вибрации могут повлиять на точность и шероховатость поверхности обрабатываемых деталей.
Сильная термическая стабильность
При работе шпинделя выделяется тепло, вызывающее повышение температуры компонентов шпинделя. Если шпинделю не хватает термостабильности, изменения температуры могут изменить форму и положение компонентов шпинделя, влияя на точность обработки. Хорошая термическая стабильность гарантирует, что шпиндель сохраняет стабильную работу, несмотря на изменения температуры, что снижает ошибки обработки из-за термической деформации.
Высокая точность реверса
Точность реверса относится к точности позиционирования передней детали шпинделя, приспособления или режущего инструмента во время реверса. Для станков с ЧПУ, которые часто выполняют операции прямого и обратного хода, высокая точность реверса гарантирует, что шпиндель сохраняет стабильную работу во время реверса, уменьшая ошибки обработки, вызванные реверсом.
Отличная антивибрационная способность
Станки с ЧПУ во время обработки подвергаются различным вибрациям, например, вызванным силами резания и вибрациями станка. Эти вибрации могут повлиять на точность обработки и качество поверхности и даже повредить инструменты и шпиндель. Хорошая антивибрационная способность гарантирует стабильную работу шпинделя в условиях вибрации, уменьшая ошибки обработки и повреждения, вызванные вибрацией.
Как вам могут помочь исключительные услуги по обработке с ЧПУ
В стремлении к высокой точности и высокой эффективности в современном производстве технология обработки с ЧПУ стала незаменимым ключом. Чтобы удовлетворить ваши потребности в превосходных услугах по механической обработке, бойы предлагает исключительные услуги по обработке с ЧПУ, которые помогут вам легко решать различные сложные задачи обработки.
У нас есть профессиональная техническая команда, которая хорошо знакома с каждой деталью станков с ЧПУ. Они могут предоставить вам наиболее подходящие конфигурации шпинделей для ваших проектов, самые точные настройки программирования и самые внимательные решения. Обработка с ЧПУ.
Свяжитесь с нами сейчас, чтобы воспользоваться нашими исключительными услугами по обработке с ЧПУ!
Запустите свои детали в производство сегодня
Все загрузки безопасны и конфиденциальны.
Вывод
Таким образом, шпиндель с ЧПУ передает вращательную мощность режущему инструменту через точную систему управления и эффективный приводной механизм, что обеспечивает точную обработку заготовок. Это один из незаменимых ключевых компонентов станков с ЧПУ. Если вы ищете эффективные услуги по обработке с ЧПУ, обратитесь к профессионалам BOYI. Они всегда уделяют приоритетное внимание потребностям клиентов и готовы ответить на любые ваши вопросы или проблемы.
FAQ
Срок службы шпинделя с ЧПУ варьируется в зависимости от нескольких факторов, включая условия эксплуатации, техническое обслуживание, охлаждение и смазку. Как правило, типичный высокоскоростной шпиндель может проработать в среднем около 6000 часов, прежде чем потребуется ремонт. Однако такие факторы, как перегрузка, столкновения и работа без надлежащего охлаждения и смазки, могут значительно сократить срок службы шпинделя.
Чтобы заблокировать шпиндель на токарном станке с ЧПУ, следуйте инструкциям производителя и используйте специальную функцию блокировки шпинделя или включите механический механизм блокировки, если таковой имеется, чтобы предотвратить вращение шпинделя во время выполнения таких операций, как смена инструмента или техническое обслуживание.
Каталог: Руководство по обработке с ЧПУ
Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.
