Как выбрать шпиндель

Пытаясь разработать эффективные процессы, многие машинисты и программисты в первую очередь обращаются к выбору инструмента. Это правда, что инструмент часто может существенно повлиять на время обработки, скорость и подачу, но знаете ли вы, что шпиндель вашего станка может оказывать не менее важное влияние? Ноги любого станка с ЧПУ, шпиндели, состоят из двигателя, конуса для удержания инструментов и вала, который будет удерживать все компоненты вместе. Часто приводимые в действие электричеством, шпиндели вращаются вокруг оси, которая получает данные от контроллера ЧПУ станка.

Почему так важен правильный выбор шпинделя?

Выбор правильного шпинделя для обработки вашей заготовки имеет очень большое значение для успешного производственного цикла. Поскольку варианты инструментов продолжают расти, важно знать, какие инструменты можно использовать в вашем шпинделе. Инструменты большого диаметра, такие как большие концевые фрезы или торцевые фрезы, обычно требуют более низких скоростей вращения шпинделя и выполняют более глубокие резы для удаления большого количества материала. Для этих приложений требуется высочайшая жесткость станка и шпиндель с высоким крутящим моментом.

Напротив, для инструментов меньшего диаметра потребуется шпиндель с более высокой скоростью. Более высокие скорости и подачи обеспечивают лучшее качество поверхности и используются в различных областях. Хорошее эмпирическое правило заключается в том, что концевая фреза диаметром полдюйма или меньше будет хорошо работать при более низком крутящем моменте.

Типы шпинделей с ЧПУ

После того, как вы узнали, что вы должны искать в шпинделе, пришло время узнать о ваших различных вариантах. Шпиндели обычно различаются по типу, типу конуса или его размеру. Конус представляет собой коническую часть держателя инструмента, которая входит внутрь отверстия шпинделя. Каждый шпиндель предназначен для сопряжения с конусом определенного типа и размера.

Держатели CAT и BT

Это наиболее широко используемый держатель для фрезерования в Соединенных Штатах. Называемые «держателями с V-образными фланцами», оба эти типа нуждаются в фиксирующей ручке или вытяжной шпильке, чтобы закрепить их внутри шпинделя станка. BT (метрический стиль) популярен за границей.

Держатели HSK

Этот тип державки соответствует немецкому стандарту, известному как «конус с полым хвостовиком». Коническая часть держателя намного короче, чем у его аналогов. Он также по-другому зацепляется со шпинделем и не требует натяжной шпильки или удерживающей ручки. Держатель HSK используется для обеспечения повторяемости и увеличения срока службы инструмента, особенно при высокоэффективном фрезеровании (HEM).

Все эти держатели имеют преимущества и ограничения, включая цену, точность и доступность. Правильный выбор во многом будет зависеть от требований вашего приложения.

Крутящий момент и мощность

Крутящий момент определяется как сила, перпендикулярная оси вращения на расстоянии. Важно иметь высокий крутящий момент при использовании концевой фрезы размером более ½ дюйма или при обработке сложных материалов, таких как инконель. Крутящий момент поможет усилить режущее действие инструмента.

Лошадиная сила относится к количеству выполняемой работы. Мощность важна для концевых фрез меньшего диаметра и легкообрабатываемых материалов, таких как алюминий.

Вы можете думать о крутящем моменте как о тракторе:он не может двигаться очень быстро, но за ним стоит большая мощность. Думайте о лошадиных силах как о гоночном автомобиле:он может двигаться очень быстро, но не может тянуть или толкать.

Таблица крутящего момента-лошадиных сил

Каждая машина и шпиндель должны поставляться с диаграммой крутящего момента в лошадиных силах. Эти диаграммы помогут вам понять, как максимально увеличить крутящий момент или мощность шпинделя в зависимости от того, что вам нужно:

Правильный размер шпинделя

Размер шпинделя и конус хвостовика соответствует весу и длине используемых инструментов, а также материалу, который вы планируете обрабатывать. CAT40 является наиболее часто используемым шпинделем в Соединенных Штатах. Эти шпиндели отлично подходят для использования инструментов с концевой фрезой диаметром ½ дюйма или меньше для любого материала. Если вы планируете использовать 1-дюймовую концевую фрезу для обработки таких материалов, как инконель или титан, CAT50 будет более подходящим выбором. Чем выше угол конуса, тем больший крутящий момент способен шпиндель.

Хотя выбор правильного инструмента для вашего приложения важен, выбор инструмента, который может использовать ваш шпиндель, имеет первостепенное значение для успеха обработки. Знание величины требуемого крутящего момента поможет машинистам избежать головной боли.