Система охлаждения шпинделя станка с ЧПУ – один из существенных, но не ключевых факторов при подборе оборудования. Фактически она является производной от параметров шпинделя (мощность, скорость вращения), типа двигателя и номенклатуры материалов, что планируется обрабатывать с помощью подбираемого фрезера.
Чем чреват неправильный подбор типа охлаждения этого узла? При недостаточной степени охлаждения может быть ощутимый перегрев узлов оборудования и инструмента, чрезмерный расход электроэнергии, непредусмотренные деформации заготовки. В самых тяжелых случаях они будут сопровождаться выходом оборудования из строя, его ремонтом и возможной необходимостью заменой конструктивных элементов.
Охлаждение шпинделя ЧПУ-станка: как это устроено?
Шпиндель представляет собой вал асинхронного двигателя. Его функция – обеспечивать перемещение обрабатывающего инструмента относительно поверхности заготовки и передавать ему крутящий момент от двигателя. Последний с валом, смонтированным в радиально-упорных подшипниках, объединен с охладительной системой в рамках одного корпуса. Соответственно, при механической обработке твердых заготовок имеет место сильный разогрев всех узлов этой конструкции. При переходе через показатель температуры 50°С конструктивные элементы станка требуют интенсивного отвода тепла. Оно может производиться естественным образом или же принудительно.
Система охлаждения шпинделя станка с ЧПУ и призвана осуществлять эту функцию без необходимости остановки технологического процесса обработки детали. Ее наличие у конкретной модели оборудования дает возможность снижать температуру элементов и избегать указанных выше проблем. Таким образом, оснащенная эффективной охладительной системой обрабатывающая техника может бесперебойно работать на протяжении длительного времени.
Существует всего два типа охладительных систем – воздушные и жидкостные. Каждая из них имеет собственные достоинства и сферу применения, которые характеризуются спецификой станка и производимой на нем продукции.
Рассмотрим их подробнее.
Воздушное охлаждение шпинделя: плюсы и минусы
Снижение температуры элемента за счет воздушной струи, подаваемой в рабочую зону под давлением, является самым простым в реализации методом снижения температуры шпинделя. Оно применяется для оборудования невысокой мощности. Этот факт несколько ограничивает применение такого типа охладительных систем.
Принудительная подача воздуха выполняется установленной на шпиндель воздушного охлаждения крыльчаткой. Внутри ее корпуса из легких сплавов выполнены каналы, направляющие поток воздуха в нужном направлении.
К достоинствам снижения температуры шпинделя ЧПУ-станка сжатым воздухом помимо простоты относится его высокая надежность и низкая стоимость. Но эффективность такого варианта уступает жидкостному. К тому же, его применение отличается высоким уровнем шума, разлетом опилок и стружки в помещении. Последнее обстоятельство зачастую требует монтажа системы аспирации.
Жидкостное охлаждение шпинделя: плюсы и минусы
Водяная система охлаждения на базе применения смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) отличается большей эффективностью. Это достигается за счет большей (в сравнении с показателем воздуха) теплоемкости жидкости.
Как правило, СОЖ представляет собой смесь дистиллированной воды и тосола. Тосол позволяет не допустить коррозии и образовании бактериального загрязнения, которое меняет вязкость жидкости. Под создаваемым насосом давлением она подается по шлагам из особой емкости в полости внутри шпинделя. После забора части энергии и снижении температуры элемента СОЖ поступает в теплообменник и обратно в резервуар.
Из плюсов шпинделя водяного охлаждения помимо высокой эффективности стоит выделить возможность применения на любых скоростях вращения элемента станка. Также именно охлаждение СОЖ выбирают для работы в сложных условиях (повышенной загрязненности или высокой температуре в цеху). Но очевидно, что такой тип снижения температуры сложнее в реализации – а потому и дороже.
Как подобрать оптимальную систему охлаждения ЧПУ-станка?
Как уже упоминалось, при подборе оптимального типа охлаждения шпинделя у станка с ЧПУ стоит ориентироваться на его параметры и материалы обработки.
Так, в частности, для механической обработки металлов, камня или некоторых твердых пород дерева допустимо только применение СОЖ. Это обусловлено интенсивностью нагрева конструктивных элементов и инструмента при контакте с твердыми материалами на высоких скоростях.
При фрезеровании стекла, оргстекла, поликарбоната в снижении температуры зоны контакта нуждается не инструмент и станок, но и непосредственно заготовка. Поэтому там также используется охлаждающая жидкость.
Обработка древесины, пластика и большинства композитов подразумевает использование воздуха в качестве охлаждающей среды либо даже отсутствие принудительного охлаждения в принципе.
В линейке фрезерных станков компании «Миртелс», предлагаемых украинским покупателям, присутствуют аппараты как с воздушной, так и с жидкостной системами охлаждения. К первой относятся компактные модели для работы с небольшими по габаритам заготовками из материалов невысокой твердости. Вторые позволяют обрабатывать широкую гамму материалов средней и выше средней твердости.
Обращайтесь к нашим специалистам – и Вам непременно дадут экспертные рекомендации по подбору оптимальных аппаратов для производственных целей на основании специфики бизнес-планов Вашего предприятия. Полная информационная и сервисная поддержка наших действующих и потенциальных покупателей на всех уровнях взаимодействия – еще один приятный бонус.
Обратитесь в нашу компанию – и Вы наверняка изберете ее как поставщика оборудования для Вашего бизнеса!