Данная статья посвящена непростой тематики под названием ремонт шпинделей ЧПУ.

Станки с ЧПУ это такие станки, которые управляются посредством компьютеризованной системы, отвечающая за приводы технологического оборудования. В станках с системами ЧПУ используются шпиндели разных типов, с отдельными силовыми установками, то есть двигатель находится отдельно от шпиндель вала, на который передаётся крутящий момент при помощи, как правило, ремённой передачи, или же используются шпиндель-моторы, совмещающие в себе асинхронный двигатель с валом ротором, в котором вращающий момент передаётся с помощью магнитного поля. Станки с ЧПУ бывают различной направленности, например, токарные, фрезерные, расточные, отличие заключается в том, чему придаётся вращение, заготовке, как в токарных или же инструменту, как во фрезерных станках. В этой статье упор будет сделан на шпиндель-моторы, иначе они называются электрошпинделями, потому что именно электрошпиндели представляют особый интерес в силу своей конструкции.

Электрошпиндели, как уже говорилось выше, отличаются от традиционных шпинделей тем, что они представляют собой совмещённый асинхронный двигатель с валом внутри. Такая конструкция даёт им ряд определённых качеств. Электрошпиндели, за счёт своей совмещённой конструкции имеют более высокие обороты, величина которых регулируется с помощью специального, предварительно настроенного частотного преобразователя (инвертора), такие шпиндели менее подвержены вибрациям и неточностям вращения вала, а если таковое присутствует, следовательно существует конкретная проблема в самом шпиндели (например, разбалансировка вала или не в порядке подшипниковый узел). В выявлении проблем и восстановление шпинделей ЧПУ поможет диагностика, а в дальнейшем предотвратить поломки можно проводя периодические профилактические мероприятия. Электрошпиндели применяются при обработке различных материалов, от дерева до черных металлов, в зависимости от режимов резания, используемого инструмента и желаемой производительности можно подобрать соответствующий шпиндель именно для Ваших целей.

Электрошпиндели бывают с ручной и автоматической сменой инструмента. Каждый из этих видов имеет свои конструктивные особенности и, соответственно, особенности в ремонте. Что касательно типичных проблем, служащими причинами на ремонт шпинделей ЧПУ, можно выделить конкретно несколько:

  • Выход из строя подшипников, в силу их износа, а также неправильных условий эксплуатации оборудования (неправильные режимы резания, недостаточная квалифицированность оператора);
  • Разного рода повреждения конической поверхности патрона шпинделя ввиду неаккуратной установки инструмента;
  • Выход из строя механизма автоматической смены (если шпиндель с автосменой), как правило, вследствие жесткого контакта с узлами станка и приспособлениями, либо изначальный дефект и последующее развитие усталостных трещин. При ручной смене инструмента имеет место сорванная резьба на валу для инструментальной гайки.

Также случаются частные случаи, такие например, как пробой обмотки статора, что приводит к его выходу из строя.

Отличия у электрошпинделей с ручной и автоматической сменой инструмента кардинально выражаются в особенностях их конструкции.

Шпиндель-моторы с автоматической сменой инструмента конструктивно представляют собой корпус асинхронного электродвигателя с валом и ротором внутри, а также внутри самого вала располагается механизм захвата инструментальной оправки. Механизм захвата состоит из штока пневмоцилиндра, на штоке располагается пружина для пассивной фиксации оправки в патроне, сам зажимной механизм, где в качестве зажимного элемента могут выступать металлические шарики (под оправки стандарта ISO) или же металлические лепестки (под оправки стандарта HSK), для примера ниже показано фото механизма с металлическими шариками в качестве элемента зажима, сделанное во время ремонта шпиндель-мотора HSD ES919A:

Снимок экрана 2016-05-23 в 19.42.05

Электрошпиндели с ручной сменой инструмента конструктивно проще, чем с автосменой, так как в подобных электрошпинделях нет пружины, а вместо самого захватного элемента выступает резьба на валу, на которую накручивается инструментальная гайка с цангой соответствующего размера.

Все проблемы, возникающие с высокоскоростными электрошпинделями желательно решать при помощи квалифицированного ремонта, дабы избежать ещё более серьёзными последствий. Время, затрачиваемое на ремонт шпинделя с ЧПУ, это примерно 1-2 недели, с учётом всех видов диагностики и проверочных испытаний.

Для примера, фото шпинделя с раздельным приводом и ремённой передачей:

Снимок экрана 2016-05-23 в 19.42.33

Высокоскоростной электрошпиндель с автоматической сменой инструмента:

Снимок экрана 2016-05-23 в 19.42.54