اگر تا به حال با دستگاه تراش سی ان سی و دستگاه فرز سی ان سی سر و کار داشته‌اید، به احتمال زیاد واژه اسپیندل برای شما آشنایی دارد. این قطعه از دستگاه نقش مهمی در حرکت دادن ابزار برشی و همچنین تعیین عملکرد دستگاه بر روی مواد مختلف دارد. در حقیقت قطعه اسپیندل مشخص می‌کند که دستگاه با چه سرعتی ابزار برشی را بچرخاند و در نهایت نحوه چرخش محور به صورت افقی باشد یا عمودی.
وجود قطعه اسپیندل، نیروی محرکه برای ابزار برشی بسیار مهم و حیاتی است. این قطعه در طول فعالیت دستگاه سی ان سی شرایط مختلفی را تجربه می‌کند و حتی ممکن است به دلیل کوتاهی ما خراب شود. و به همین دلیل در گروه تک سی ان سی تصمیم گرفتیم که یک معرفی کلی از اسپیندل و نحوه عملکرد آن داشته باشیم.
اسپیندل چیست؟
اسپیندل (Spindle) یک قطعه محوری و حرکتی در دستگاه‌های تراشکاری و فرزکاری است که هم وظیفه انتقال حرکت الکتروموتور و هم وظیفه نگه داشتن ابزار برشی را بر عهده دارد. این ابزار اگر چه به صورت یک قطعه ساده به نظر می‌رسد، اما بخش‌های مختلفی در آن به کار گرفته شده که به طور مستقیم بر عملکرد دستگاه تأثیر گذار هستند. اسپیندل از لحاظ لغوی به معنی چرخنده است و قسمتی از دستگاه را معرفی می‌کند که به طور مستقیم با الکتروموتور در ارتباط بوده و همزمان با آن می‌چرخد.
اسپیندل در هرکدام از دستگاه‌ها شرایط خاص خود را دارد و حتی سرعت چرخش آنها هم با یکدیگر متفاوت است. برای کنترل این قطعه از یک اینورتر استفاده می‌شود که می‌تواند فرکانس دستگاه را تغییر داده و در نتیجه دور موتور را بالا ببرد. بنابراین با توجه به تعداد قطب به کار گرفته شده در الکتروموتورها و همچنین فرکانس آنها، امکان تغییر در سرعت گردش ابزار چرخشی وجود دارد و به همین دلیل می‌توان قطعات مختلف را با سرعت‌های متفاوت برش داد.
اسپیندل از چه بخش‌هایی تشکیل شده است؟
برای آشنایی بیشتر شما با این قطعه، یک تصویر از آن را در بند قبلی آورده‌ایم. همانطور که می‌بینید، با وجود اندازه کوچک این قطعه، ساختار نسبتاً پیچیده‌ای دارد که هر کدام از آنها وظایف خاص خود را بر عهده دارند. این قطعات در کنار یکدیگر تبدیل به یک قطعه بزرگتر شدند که وظیفه آن چرخاندن ابزار برشی و نگه داشتن آن است. از جمله قطعات اسپیندل می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
فلنج اتصال (Mounting Flange)
فلنج اتصال به عنوان یک قسمت نگهدارنده برای اسپیندل عمل می‌کند و آن را به ستون دستگاه متصل نگه می‌دارد. این فلنج با استفاده از پیچ به طور محکم به آربور دستگاه سی ان سی متصل می‌شود و در نتیجه حرکت اسپیندل در طول آربور بدون هیچگونه لرزش و با کیفیت بالا صورت می‌گیرد.
ورودی ابزار (Tool Interface)
این قسمت به عنوان محل اصلی ارتباط اسپیندل با دستگاه سی ان سی شناخته می‌شود و محل اتصال بخش حرکتی و دوار قطعه به دستگاه است. متصل شدن محورها به این قسمت باعث چرخش بخش داخلی اسپیندل می‌شود.
سیستم خنک کننده (Cooling System)
از آنجایی که برای برش دادن مواد مختلف نیاز به سرعت چرخش بالا داریم، طبیعی است که این قطعه و ابزار برشی آن به شدت داغ شوند و اگر این حرارت ادامه داشته باشند، عملکرد دستگاه پایین می‌آید. به همین دلیل بر روی آن از یک سیستم خنک کننده استفاده شده است. البته سیستم خنک کننده در این قطعه از دو نوع هوا خنک و آب خنک است. در دستگاه‌های هوا خنک، بر روی دستگاه یک فن قرار داده شده که با دمیدن هوا باعث خنک شدن آن می‌شود. این در حالی است که در سیستم‌های آب خنک، گردش آب خنک در اطراف پوسته اسپیندل باعث جذب حرارت آن شده و دمای داخلی آن را کاهش می‌دهد.
روتور دستگاه (Rotor)
روتور به عنوان بخش گردشی و چرخشی دستگاه شناخته می‌شود که انتهای آن به قطعه نگهداری ابزار متصل شده است.
نگهدارنده ابزار
یک قسمت مخصوص برای نگه داشتن ابزار برشی است که در برخی از دستگاه‌ها از سیستم اتوماتیک و در برخی از آنها از سیستم‌های دستی استفاده می‌شود. طراحی این قسمت متناسب با نوع ابزار برشی است و امکان تغییر آن با مدل‌های دیگر وجود دارد.
چه چیزهایی ممکن است به spindle دستگاه سی ان سی صدمه بزند؟
در معرفی قطعات فرز cnc اشاره کردیم که قطعاتی مانند اسپیندل کاملاً با حرکت دستگاه در ارتباط هستند. گرما و آلودگی دو عامل اصلی خرابی این قطعه هستند. زمانی که شما به فکر سرویس و نگهداری این دستگاه هستید، باید این دو مسئله را در اولویت قرار دهید. وجود آلودگی و حرارت بیش از حد باعث خراب شدن یاتاقان‌ها و در نتیجه از کار افتادن اسپیندل می‌شود. شرکت‌های سازنده برای جلوگیری از این مشکل از سیستم یاتاقان بندی فوق العاده و همچنین از سیستم‌های خنک کننده استفاده کردند. در مورد تأثیر این دو فاکتور می‌توان موارد زیر را در نظر گرفت:
آلاینده‌ها و گرد و خاک
با توجه به سیستم یاتاقان بندی و همچنین نبود درز بندی مناسب، آلاینده‌ها خیلی راحت وارد اسپیندل می‌شوند. بنابراین شما به عنوان تکنسین دستگاه سی ان سی باید بدانید که دقیقاً به شکلی از ورود این آلاینده‌ها جلوگیری کنید و از سیستم‌های تهویه هوا برای کارگاه خود استفاده کنید. در برخی موارد هم استفاده از سیستم تصفیه هوای دوگانه در نزدیکی ورودی آلاینده می‌توان تا حدود زیادی تبعات آن را کاهش داد.
حرارت
یکی دیگر از مشکلات اساسی در اسپیندل، بالا رفتن درجه حرارت است. از آنجایی که فولاد هنگام گرم شدن منبسط می‌شود، اندازه قطعات می‌توانند انبساط ناشی از گرما را به شدت کنترل کند. این سیستم‌ها در بالابردن طول عمر اسپیندل نقش مستقیمی دارند و امکان استفاده از آنها برای طولانی مدت فراهم است. همانطور که در بند قبلی اشاره کردیم، سیستم‌های خنک کننده مختلفی در این قطعات به کار گرفته شده که تکنسین دستگاه تراش cnc باید از قبل این موارد را بررسی کند.
انتخاب سرعت گردش اسپیندل
بررسی بازار و تولیدات شرکت‌های مختلف نشان می‌دهد که سرعت گردش این ابزارها در چند سال اخیر به سرعت‌های سرسام آوری مانند ۱۲۰ هزار دور در دقیقه یعنی ۲۰۰۰ دور در هر ثانیه رسیده است. اگر در این سیستم‌ها از هوا برای خنک کردن استفاده شود، صدای آن برای تکنسین غیر قابل تحمل خواهد بود. از طرف دیگر سرعت گردش دستگاه می‌توانند عملکرد آن را هم تحت تأثیر قرار دهد. استفاده از یک قطعه با سرعت ۱۲۰ هزار دور در دقیقه برای چوب زیاد است و آن را می‌سوزاند، این در حالی است که شما باید از ۱۸ هزار تا ۳۶ هزار دور در دقیقه استفاده کنید. سرعت گردش دستگاه برای طلا و جواهرات تا ۶۰ هزار دور در دقیقه مناسب است و برای کار بر روی سنگ هم بین ۱۸ هزار تا ۲۴ هزار دور در دقیقه پیشنهاد می‌شود.
T A K C N C
امیدواریم که این مطلب به اطلاعات کافی در مورد اسپیندل و نحوه کار آن در اختیار شما گذاشته باشد. اما برای خرید دستگاه سی ان سی و دریافت اطلاعات تکمیلی با ما تماس بگیرید.
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.