Bei modernen Fräsmaschinen ist die Spindel, die sogenannte C-Achse, vertikal angeordnet, hat eine Leistung von

bis zu 15 kW mit einer einstellbaren Drehzahl von bis zu 24,000 min-1. Es ist auf hochpräzisen Lagerstützen montiert. Die Spindel einer CNC-Maschine ist präzise, ​​starr und weist eine erhöhte Verschleißfestigkeit der Hälse, Sitz- und Basisflächen auf. Das Spindeldesign wird durch die eingebauten Geräte zur automatischen Installation und Klemmung des Werkzeugs erheblich komplizierter.

Die Genauigkeit der Spindeldrehung wird vor allem durch die hohe Präzision der Lager gewährleistet. In Spindellagern werden Wälzlager verwendet. Um den Effekt von Spalten zu verringern und die Steifigkeit der Lager zu erhöhen, werden normalerweise Lager mit Vorspannung eingebaut oder die Anzahl der Wälzkörper erhöht. Auf der Spindel kann auch jeder beliebige Aggregatkopf mit Schneidwerkzeug montiert werden, die Befestigung erfolgt über eine Dockingeinheit und ein hydraulisches Spannsystem. Der Spindelkörper kann sich über ein Stirnradgetriebe mit gesteuertem Antrieb um einen Winkel im Bereich von 0 … 360° um die horizontale Achse drehen. Dadurch ist es möglich, den Aggregatkopf um jeden beliebigen Winkel zu drehen. Seine Drehung erfolgt automatisch mit hoher Genauigkeit gemäß dem Steuerprogramm.

Der Hauptantrieb in CNC-Maschinen ist normalerweise ein Wechselstrom-Elektromotor. Zur Steuerung der Drehfrequenz der Asynchronmotorwelle wird ein Frequenzumrichter verwendet. Der Umrichter ist ein elektronisches Gerät, das auf der Grundlage der Mikroprozessortechnologie aufgebaut ist. Die Steuerung der Drehfrequenz des Schneidwerkzeugs erfolgt automatisch, nachdem die Elektromotorparameter in das Steuerprogramm eingegeben wurden.

Das Problem einer losen Spindel an einem CNC-Bearbeitungszentrum kann die Qualität der bearbeiteten Teile, die Haltbarkeit des Schneidwerkzeugs selbst und die Höhe unerwarteter Kosten für die Nachbearbeitung des Produkts erheblich beeinträchtigen. Die Spindel ist eines der wichtigsten Elemente, das für die Übertragung einer präzisen Drehung auf das Werkzeug verantwortlich ist. Jede Instabilität führt zu erhöhten Vibrationen des Bearbeitungszentrums, was wiederum die Schnittgenauigkeit verringert und den Verschleiß der Maschinenteile beschleunigt.

Dies führt zu erhöhtem Lärm, verringerter Bearbeitungsgenauigkeit und Vibrationen während des Betriebs. Die Hauptgründe für eine lockere Spindel sind häufig:

1) unzureichende Spannung der Befestigungselemente;

2) Lagerverschleiß;

3) fehlende Spindelauswuchtung oder deren Krümmung.

Um solche Probleme zu vermeiden, ist es wichtig, mithilfe zertifizierten Personals regelmäßig Wartungsarbeiten am CNC-Zentrum durchzuführen und die Empfehlungen des Maschinenherstellers zum Betrieb der Geräte zu befolgen.

Aktuelle Überwachungssysteme ermöglichen bereits die Echtzeitverfolgung von Spindelparametern (Rundlauf, Temperatur, Vibration), wodurch Probleme im Prinzip um fast 90 % verhindert werden können, bevor sie auftreten.

Die Spindel ist ein teures und schwer herzustellendes Teil, daher sollte sie nur in Ausnahmefällen ausgetauscht werden, insbesondere bei großen Maschinen. Bei Spindeln verschleißen Hälse, Endlöcher, Stellen für Kugel- und Rollenlager, Gewinde und Passfedernuten häufiger.

Die Wahl der Methode zur Wiederherstellung der Hauptoberflächen der Spindel erfolgt in Abhängigkeit von ihrem Verschleißgrad.

Spindelhälse. Der Verschleiß der Hälse hängt weitgehend von ihrer Qualität ab. Wenn die Hälse roh sind, kann der Verschleiß sehr groß sein und große Grate am Umfang sind möglich. Wenn die Spindelkonstruktion es zulässt, muss der Hals gedreht, poliert und mit GOI-Paste oder Pressen mit feinem Schmirgelleinen poliert werden, wobei der Hals reichlich mit Öl benetzt wird. Wenn keine Schleifmaschinen vorhanden sind, sollten die Hälse mit einem breiten Federfräser auf einer Drehbank gereinigt werden, wobei sehr feine Späne entfernt werden, und dann auf Hochglanz poliert werden.

Wenn es nicht möglich ist, den Durchmesser des Halses zu verringern, ist es möglich, ihn zu bohren und eine Hülse aus dem entsprechenden Stahl mit einer Heißpassung darauf zu setzen. Wenn dies nicht möglich ist, muss die Spindel durch eine neue ersetzt werden.

Bei gehärteten oder nitrierten Hälsen gibt es keine tiefen Kerben. Normalerweise sind Kratzer und gleichmäßiger oder ungleichmäßiger Verschleiß vorhanden. In diesen Fällen müssen die Hälse geschliffen und auf Hochglanz poliert werden. Vor dem Polieren muss jedoch überprüft werden, ob die harte Schicht vollständig oder teilweise entfernt wurde. Mit einer kleinen Feile kann der Bruch überprüft werden. Wenn der Hals weich ist, sollte er mit einer dünnen Schicht (bis zu 0.01–0.03 mm Chrom) verchromt werden. Wenn der Spindelstahl gehärtet werden kann, können die Hälse mit Hochfrequenzströmen gehärtet werden. Wenn es nicht möglich ist, die Härte der Hälse zu erhöhen, muss die Frage des Spindelaustauschs je nach den Arbeitsbedingungen der Maschine gelöst werden.

Der Kegel der Spindel für die Spitze oder das Werkzeug verstopft oft aufgrund der Unachtsamkeit der Arbeiter und verliert seine korrekte Form. Dies wird auch durch das Drehen des Schafts des Werkzeugs oder des Dorns verursacht. Sie können die Richtigkeit des Kegels anhand des Kalibers überprüfen. Dazu ist es notwendig, den Kegel zunächst von Graten zu befreien und mit einem Schmirgelleinen zu polieren und ihn dann gut abzuwischen, drei oder vier Kreidelinien entlang der Linien, die den Kegel bilden, auf die Lehre aufzutragen, die Lehre in den Spindelkegel einzuführen und ihn mehrmals vorsichtig zu drehen. Die Richtigkeit der Form des Spindelkegels kann anhand der Art und Weise beurteilt werden, wie die Kreidelinien auf der Lehre gelöscht werden.

Wenn der Kegel geschliffen werden muss, geschieht dies am besten an der Maschine selbst mit einem tragbaren Schleifgerät oder als letztes Mittel mit einem manuellen Schaber je nach Kaliber. Wenn der Kegel gebohrt werden muss, ist es besser, unter der Adapterhülse zu bohren, wobei der Innenkegel standardmäßig hergestellt werden sollte, damit er für normale Spitzen und Dorne geeignet ist.

Generell lässt sich sagen, dass eine korrekte Spindeldiagnose und eine ordnungsgemäße technische Wartung der Ausrüstung die Lebensdauer des CNC-Bearbeitungszentrums erheblich verlängern.