Bij moderne freesmachines staat de spindel, de zogenaamde C-as, verticaal, heeft een vermogen van
tot 15 kW met een instelbaar toerental tot 24,000 min-1. Het is gemonteerd op zeer nauwkeurige lagersteunen. De spindel van een CNC-machine is nauwkeurig, stijf gemaakt, met verhoogde slijtvastheid van de nekken, zitting- en basisoppervlakken. Het spindelontwerp wordt aanzienlijk gecompliceerd door de ingebouwde apparaten voor automatische installatie en klemming van het gereedschap.
De nauwkeurigheid van de spindelrotatie wordt allereerst gewaarborgd door de hoge precisie van de lagers. Wentellagers worden gebruikt in spindelsteunen. Om het effect van openingen te verminderen en de stijfheid van de steunen te vergroten, worden meestal lagers met een voorspanning geïnstalleerd of wordt het aantal rolelementen verhoogd. Elke aggregaatkop met een snijgereedschap kan ook op de spindel worden geïnstalleerd, de bevestiging wordt uitgevoerd met behulp van een docking-unit en een hydraulisch klemsysteem. Het spindellichaam kan rond de horizontale as draaien met een hoek in het bereik van 0 ... 360° met behulp van een cilindrisch tandwiel met een geregelde aandrijving. Dit maakt het mogelijk om de aggregaatkop met elke gewenste hoek te draaien. De rotatie ervan wordt automatisch uitgevoerd met een hoge nauwkeurigheid volgens het besturingsprogramma.
De hoofdaandrijving in CNC-machines is meestal een AC-elektromotor. Een frequentieomvormer wordt gebruikt om de rotatiefrequentie van de as van de asynchrone motor te regelen. De omvormer is een elektronisch apparaat dat is gebouwd op basis van microprocessortechnologie. De regeling van de rotatiefrequentie van het snijgereedschap wordt automatisch bereikt na het invoeren van de elektromotorparameters in het besturingsprogramma.
Het probleem van een losse spindel op een CNC-bewerkingscentrum kan de kwaliteit van de te bewerken onderdelen, de duurzaamheid van het snijgereedschap zelf en de hoeveelheid onverwachte kosten voor het herbewerken van het product aanzienlijk beïnvloeden. De spindel is een van de belangrijkste elementen die verantwoordelijk is voor het overbrengen van nauwkeurige rotatie naar het gereedschap, en elke instabiliteit leidt tot verhoogde trillingen van het bewerkingscentrum, wat op zijn beurt de snijnauwkeurigheid vermindert en de slijtage van de machineonderdelen versnelt.
Als gevolg hiervan krijgen we meer lawaai, een lagere bewerkingsnauwkeurigheid en trillingen tijdens de werking. Vaak zijn de belangrijkste redenen voor een losse spindel:
1) onvoldoende spanning van de bevestigingselementen;
2) slijtage van de lagers;
3) gebrekkige balans of kromming van de spindel.
Om dergelijke problemen te voorkomen, is het belangrijk om regelmatig onderhoud aan het CNC-centrum uit te voeren met behulp van gecertificeerd personeel en de aanbevelingen van de machinefabrikant voor het bedienen van de apparatuur op te volgen.
Momenteel maken monitoringsystemen al realtime tracking van spindelparameters (uitloop, temperatuur, trillingen) mogelijk, waardoor problemen in principe met bijna 90% kunnen worden voorkomen voordat ze ontstaan.
De spindel is een duur en moeilijk te vervaardigen onderdeel, dus moet deze alleen in uitzonderlijke gevallen worden vervangen, vooral in grote machines. In spindels slijten nekken, eindgaten, plaatsen voor kogel- en rollagers, draden en spiebanen vaker.
De keuze van de methode voor het herstellen van de hoofdoppervlakken van de spindel wordt gemaakt afhankelijk van de mate van slijtage.
Spindelhalzen. De slijtage van de halzen hangt grotendeels af van hun kwaliteit. Als de halzen ruw zijn, kan de slijtage zeer aanzienlijk zijn en zijn grote bramen rond de omtrek mogelijk. Als het spindelontwerp dit toelaat, moet de hals worden gedraaid, gepolijst en gepolijst met GOI-pasta of worden geperst met fijn schuurlinnen, waarbij de hals overvloedig wordt bevochtigd met olie. Als er geen slijpmachines zijn, moeten de halzen worden gereinigd met een brede veerfrees op een draaibank, waarbij zeer fijne spanen worden verwijderd en vervolgens worden gepolijst tot een spiegelglans.
Als het niet mogelijk is om de diameter van de hals te verkleinen, is het mogelijk om deze te boren en er een huls op te zetten van het juiste staal met een warme pasvorm. Als dit niet mogelijk is, moet de spindel worden vervangen door een nieuwe.
Bij geharde of genitreerde halzen zijn er geen diepe groeven. Er zijn meestal krassen en gelijkmatige of ongelijkmatige slijtage. In deze gevallen moeten de halzen worden geslepen en gepolijst tot een spiegelglans, maar vóór het polijsten is het noodzakelijk om te controleren of de harde laag niet volledig of gedeeltelijk is verwijderd. Het is mogelijk om de afbraak te controleren met een klein vijltje. Als de hals zacht is, moet deze worden verchroomd met een dunne laag (tot 0.01-0.03 mm chroom). Als het spindelstaal kan worden gehard, kunnen de halzen worden gehard met hoogfrequente stromen. Als het onmogelijk is om de hardheid van de halzen te verhogen, moet de kwestie van het vervangen van de spindel worden opgelost, afhankelijk van de werkomstandigheden van de machine.
De tapsheid van de spindel voor het midden of het gereedschap raakt vaak verstopt en verliest zijn juiste vorm door de onachtzaamheid van de werknemers. Dit wordt ook veroorzaakt door het draaien van de schacht van het gereedschap of de doorn. U kunt de correctheid van de kegel controleren op kaliber. Om dit te doen, is het noodzakelijk om eerst de kegel te reinigen van bramen en deze te polijsten met een schuurlinnen, en deze vervolgens goed af te vegen, drie of vier krijtlijnen op de meter aan te brengen langs de lijnen die de kegel vormen, de meter in de spindelkegel te plaatsen en deze voorzichtig meerdere keren te draaien. De correctheid van de vorm van de spindelkegel kan worden beoordeeld aan de manier waarop de krijtlijnen op het kaliber worden gewist.
Als de kegel geslepen moet worden, is het het beste om dit op de machine zelf te doen met een draagbaar slijpapparaat of, als laatste redmiddel, met een handmatige schraper, afhankelijk van het kaliber. Als het nodig is om de kegel te boren, is het beter om onder de adapterhuls te boren, waarin de binnenste kegel standaard moet worden gemaakt, zodat deze geschikt is voor normale centra en doornen.
Algemeen kan worden gesteld dat een juiste diagnose van de spindel en goed technisch onderhoud van de apparatuur de levensduur van het CNC-bewerkingscentrum aanzienlijk zullen verlengen.
