Ручной фрезер Kress в качестве шпинделя

Не секрет, что для легких фрезерных станков с ЧПУ часто используют ручные фрезеры. Особенно это характерно для хоббийных станков.
Однако не все ручные фрезеры - это просто мотор с цанговым зажимом, способный только на деревообработку. Ручные фрезеры Kress относятся к разряду профессионального оборудования и это не просто слова. Реально ручной фрезер, например Kress 1050 FME (мощность 1050 Вт), способен работать в составе настольного фрезерного станка с ЧПУ и производить вполне работоспособные прессформы из цветных металлов и сплавов.
Кстати сказать, старый вариант - KRESS OF6990ESET (800 Вт) - тоже был вполне работоспособен, хотя его новый вариант гораздо более вынослив и точен. К примеру, биение фрез на старой версии часто приходилось подбирать, чтобы вогнать его в 0,03 мм. Новая версия шпинделя достаточно стабильно дает биения порядка 0,015-0,02 мм с первой установки фрезы (конечно при условии должного качества самих цанг).

Kress 1050 FME на станке

Шпиндель Kress 1050 FME обеспечивает обороты до 30000 об/мин (регулировка плавная), имеет более качественно сделанный приемный конус под цанги (улучшили даже материал), стальную обойму подшипников, имеющую шейку для зажима шпинделя на станке (на старом шпинделе обойма была дюралевая). Шпиндель оснащен электронной системой поддержания оборотов, имеющей тахометр. Кстати сказать, благодаря этой системе, шпиндель обладает удивительной силой и способен фрезеровать дюраль даже гайкой, зажимающей цангу (это из горького опыта - см. фото ниже).

Повреждение заготовки гайкой зажима цанги при фрезеровке отверстия

На сайте производителя www.kress-elektrik.de можно найти сборочные чертежи этих шпинделей (точных ссылок не привожу, т.к. они меняются).
Для работы по цветным металла вполне достаточно и восьмисотваттного шпинлделя KRESS 800 FME. Он имеет несъемный сетевой шнур (в отличие от 1050 FME), несколько короче своего более мощного собрата, а в остальном полностью совпадает с ним.

По опыту работы можно сказать, что эти шпиндели способны работать в круглосуточном режиме (остановки только для смены фрез, заготовок и коллекторных щеток шпинделя) год-полтора. Затем появляется потребность в замене подшипников, но и это не проблема (хотя и не так уж просто). Щеточный коллектор - тоже изнашиваемый узел шпинделя, но это уже не ремонтируется. Впрочем, чтобы убить коллектор, надо проработать шпинделем не один год в жестком режиме.

Наиболее крупный инструмент, используемый для Kress 800 FME - концевая фреза диаметром 4 мм. Фрезами со сферическим торцом работать уже тяжелее, вибрации становятся гораздо сильнее - сказывается не очень жесткая конструкция подшипникового узла и узла крепления шпинделя.

Цанги. Когда-то эта тема была проблемной для пользователей KRESS. Дело в том, что было большой проблемой купить комплект цанг на диаметры, отличные от 8 мм (а ими комплектуются наборы KRESS для фрезеровки дерева, т.к. диаметр 8 мм - это стандарт для хвостовиков деревообрабатывающих фрез). В работе с металлом очень нужны диаметры 3 мм, 4 мм, 6 мм, иногда полезно иметь 3,175 мм (для некоторых из фрез SGS), а иногда хочется поставить и бор с хвостовиком 2,3 мм (но это уже совсем экзотика и таких цанг для Kress просто нет).
Приходилось самим изготавливать цанги на нужные диаметры. Понятно, что это совсем не те точности и, в результате, получение биения фрезы до 0,03 мм могло длиться несколько часов (тупо ставим фрезу, измеряем биение, переставляем с проворотом цанги и снова измерение...). В наше время вполне реально заказать по интернету промышленные цанги для шпинделей Kress. Например тут: www.kress-elektrik.ru . Лучше, если это цанги оригинального производства, а не китайские клоны. Но и китайцы уже делают неплохие экземпляры (у них лучше заказать несколько нужных цанг, чтобы из них выбрать одну-две с хорошим биением).

Крепление шпинделя на станке достаточно просто. Это дюралевый кронштейн-хомут, удерживающий шпиндель за посадочную шейку (диаметр 43 мм). Понятно, что необходимо обеспечить точную геометрию кронштейна, чтобы ось шпинделя была строго перпендикулярна перемещениям по осям X и Y. Но это уже чисто технологичские задачи. Следует уделить внимание жесткости кронштена, т.к. это напрямую влияет на мягкость работы.

Из неприятного:

• Следует отметить неудобство от использования щеточного коллетора. От истирающихся щеток в воздухе много графитовой пыли, а это плохо и для людей, и для электроники (когда заглючил компьютер управления станком, из него вытряхнули жменю графитовой пыли, накопившейся примерно за 6 лет работы Крессами).
• Оставляя станок в работе на ночь приходится проверять щетки: хватит ли, чтобы не заломать фрезу. Кроме того, одна из щеток снабжена предохранителем, отключающим шпиндель, если уровень износа щеток достиг чуть более половины их длины. Тогда щетка отжимается от коллектора и шпиндель перестает работать. Да, коллектор при этом меньше изнашивается, т.к. мы избегаем повышенного искрения при износе щеток. Но, когда отключается шпиндель, то надо успеть остановить станок, чтобы не заломать фрезу. Это обстоятельство сильно нервирует при работе и бесколлекторные шпиндели в этом смысле удобнее.
• Все-таки подшипниковый узел и посадочная шейка слишком слабые, а при работе фрезами жесткость шпинделя - это очень важно. Поэтому, если позволяет бюджет, то предпочтительнее более жесткие варианты шпинделей. А Kress - это бюджетный вариант, подходящий для временной замены более дорогих решений.
• Не любит работать на низких оборотах. Обычно это необходимо для крупных фрез. С понижением оборотов появляются "просадки", т.е. при врезании фрезы в металл обороты кратковременно падают (доли секунды), а потом электроника поднимает их снова. На слух это воспринимается страшновато и вообще чревато поломкой фрезы, если электроника не успеет выровнять обороты.
• Шум, т.е. сам шпиндель работает громче станка и по звуку напоминает дрель. При работе это мешает слушать фрезы, а мелкие совсем не слышно.

Подводя итог, можно сказать, что, как ни странно, но и ручные фрезеры могут быть применены как бюджетное решение для шпинделя легкого фрезерного станка с ЧПУ для производства прессформ из легких цветных металлов и латуни. Однако более подходящие для этих целей все же трехфазные бесколлекторные шпиндели (например, см. статью о китайских шпинделях ).