Фрезерный станок по металлу с ЧПУ — особенности, конструкция, применение

Программно-управляемые станки для фрезеровки – это многофункциональные комплексы для проведения широкого спектра работ с различными материалами. Конструкция оборудования позволяет менять в ходе работы тип инструмента, угол поворота шпинделя, количество оборотов фрезы и выполнять не только фрезерные работы, но и множество других операций.

Современное фрезерное оборудование с ЧПУ представляет собой целые обрабатывающие комплексы, способные выполнять широкий спектр работ с различными материалами

Принцип работы фрезерных станков

Фрезерное оборудование позволяет осуществлять различные технологические операции: резку, сверление, расчет расстояний между отверстиями, которые необходимо выполнять, а также ряд других. В качестве материалов, которые можно обрабатывать на таком оборудовании, могут выступать:

• древесина;
• черные, а также цветные металлы;
• керамика;
• полимерные материалы;
• природный и искусственный камень.

Заготовки закрепляются на рабочем столе, а их обработка выполняется за счет вращающейся фрезы, которая и режет материал.

Станок с ЧПУ обрабатывает металлическую заготовку

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, выпускаются в различном конструктивном исполнении.

Консольного типа:

1. модели, обладающие широкой универсальностью;
2. горизонтального типа;
3. вертикального типа.

Бесконсольной конструкции:

1. вертикальные;
2. горизонтальные.

Самыми популярными и, соответственно, распространенными являются фрезерные станки с ЧПУ консольного типа. На консоль закрепляется обрабатываемая заготовка, и именно этот рабочий орган совершает движения по отношению к режущему инструменту. Сам шпиндель такого станка не движется, он жестко зафиксирован в одной позиции.

Обработка на фрезерных станках бесконсольного типа осуществляется за счет того, что перемещаться в них может как рабочий стол, который движется в двух направлениях, так и шпиндель, способный изменять свою позицию в вертикальной плоскости, а также во всех остальных направлениях.

Основные узлы фрезерного станка с ЧПУ

Станок фрезерной группы с ЧПУ автоматически выполняет операции, информация о которых предварительно записана на один из носителей. Программы, которые управляют его работой, могут быть нескольких типов.

• Позиционные, предполагающие фиксацию координат конечных точек, по которым и выполняется обработка заготовки. Такое программы используются для управления станками сверлильной и расточной группы.
• Контурные, управляющие траекторией обработки заготовки. Они используются для управления станками круглошлифовальной группы.
• Комбинированные, которые объединяют в себе возможности программ контурного и позиционного типа. Такими программами управляются станки, относящиеся к многоцелевой категории.
• Многоконтурные. С их помощью можно управлять всеми функциональными возможностями станка, они являются самыми сложным типом ПО. При помощи таких программ обеспечивается управление широкоформатным оборудованием.

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, обладают целым рядом значимых преимуществ:

• позволяют увеличить производительность обработки в 2–3 раза;
• дают возможность изготавливать детали с высокой точностью;
• минимизируют объем ручного труда, что позволяет уменьшить штат обслуживающего персонала;
• сокращают время, необходимое для подготовки заготовок;
• минимизируют время обработки деталей.

Фрезерное оборудование – технологические возможности

• токарные работы – используя дополнительные инструменты, можно торцевать поверхность заготовок, наносить резьбу, работать с цилиндрическими, коническими и прочими формами, сверлить и зенкеровать отверстия;
• гравировальные операции – современное фрезерное оборудование позволяет производить высокоточные гравировальные работы, независимо от сложности узора и хрупкости материала;
• работы по отрезке, раскрою и фигурной резке древесных материалов, камня и металлов;
• создание объемных изделий по 3D-программам.

Фрезерный станок с ЧПУ – область применения

Универсальные возможности станков открывают большие перспективы по использованию фрезерных комплексов с ЧПУ практически во всех областях производства, от тонкой ювелирной работы до судостроения.

Машиностроение

Токарно-фрезерное оборудование в машиностроении

Большая часть работ по производству и обработке машинных механизмов и деталей выполняется на фрезерных станках. Сюда входит изготовление втулок, шестерен, элементов корпуса и двигателя, обработка цилиндров и многое другое. Высокоточное оборудование для фрезеровки одинаково качественно работает с любыми видами металлов, независимо от их твердости.

Деревообработка

Изготовление узорчатой балясины на четырехкоординатном фрезерном станке с ЧПУ

Наиболее широко фрезерное оборудование с ЧПУ используется при работе с древесными материалами. Станки позволяют воплотить в жизнь любые дизайнерские решения и прекрасно справляются как с распилом, так и с эстетической обработкой древесины. Материалами могут служить древесные плиты, доска, твердые и мягкие породы дерева. При помощи фрезерного оборудования можно производить:

• декоративную фрезеровку мебельных фасадов;
• гравировальные работы по дереву;
• вырезание корпусных элементов мебели;
• лестницы любой степени сложности: от простейших, до украшенных резными балясинами;
• двери, декорированные сложным орнаментом;
• различные интерьерные элементы;
• предметы быта (хлебницы, разделочные доски и т.д.);
• создавать барельефы;
• выполнять объемную резьбу, фигурную резку букв, логотипов, сувенирной продукции.

Ювелирная промышленность

Алмазная огранка изделия с использованием фрезерного оборудования

В области работы с драгоценными металлами и камнями фрезерно-гравировальным станкам нет равных: их возможности значительно превосходят человеческие по точности и производительности. На ювелирных фрезерных станках можно:

• наносить гравировку на изделия (фляги, украшения, портсигары и прочее);
• создавать коллекционные монеты;
• изготавливать восковые формы;
• производить сувенирные изделия из драгметаллов;
• выполнять объемные рельефные узоры.

Архитектура и дизайн

Макеты зданий, выполненные на фрезерном станке

На фрезерном оборудовании с ЧПУ создаются плоские и объемные логотипы, дизайнерские и рекламные объекты, макеты зданий, уличные указатели и номера домов, элементы корпоративной символики и множество других изделий такого плана. В качестве материала может выступать камень, металл, древесина, пластик, стекло.

Металлообработка

Фрезерное оборудование позволяет выполнять высокоточную обработку металлов и сплавов

В секторе металлообрабатывающей промышленности возможности фрезерных станков с программным управлением поистине безграничны. Независимо от прочности металла, на оборудовании для фрезеровки можно производить:

• отрезные работы;
• гравировку поверхности;
• шлифовку;
• токарные работы;
• проводить черновую и чистовую обработку поверхностей;
• наносить рельефный узор.

Именно универсальность, многофункциональность, высокая эффективность и точность выполняемых работ делают фрезерные станки с ЧПУ востребованным оборудованием в любом производстве.

Горизонтально-фрезерные

Оснащены горизонтальным шпинделем и рабочим столом в виде консоли. Стол совершает продольные, поперечные и вертикальные перемещения относительно шпиндельного вала и обрабатывающего инструмента (фрезы), закрепленного в нем.

Классификация ЧПУ

Применяются следующие программные обеспечения, управляющие процессом работы станка:

1. Позиционные — рабочие части переходят в точки с конкретными координатами. Отличаются точностью останова в заданной точке.
2. Контурные прямоугольные (коллинеарные) — подвижные элементы перемещаются по прямой линии. Скорость определяется указанными режимами резания, поочерёдно для каждой координатной оси. Выполнение криволинейных поверхностей невозможно.
3. Контурные (непрерывные) — элементы перемещаются в пространстве по предварительно заданным траектории, форме и конечным точкам. Создаются объёмные детали сложной конфигурации.
4. Адаптивные (самоприспосабливающиеся) — рабочий процесс автоматически подстраивается к скорости, силе резания, подаче. Автоматически защищается от перегрузок двигатель и привод подач. Отличается качественным процессом обработки, повышенной надёжностью.

Контурное и адаптивное управления основаны на 4-ёх и 5-ти координатных системах, обеспечивающие сложную траекторию движения подвижных элементов. Обработка проводится минимум по 2-ум осям одновременно.

Преобразование 3-х координатного станка в 4-х или 5-ти происходит путём установки добавочной поворотной поверхности. Зона работы при этом уменьшается.

Вертикально-фрезерные (консольные)

Принципиально отличаются от горизонтальных положением оси инструмента: здесь она расположена вертикально. Наличие в конструкции агрегата рабочей консоли ограничивает возможность применения горизонтально-фрезерного и вертикально-фрезерного оборудования: их назначение — изготовление деталей небольшого веса, размер заготовки также сравнительно невелик.

Управление

В программное обеспечение загружается управляющая программа (УП), содержащая следующие виды информации:

• геометрическая — размеры детали и обрабатывающего инструмента, их расположение относительно друг друга на столе (координатные перемещения стола определяются обрабатываемой деталью);
• технологическая — материал, твёрдость, чистота поверхности детали, выбранные режимы, последовательность замены инструментов.

Варианты ввода информации:

• набор рукой оператор на пульте;
• через пульт без использования числовых данных.

Как правильно выбирать фрезерный станок

Выбирать фрезерный станок, оснащенный ЧПУ, следует не по рекламному видео, а по функциональным возможностям такого оборудования и его техническим характеристикам. Руководствоваться в данных ситуациях необходимо следующими критериями:

• тип станка, который необходим для выполнения определенных задач;
• преимущества и недостатки определенных моделей;
• размеры рабочего стола;
• наличие в конструкции Т-образного паза, который способствует более удобному закреплению заготовки;
• напряжение, необходимое для работы станка с ЧПУ;
• функциональные возможности;
• настольные, мини или профессиональные;
• гарантийные обязательства, которые предоставляет производитель.

Ну и, конечно, по выбранному оборудованию можно просмотреть и видео от производителя, которое даст возможность понять, какими характеристиками оно обладает. Не следует выбирать станок с ЧПУ, способный выполнять те функции, которые вам никогда не пригодятся.

Вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ модели 700 V

Выполняет полную обработку заготовок из конструкционных сталей в производствах разных объёмов.

Трёхкоординатный центр осуществляет сверление, растачивание, нарезание резьбы, прямолинейное, контурное и объёмное фрезерования. В базовом оснащении установлен передвигающийся продольно и поперечно стол, вертикально — шпиндельная бабка. Поддерживается 3-координатный и 3-ёх осевой обрабатывающий процесс. Функционирует программное обеспечение пятого поколения на основе мощного компьютера, поддерживающее комбинированную (объединяет коллинеарную и непрерывную контурную) управляющую программу. Элементы обрабатывающего центра перемещаются в пространстве по заданной прямолинейной или криволинейной траектории к конечным координатам.

Предусматривается дополнительная установка одного или двух поворотных поверхностей, поддерживающих процесс в 4-ёх и 5-ти осях.

Конструктор в специальной программе (например, Solid Works, КОМПАС) создаёт 3- D модель будущей детали. Созданная 3- D модель и технологические данные вводятся в управляющую программу, например, СПРУТ, CAMWORKS, Гемма 3 D. Информация генерируется в универсальные G -коды, проводится симуляция процесса обработки. Созданная программа загружается через внешний носитель или через сеть в ЧПУ.

В обязанности персонала входит переустановка заготовок, замена инструмента. Необходимо контролировать корректность работы оборудования.

Бесконсольные фрезерные

Имеют шпиндель, совершающий вертикальные перемещения, а передвижения фрезерного стола напоминают крест (перемещаются продольно-поперечно). Такая траектория движения рабочего стола определила второе основное название оборудования этого типа — фрезерные станки с крестовым столом. Особенность таких агрегатов — это не консольное, а жесткое основание для установки заготовки; распространенное назначение — фрезерование крупногабаритных деталей значительной массы.

Продольно-фрезерные

Снабжены столом, совершающим продольные перемещения относительно оси станка. Шпиндельная бабка, в свою очередь, двигается в поперечном и вертикальном направлении, поворачивается на заданный угол (опция). Для обработки крупногабаритных заготовок из металла используют продольно-фрезерные станки портального типа с установленной на две опоры траверсой, вдоль которой перемещается шпиндельная головка. Для станков с меньшими габаритами характерно консольное устройство шпиндельной бабки.

Фрезерные станки, оснащенные модулем ЧПУ

При выборе и покупке фрезерного станка с ЧПУ необходимо знать определяющие технические параметры оборудования. Агрегаты, оснащенные модулем числового программного управления, имеют следующие особенности компоновки:

• Положение шпинделя. Вращение многолезвийного обрабатывающего инструмента (фрезы) производится при горизонтальном или вертикальном положении оси, либо шпиндель поворачивается и устанавливается наклонно под заданным углом к заготовке.
• Количество шпиндельных головок. Конструктивно фрезерное оборудование может включать один, два и более шпиндельных валов, расположенных в различных плоскостях. Нередко станки с ЧПУ (например, продольно-фрезерные, универсальные или горизонтально-фрезерные) и обрабатывающие центры оснащаются дополнительной съемной шпиндельной головкой, расширяющей диапазон производимых работ и повышающих сложность получаемых поверхностей изделий из металла и других материалов.
• Конструкция рабочего стола. В зависимости от компоновки, стол перемещается в продольном (продольно-фрезерные), продольно-поперечном (горизонтально-фрезерные и вертикальные фрезерные агрегаты), поднимается или опускается (консольные фрезерные), поворачивается вокруг своей оси (карусельные, барабанного типа). Опционно устройством для поворота заготовки могут оснащаться агрегаты со столом, совершающим продольно-поперечные перемещения (например, горизонтально-фрезерные, в том числе консольные, или универсальные). При этом поворотное устройство монтируется на рабочий стол станка или встраивается в его плоскость, позволяя обрабатывать как поверхности вращения, так и длинномерные заготовки без дополнительных затрат времени на установку/снятие оснастки.
• Количество осей или степеней свободы. Варьируется от 2-х до 5-и. Такая особенность практически всех видов фрезерных станков по металлу определяет сложность конфигурации обрабатываемой поверхности, количество переустановок детали при проведении полного цикла фрезерных работ.
• Точность обработки характеризуется не только жесткостью узлов агрегата и конструкции в целом, но и возможностью точного позиционирования детали, применением различных измерительных приборов для контроля конфигурации режущих кромок, перемещения инструмента, а также определения положения и размеров детали.
• Наличие магазина инструмента и количество возможных позиций в нем. Число устанавливаемых и используемых при обработке резанием фрез доходит до нескольких десятков. Вариативность производимых операций повышает применение в конструкции таких видов фрезерных станков приводных державок для инструмента.
• Мощность оборудования определяет тип обрабатываемого материала, его прочностные характеристики. На мощных агрегатах всех основных типов фрезерных станков при использовании твердосплавного режущего инструмента возможна обработка резанием закаленных металлов (до HRC 60…75), высокопрочных и жаропрочных сталей, титановых сплавов, твердых композитных материалов, а также применение форсированных режимов — высокой скорости резания при значительной глубине обработки.
• Частота вращения шпинделя. Определяет диапазон материалов, поддающихся обработке, а также качество (чистоту) получаемой поверхности. Выбор станка для фрезерования зависит от того, какой материал планируется на нем обрабатывать. Например, универсальные станки с высокоскоростными режимами резания реализуют точную обработку вязких материалов, например, дюралюминия, латуни, цинкосодержащих сплавов и т.д.
• Размеры необходимой рабочей зоны основных типов фрезерных станков определяют габариты обрабатываемых заготовок.

Если перед вашим промышленным предприятием встал вопрос, какие типы фрезерных станков приобрести для производства той или иной продукции, свяжитесь с инженерно-техническими специалистами компании «СМК» по телефонам 8 (4822) 620-620

Копировально-фрезерные (объемно-фрезерные)

Производят фрезеровку заготовки, считывая заданную конфигурацию с образца с помощью специального копировального инструмента.

Шпоночные фрезерные

Характеризуются планетарным движением шпинделя, стол агрегата совершает возвратно-поступательные перемещения.

Карусельные фрезерные (непрерывного действия)

Имеют один или несколько вертикальных шпинделей, последовательно обрабатывающих подающиеся к ним заготовки. В конструкции применен принцип многопозиционной обработки.

Особую нишу в промышленном производстве занимают фрезерные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...