Из чего состоит фрезерный станок: Из чего состоит фрезерный станок

Содержание

Фрезерный станок с ЧПУ: ПОЛНЫЙ разбор, виды комплектация

На фрезерном станке производят изделия из металла, оргстекла, пластика, древесины и многих других.
На фрезере возможна, как поперечная резка, так и создание сложных криволинейных рисунков на поверхности материала.

Не важно, хотите вы гравировать огромные памятники из камня или изготавливать небольшие шкатулки из фанеры – для любой задачи найдётся подходящий фрезерный станок с ЧПУ.

В этой статье мы расскажем о том, как выбрать такой станок и на что обратить внимание.

В первую очередь нужно отталкиваться от задач: какие изделия вы будете изготавливать на фрезерном станке? Каков объём вашего производства — штучное или потоковое? С каким материалом вы планируете работать? От ответов на эти вопросы зависят многие характеристики станка.

Рабочее поле фрезерного станка

Его размер зависит от вида изготавливаемой продукции и площади рабочего помещения.

И в зависимости от этого выделяют два типа фрезерных станков ЧПУ:

Напольные фрезеры

Например, именно такой тип станка потребуется для фрезеровки дверей. Мы можем вам порекомендовать для этой задачи, к примеру, Wattsan A1 1325 или M1 1325. Его рабочее поле соответствует размеру заготовки – 1300х2500 миллиметров.

На станках большего формата стол всегда неподвижен, а портал перемещается по оси Y.

Настольные фрезерные аппараты

Для производства небольших деревянных коробочек подойдут компактные варианты фрезеров – Wattsan 0404 и 0609.

Кроме того, их можно использовать в небольшом мебельном производстве, для изготовления сувениров, отделки интерьера и экстерьера.

Например, размер рабочего поля Wattsan 0404 – 400х400 мм., он поместится в небольшой мастерской. А в базовой комплектации этого станка есть всё, что потребуется для небольшого штучного производства – шпиндель 1,5 Квт и водяная помпа.

Типы фрезерных станков в зависимости от обрабатываемого материала

Кроме того, выделяется несколько типов фрезерного оборудования в зависимости от обрабатываемого материала:

Высокоскоростные фрезерные ЧПУ станки

Они предназначены для резки и раскроя металлов, дерева, двухслойного пластика, оргстекла, ПВХ, гипса. А кроме того, на них можно фрезеровать гранит и мрамор, что часто используется в ритуальном бизнесе для обработки плит и памятников.

Например, Wattsan M2S 1325. Он оснащён вакуумным столом, системой аспирации и подачи смазки, поворотным устройством и системой СОЖ. Он подойдёт, как для 3d фрезеровки, гравировки и резки дерева, оргстекла, ПВХ, алюминия и обработки плит из гранита и мрамора.

Фрезерно-гравировальные станки

Максимальный размер размер рабочего поля такого станка 2000х4000 мм. Именно поэтому на них обычно работают с листовыми материалами.

К примеру, Wattsan M1 2040. На нём можно работать с заготовками больших размеров. Он предназначен для фрезерной 3d резки, гравировки и резки дерева, оргстекла, ПВХ, композита, алюминия.

Больше всего Wattsan M1 2040 используется в промышленном производстве композитных материалов, где требуется раскрой крупных заготовок.

Граверы

На них возможны различные виды фрезеровки, как 2d, так и 3d.

Например, для 3d фрезеровки широко используется станок Wattsan M1 6090.

А засчёт установки 4-х осевой поворотки возможна 4d обработка. О том, какое для этого потребуется программное обеспечение мы расскажем позже.

Узкопрофильные станки

Они предназначены для работы с одним материалом.

Например, Wattsan M1 1325 RD преимущественно применяется в деревообработке. Его используют для производства мебели, элементов декора для дизайна интерьеров и сувенирного производства.

На этом станке можно работать, как с мягкой, так и твёрдой древесиной. К слову, если в первом случае станок не оставляет задиров, то на твёрдом материале он будет фрезеровать ещё лучше.

Компактные станки с ЧПУ

Wattsan 0404 mini, Wattsan 0609 mini – небольшие настольные и функциональные фрезерно-гравировальные станки.

На них можно выполняют фрезерную 3d резку и гравировку дерева, МДФ, ДСП, оргстекла, ПВХ, композита, алюминия. Компактные станки используются для деревообработки, лёгкой промышленности, сувенирной пормышленности, отделки интерьера и экстерьера.

Жёсткость конструкции

Это один из главных параметров, на который нужно обратить внимание при выборе станка. Ведь иначе скорость обработки будет низкой, и, как следствие, уменьшится производительность.

Так же, при недостаточной жёсткости в процессе работы станок будет вибрировать, что может привести, например, к поломке инструмента и сократит срок службы самого станка. Особенно это касается граверов.

Кроме того, жёсткость конструкции станка критична при обработке твёрдых материалов.

Если, например, для фрезеровки дерева это не так важно, то для обработки металла потребуется очень жёсткий станок.

У тех станков, где меньше меньше соединений деталей посредством болтов, конструкция более жёсткая.

Имейте ввиду, что у станков с недостаточно жёсткой конструкцией может ухудшаться точность позиционирования, так как оборудование будет вибрировать при работе.

К примеру, если заявленная точность вашего станка 0,0001 мм, то на самом деле она может доходить до 0,1 мм.

Параметры точности станка фрезерного станка

Точность позиционирования

Этот показатель означает, насколько точно рабочая голова станка окажется в точке с заданными координатами. Если в управляющей программе будет задана точка 150,150, станок, в зависимости от его точности позиционирования, может приехать, как точно в заданную точку, так и, например, в точку 150.1, 149.9.

Чем больше рабочее поле станка, тем сложнее добиться точности позиционирования. Кстати, при большой длине на этот показатель влияет ещё и температура в помещении, так как под воздействием тепла материал станка расширяется. Это так же влияет и на жёсткость станка.

Кроме того, есть ещё несколько факторов, влияющих на позиционирование станка — класс точности направляющих, система передачи движения, шаговые двигатели, у которых разница между шагами может быть до 30 %.

Точность позиционирования нашего фрезерного оборудования составляет от 0,01 до 0,05 мм.

Повторяемость

Под этим параметром имеется в виду погрешность, с которой станок приезжает в одну и ту же точку.

Допустим, если вы задали станку команду приехать в определенную точку, затем отправили обратно и вернули назад, и повторили несколько раз. При хороших показателях повторяемости, станок будет приезжать точно в те же координаты, с небольшим разбросом.

Как правило, у всех станков она от 0,02-0,05 мм, что считается неплохо.

И именно этот показатель обычно указывается в параметре “точность” у станка.

И хорош тот фрезерный станок с ЧПУ, у которого выше точность, ниже энергопотребление, больше удобства в пользовании, надежности в любой рабочей ситуации.

Комплектация фрезерного станка с ЧПУ

При выборе фрезерного станка этот параметр не такой важный, как, например, жёсткость конструкции и точность позиционирования. Однако, комплектующие нужно подбирать правильно.

Итак, давайт разберёмся, из чего состоит фрезерный станок.

Как устроен шпиндель?

Шпиндель – это мощный компактный электродвигатель. Фреза зажимается в шпинделе при помощи патрона с цанговым зажимом.

Цанга обжимает хвостовик фрезы со всех сторон, в отличие от того же трёхкулачкового патрона.

Это важно, потому что фреза испытывает боковые нагрузки, а цанга помогает равномерно их распределить и обеспечивает более плотный зажим.

От мощности шпинделя зависит, с каким усилием он будет фрезеровать материал. Если она мала, то будут падать обороты, уменьшится производительность, а станок может деформироваться.

Например, на настольных станках мощность шпинделя, как правило, невелика, поэтому толстый материал он будет резать очень медленно.

У нас есть два настольных станка – Wattsan 0404 mini и 0609 mini. Мощность шпинделя у них обоих составляет 1,5 Квт. Их, как правило, используют для 3d фрезеровки небольших изделий:

клише для тиснения,
пломбираторов,
медалей,
икон,
картин,
фресок.

В этих видах обработки не требуется особое силовое воздействие.

А вот у сверхмощного станка Wattsan M9 1325 c мощностью шпинделя 7,5 Квт область применения иная – раскрой больших и толстых заготовок МДФ, ДСП, древесины в производстве мебели, наружной рекламы и многого другого.

Кроме того, его можно использовать в ритуальном бизнесе для фрезеровки памятников из камня.

При выборе шпинделя обратите внимание на его характеристики, указанные в техническом паспорте – мощность и количество оборотов в минуту. Выбор этих параметров зависит от материала, с которым вы будете работать.

К примеру, для обработки листовой фанеры потребуется мощность от 800 Вт, для твёрдой древесины, лёгких металлов и пластиков – от 1500 Вт, а для фрезеровки камня – от 3000 Вт.

Охлаждение шпинделя фрезерного станка

Поскольку шпиндель работает на полную мощность, а КПД у него, как и у любого двигателя, не 100%, он быстро нагревается и нуждается в интенсивном охлаждении. Существуют два вида систем охлаждения шпинделя:

Водяное

Оно осуществляется засчёт циркуляции воды. Для водяного охлаждения шпинделя можно использовать помпу или чиллер.

Из плюсов такой системы охлаждения – отсутствие шума, возможность работы на минимальных оборотах и надёжное теплоотведение.

Рассмотрим на примере гравировки магния, при которой совершается 12000-15000 об/мин. При этом для шпинделя до 3 Квт требуется подключение к сети 220V ±10% 50Hz. А если мощность шпинделя выше 3 Квт, то потребуется подключение 380 вольт.

Недостаток водяного охлаждения шпинделя состоит в сложности конструкции, так как требуется резервуар для охлаждающей жидкости. Кроме того, если это помпа, охлаждающие свойства воды будут зависеть от температуры воздуха в помещении. Зато помпы компактные.

Кроме того, шпинделю с водяным охлаждением свойственна слабая антикоррозионная стойкость внутренних деталей.

Воздушное

Это система самоохлаждения шпинделя – либо крыльчатка сверху на валу электродвигателя, которая вращается вместе с ротором шпинделя, либо бесперебойный вентилятор наверху.

Плюсы такой системы в компактности и простоте.

А минус в том, что если вы, к примеру, фрезеруете дерево, то крыльчатка и вентилятор будет часто загрязняться пылью, и их необходимо будет менять.

Направляющие фрезерного станка

От них зависит точность обработки и жёсткость конструкции фрезерного станка.

Направляющие бывают:

Круглые рельсовые

Они, как правило, идут в комплектации бюджетных станков. На них можно обрабатывать дерево, пластики, ювелирный воск и многое другое.

Прямоугольные профильные рельсовые

Это более качественные направляющие таких брендов, как AMT, PMI, Hiwin, THK. Они применяются для обработки, которая требует наибольшей точности.

Централизованная система смазки фрезерного станка

Она упрощает смазку направляющих и подшипников. С автоматической системой смазки вам не придётся ходить с масленкой и смазывать каждую направляющую и подшипник отдельно.

Достаточно просто наполнить маслом небольшой бак и отогнать портал по диагонали в одну сторону и обратно. И всё смазано! Система смазки значительно экономит время на техобслуживание.

Кроме того, её можно настроить по таймеру.

Автоматическая система смазки ставится на станки с рабочим полем от 1200х1200 мм.

СОЖ фрезерного станка

Это смазочно-охлаждающая жидкость. Она есть во всех станках, которые предназначены для обработки металлов. СОЖ охлаждает место фрезеровки.

В состав смазочно-охлаждающей жидкости могут входить эмульсии с добавлением дисульфида и молибдена, масла с противоизносными присадками, добавками йода, серы, хлора и фосфорорганических соединений, а так же масла с добавками серы, хлора, фосфорорганических соединений.

СОЖ выглядит таким образом.

Кроме того существует ещё одна система охлаждения зоны обработки металла – “масляный туман”. Она оснащена компрессором, нагнетающим масло под давлением, благодаря чему при выходе СОЖ можно наблюдать туман.

Таким образом, СОЖ не только охлаждает зону фрезеровки, но и, смазывая инструмент, предотвращает его натирание.

Двигатели для перемещения портала фрезерного станка

Их выбор зависит от размера рабочего поля фрезерного станка. До 1200х1200 мм — достаточно шаговых двигателей, к станку с рабочим полем 2000х3000 мм — подойдут как шаговые двигатели, так и серводвигатели. Чем они различаются между собой?

Шаговые двигатели

Они бюджетные и простые в управлении. Их можно использовать для многих небольших производств — шкатулки, иконы, фрески и т.д.

Но шаговые двигатели шумят и с ростом скорости могут работать неправильно.

Поэтому они не используются на производстве, где нужна высокая скорость работы, например, при резке на промышленных машинах.

Сервоприводы

У серводвигателей есть обратная связь с управляющей программой. Это исключает вероятность сбоя шагов, не сбиваются координаты на высоких скоростях, динамика работы выше, а позиционирование более точное.

Для работы на высокой скорости на крупном производстве рекомендуем вам оснащать станок серводвигателями.

Сравнение шаговых двигателей и сервопривода:

Скорость перемещения: ШД (шаговый двигатель) – 20-25 м/мин, сервопривод может перемещаться от 60 м/мин и более.
Скорость разгона: ШД – до 120 об/мин за 1 секунду, сервопривод – до 1000 об/мин за 0,2 секунды.

Управление станком

Как устроена управляющая программа?

Она представляет из себя текстовый txt-файл, где каждая строка задаёт новое перемещение фрезы по оси X, Y или Z. А инструмент в свою очередь переходит из одной точки в другую.

Управляющая программа задаёт не только координаты движения фрезы, но и команды для шпинделя – раскрутить или остановить, а также, скорость движения инструмента и вращения шпинделя.

Из совокупности этих программ формируется G-код.

Он передаётся на контроллер, который отвечает за дальнейшие действия станка. Существует огромное множество систем управления станком – DSP-контроллеры, NC Studio, Mach4, Moriseiki, Syntec, Weyhong, Fanuc, HAAS, Seikos, Heidenhain и др.

Программное обеспечение

Как правило, векторный чертёж для фрезеровки создаётся в Vectric Aspire. Но есть и другие программы, например, ArtCAM, Vcarve, SheetCAM и многие другие.

Выбор программного обеспечения зависит в том числе и от того, какую вы хотите делать фрезеровку. Она бывает контурной и 3d, рассмотрим их особенности.

Различия контурной фрезеровки и 3d

2d фрезеровка

Векторный макет для плоской фрезеровки можно сделать в AutoCAD или CorelDraw.

А настройки УП для нее не отличаются множеством команд, ведь фреза идёт в одну сторону, затем, скругляется и направляется в другую.

Размер макета для 2d фрезеровки обычно весил несколько килобайт.

3d фрезеровка

В этом случае макет создаётся в специализированных программах – 3ds Max и Solidworks.

В отличие от 2d, при 3d фрезеровке инструмент, кроме движения по двум плоскостям, меняет ещё и высоту положения. Также, при 3d обработке дерева чаще меняется рельеф, чем при 2d.

В управляющей программе каждое такое изменение отмечается, как точка. Соответственно фреза переходит из одной точки в другую, при этом не только двигаясь влево-вправо, но и повышаясь и понижаясь. Так создаётся 3d модель.

Размер макета для 3d фрезеровки составляет несколько мегабайт.

Структурно эти два вида фрезеровки ничем не различаются. Есть отличия только в поведении станка, и они являются следствием особенностей чертежа в управляющей программе.

Автоматическая смена инструмента во фрезерном станке

Бывает так, что фрезеровку нужно делать в несколько этапов – сначала снять верхний слой толстой фрезой, а затем нанести тонкий рисунок, для чего большая фреза точно не годится.

В процессе резки больше не нужно менять фрезу вручную, потому что есть система автоматической смены инструмента, которая представляет из себя, так называемую, станцию, расположенную над шпинделем.

На ней закрепляется несколько необходимых для работы инструментов. А управляется она в программе, где задаётся, что и какой фрезой резать. Перед каждой сменой инструмента шпиндель возвращается к станции.

Станки с размером рабочего поля от 1500х3000 мм обычно идут с автоматической сменой инструмента, они используются на циклах обработки 5-15 мин для контурной резки.

Исключение – станок Wattsan M4 S 1325 с 4-мя фрезами. У него нет автосмены фрезы, зато есть сразу 4 шпинделя и функция измерения длины инструмента за одну операцию для каждого из них. То есть, каждый шпиндель со своим инструментом подъезжает к специальному датчику, где проходит калибровку, после чего инструменты работают на одной высоте.

Порядок и очерёдность работы каждого инструмента задаётся в управляющей программе.

Как заготовка крепится на рабочем столе фрезерного станка?

Существуют различные способы – струбцина или саморезы на столе с Т-образными пазами или – вакуумный стол. Рассмотрим два этих вида столов. Итак,

Вакуумный стол

Он закрепляет заготовку на рабочем столе силой вакуумного насоса. К нему прилагается уплотнительный шнур, который позволяет отсекать части заготовки, не влезающие на рабочее поле станка.

У вакуумного стола есть несколько недостатков:

Не получится закрепить небольшие заготовки;
Он несовместим с системой охлаждения инструмента, системой удаления стружки;
Для закрепления дерева, МДФ, ДСП потребуется насос мощностью от 5 Квт, вследствие чего будут большие затраты на электроэнергию.

Но для фрезеровки больших заготовок других материалов вакуумный стол будет оптимальным выбором.

Стол с Т-образными пазами

А вот МДФ, ДСП и дерево надёжно закрепится при помощи стола с Т-пазами.

Обычно на него устанавливаются накладки из ПВХ, которые иногда меняются вследствие износа.

Другое название этого стола – “жертвенный”.

Инструмент для фрезерного станка

Это фреза, и она выбирается в зависимости от задач, обрабатываемого материала и его толщины.

Фрезы изготавливаются из быстрорежущей стали (HSS) или карбида вольфрама. Стальные фрезы быстро тупятся под нагревом. А карбидные не так сильно тупятся, они острее, но более хрупкие.

Давайте рассмотрим основные виды фрез:

“Кукуруза”

Внешне похожа на напильник. Даёт мелкую пылевидную стружку на композитах – стеклостолите и карбоне.

Спиральная

Такие фрезы удаляют стружку засчёт движений вверх/вниз. Они бывают, как с одной, так и несколькими кромками. И чем их больше, тем фреза жёстче.

Однозаходными фрезами режут мягкие материалы, например, фанеру. А длинная фреза позволяет разрезать толстое дерево, но при этом, может погнуться и сломаться. Фрезы с несколькими кромками используют для обработки металла.

Если, к примеру, вы режете много деталей при отсутствии вакуумного стола, то лучше оставлять стружку. Таким образом, она будет закреплять маленькие детали на листе. Это гораздо удобнее, чем оставлять между ними перемычки, ведь так они могут выскочить и прыгать по всему рабочему столу, попадая под фрезу.

Прямая фреза

Имеет прямую режущую кромку и оставляет стружку в поле реза.

Алмазная фреза

На её поверхность нанесена алмазная крошка. Такой фрезой можно резать и гравировать стекло и камень. Но не рекомендуем работать алмазной фрезой “на сухую”, иначе она быстро испортится и оставит после себя много пыли.

Граверная фреза

Представляет из себя срезанную наполовину иголку с очень хрупким кончиком. Будьте осторожны, если вы режете граверной фрезой под малым углом.

Они применяются для нанесения надписей и тонких углублений.

Спиральная фреза с полусферическим наконечником

У неё полусферический кончик, который оставляет едва заметные “ступеньки”, в отличие, от фрез с плоским концом. Таким инструментом режут чистовой слой у ЗД барельефов.

Элементы механических перемещений

Рассмотрим плюсы и минусы различных способов:

Шарико-винтовая передача (ШВП)

Она применяется только для станков с небольшим рабочим полем до до 1200х1200 мм. На больших станках корпус будет расположен в средней части винта, поэтому возможен прогиб.

Максимально допустимая длина ШВП 1,5 м.

Давайте сравним два варианта станков с ШВП с размером рабочего поля 900х600 мм. Допустим, на одном из них установлена ШВП 8 мм, а на втором 16 мм. При высокой скорости работы на тонкая шагово-винтовая передача будет вибрировать по всей длине, что может привести к поломке узлов станка и инструмента.

А ШВП диаметром 16 мм при той же скорости будет исправно перемещать узлы станка. Это позволит увеличить производительность.

Если вы работаете на высокой скорости, рекомендуем комплектовать станок толстой ШВП.

Зубчатая рейка

Она используется на малых и средних скоростях на станках с рабочим полем от 1200х2400 мм и никогда не ставится на станок с сервоприводом.

Зубчатая передача даёт большую скорость перемещения и высокую точность позиционирования.

Система удаления стружки

При изготовлении мебельных фасадов, гравировке декора и барельефа обычно остаётся много пыли и стружки.

Дополнительно можно заказать систему удаления стружки, которая представляет из себя строительный пылесос. Например, у Wattsan M1 1325 она есть.

Таким образом, при резке фанеры стружка полетит в этот пылесос.

Обязательно ли устанавливать систему удаления стружки? Конечно, нет. Но тогда будьте готовы стоять в стружке по колено.

А при обработке карбона и стеклотекстолита рекомендуем её не вдыхать. Поэтому устанавливайте пылесос с хорошими фильтрами. Обычный бытовой пылесос не подойдёт.

Чем различаются фрезеры A1 и M1?

Станки с конфигурацией M1 считаются более профессиональными, чем A1.

Линейка M1 имеет высоту портала по оси z – 300 мм, что позволяет обрабатывать высокие заготовки. Кроме того, на таких моделях есть планетарные редукторы.

Так же, модели М1 оснащены мощными шаговыми двигателями и качественными драйверами Leadshine. Рельсы таких станков увеличены, и возможен их выход за пределы рабочего поля.

Станки M1 отличаются устойчивостью конструкции, отсутствием вибраций на высокой скорости работы, хорошей производительность и долгим сроком службы.

Многоосевые фрезерные станки

Это отдельная линейка станков для профессионалов.

Например, станки с 4-ой осью, на которую можно поставить изделие, и оно будет обрабатываться по кругу.

Кроме того, бывают 5-ти координатные фрезеры с 5-ю степенями свободы, и они универсальны. На таком оборудовании можно выполнять 2d и 3d резку или гравировку на любых материалах.

Фрезер с 5-ю степенями свободы даёт возможность работать, как на большом мебельном производстве, так и с мелкими деталями. Из достоинств такого оборудования – высокое качество и скорость работы, и он полное исключение человека из производственного процесса.

Бывает ЧПУ оборудование и с ещё большим количеством степеней свободы – роботизированные манипуляторы.

Горизонтально-фрезерный станок – Обработка металлов резанием – Совершенствование навыков выполнения слесарных и токарных работ

Главная / Слесарное дело / Совершенствование навыков выполнения слесарных и токарных работ / Обработка металлов резанием / Горизонтально-фрезерный станок

2 марта 2012

На фрезерных станках обрабатывают плоские и криволинейные поверхности деталей, нарезают зубья, выполняют канавки, выемки и выступы и другие работы.

На фрезерных станках достигают высокой производительности труда.

Различают горизонтальные и вертикальные фрезерные станки.

Горизонтально-фрезерный станок состоит из следующих основных частей: станины, консоли (кронштейна), шпинделя, хобота, стола, коробки скоростей, коробки подач, поперечных салазок.

Горизонтально-фрезерный станок

На чугунной станине коробчатой формы крепят все части станка. В верхней части станины имеются тщательно обработанные горизонтальные направляющие для хобота. По точно обработанным вертикальным направляющим передней поверхности станины перемещается консоль. Внутри станины расположены электродвигатель, коробка скоростей и шпиндель.

Чугунная консоль — жесткая массивная пустотелая опора для стола. Консоль тщательно обработана, так как она должна легко перемещаться по вертикальным направляющим станины.

На верхней части консоли по направляющим для салазок перемещается стол.

Стол станка имеет три направления движения (подачи) обрабатываемой заготовки: продольное, поперечное, вертикальное. Стол состоит из непосредственно стола и поперечных салазок. Салазки можно перемещать вместе со столом по направляющим консоли в поперечном направлении при помощи винтового механизма (поперечная подача).

При помощи винтового механизма можно также перемещать стол по продольным направляющим верхней части салазок (продольная подача).

Для вертикальной подачи (перемещения заготовки вверх и вниз) служит винтовой механизм, при помощи которого перемещают консоль.

Обрабатываемые заготовки зажимают в машинных тисках, надежно прикрепляемых к столу.

На шпинделе (пустотелом стальном валу) крепят фрезерную оправку с дисковой фрезой или длинный стальной стержень с резьбой на конце для торцовой фрезы. Шпиндель вращает режущий инструмент.

В коническое отверстие передней части шпинделя плотно входит конический конец фрезерной оправки. Хобот поддерживает другой конец фрезерной оправки. Хобот можно передвигать вдоль горизонтальных направляющих станины, что позволяет закреплять оправку на нужном расстоянии. Расстояние фрезы от шпинделя зависит от ширины обрабатываемой заготовки.

Коробка скоростей

Коробка скоростей станка позволяет изменять число оборотов шпинделя. Устроена она так же, как и у товарного станка. В коробке скоростей помещен и реверсивный механизм. Благодаря ему можно изменять направление вращения шпинделя (обратный ход).

Коробка подач станка

Коробка подач станка изменяет скорость механической подачи стола в продольном, поперечном и вертикальном направлениях. Коробка состоит из цилиндрических и конических зубчатых колес и кулачковых муфт сцепления. Она помещена в консоли станка. Движение коробки подач не связано с вращением шпинделя. Движение к коробке подач передается от общего электродвигателя через зубчатые колеса и при помощи раздвижного вала.

Вопросы

Для чего предназначены фрезерные станки?
На какие виды делятся фрезерные станки?
Из каких основных частей состоит горизонтально-фрезерный станок?
Из какого металла изготовляют станину и для чего она предназначена?
Для чего служит консоль?
Каково назначение стола?
Для чего служит шпиндель?
Каково назначение коробки скоростей?
Для чего служит коробка подач?

«Слесарное дело», И.

Г.Спиридонов,
Г.П.Буфетов, В.Г.Копелевич

Что такое фрезерование с ЧПУ? | Втулки

Что такое фрезерование с ЧПУ и как работает этот субтрактивный производственный процесс? В этой статье рассматривается, как работают фрезерные станки с ЧПУ, какие детали можно обрабатывать фрезерованием, а также лучшие методы проектирования для получения максимальной отдачи от этого типа обработки с ЧПУ.

фрезерование с ЧПУ это процесс обработки, который сочетает в себе системы обработки с числовым программным управлением и многоточечный режущий инструмент или фрезу. Как один из видов ЧПУ обработка , он включает в себя установку заготовки на станине станка и резку материалов из цельного блока для производства изделий из стекла, металла, пластика, дерева и других специализированных материалов.

В этом руководстве показано, как работают фрезерные станки с ЧПУ, рассмотрены различные типы фрезерных станков с ЧПУ и даны рекомендации по проектированию для получения максимальной отдачи от производства с ЧПУ.

Знаете ли вы, что мы предлагаем услуги по обработке с ЧПУ у местных производителей?

Изучите наши варианты местных источников с помощью Hubs Local Загрузите свой дизайн для бесплатной мгновенной оценки

Как работают фрезерные станки с ЧПУ?

Проще говоря, фрезерование с ЧПУ состоит из четырех этапов:

Шаг 1: Создайте модель САПР

Машинисты используют программу проектирования, такую как Autodesk Fusion 360, для создания CAD-модель конкретного компонента.

Шаг 2: Преобразование модели CAD для станка с ЧПУ

Затем импортируйте модель CAD в систему автоматизированного производства CAM. Если все сделано правильно, вы получите ряд цифровых инструкций, которые сообщают станку с ЧПУ, что делать, иначе известный как G-код. Команды G-кода позволяют машинам определять, куда двигаться и как быстро это делать для изготовления определенного компонента.

Шаг 3: Настройка фрезерного станка с ЧПУ

Прикрепите заготовку или блок материала к станине станка и убедитесь, что он правильно выровнен с помощью метрологических инструментов или контактных щупов. Установите шпиндель станка и выполните все действия, необходимые для настройки фрезерного станка.

Шаг 4. Начните процесс фрезерования

Загрузите программу, чтобы начать процесс фрезерования с ЧПУ. Специализированные режущие инструменты вращаются с высокой скоростью или с фиксированным числом оборотов в минуту, удаляя материал с заготовки до тех пор, пока она точно не воспроизведет желаемый компонент.

В чем разница между фрезерованием с ЧПУ и точением с ЧПУ?

При фрезеровании с ЧПУ и токарная обработка с ЧПУ полагаться на системы ЧПУ, между этими двумя процессами обработки есть ключевые различия.

Токарная обработка с ЧПУ выполняется для создания конической или цилиндрической поверхности. Для токарного процесса требуется токарный станок — станок, который может вращать заготовку вокруг оси вращения — для выполнения различных операций, таких как резка, сверление, токарная обработка и нарезание резьбы. Он также использует SPTT или одноточечный токарный инструмент, который находится в непосредственном контакте с заготовкой на протяжении всей операции.

Фрезерование с ЧПУ используется для создания плоской поверхности с помощью фрезерного станка. Для этого требуется многоточечный режущий инструмент или фреза. В отличие от токарной обработки, процесс фрезерования основан на прерывистой резке и выполнении нескольких операций станка.

Что такое 3-х, 4-х и 5-ти осевые фрезерные станки?

Рассмотрим различные типы фрезерных станков:

3-осевые фрезерные станки позволяют режущему инструменту перемещать и вычитать детали по осям X, Y и Z. Этот метод обработки является наиболее популярным из-за его низких начальных затрат. Он также используется для изготовления простых деталей с несложной геометрией.

А 4-осевой фрезерный станок имеет все возможности 3-осевого фрезерного станка, а также дополнительную ось. Кроме того, он позволяет вращать заготовку для резки вокруг оси А. Это особенно удобно, когда необходимо вырезать детали вокруг цилиндра или стороны детали.

5-осевой фрезерный станок обеспечивает перемещение по трем линейным осям, вращение головки станка и инструментальной головки, которые вместе составляют пять осей. В результате он может создавать продукты со сложной геометрией, такие как аэрокосмическая продукция, детали из титана, медицинские изделия и детали газовых машин. Поскольку он способен к многомерному вращению, он устраняет необходимость в нескольких настройках и позволяет выполнять одношаговую обработку, которая выполняется быстрее и продуктивнее.

Какие детали можно изготавливать на фрезерных станках с ЧПУ?

Фрезерные станки с ЧПУ позволяют операторам создавать сложные конструкции с очень жесткими допусками. В результате, это одна из самых точных производственных технологий на сегодняшний день.

Вот продукты, которые вы можете создавать:

Аэрокосмические компоненты, такие как компоненты шасси, конструкции фюзеляжа
Компоненты для автомобильной промышленности, такие как панели управления, оси, пресс-формы для автомобилей
Компоненты бытовой электроники, такие как корпуса
Медицинские компоненты, такие как хирургические инструменты, ортопедические изделия
Детали нефтегазовых машин, такие как клапаны, штоки, штифты
Прототипирование и моделирование
Скульптуры
Мебель
Деревообработка

Фрезерные станки с ЧПУ могут резать самые разные материалы, такие как алюминий бронза, медь , керамика, фанера, различные виды стали , камень, дерево, цинк и другие инженерные материалы. Это делает его идеальным для создания прототипов для разработки продукта. Вы также можете вносить точные и быстрые корректировки, пока не будете удовлетворены конечным продуктом.

Хотя фрезерные станки с ЧПУ являются гибкими, существуют ограничения с точки зрения перемещения оси, размера прототипа и размера сверла. Большинство машин имеют ограничения по форме и размеру. Большие станки с ЧПУ могут создавать прототипы размером до 105 футов x 21 фут.

Между тем, самые маленькие машины ограничены перемещением до 9 дюймов по оси X, 5,125 дюймов по оси Y и 6,5 дюймов по оси Z. Из-за ограничений формы на некоторых станках могут возникать проблемы с сверлением в материале отверстий с прямоугольными краями.

Существует множество конструктивных факторов, которые следует учитывать при создании деталей для фрезерной обработки с ЧПУ. В целом, некоторые важные рекомендации нашей собственной команды инженеров-механиков включают следующее:

Минимизировать установы: Постарайтесь свести к минимуму количество установов, необходимых для создания детали, чтобы процесс фрезерования стал быстрее и эффективнее.
Рассмотрим радиусы внутренних углов: К деталям необходимо добавить радиусы внутренних углов. Он должен составлять не менее 1/4 глубины пропила, а предпочтительно около 1/2 глубины пропила (или настолько, насколько позволяет конструкция) для экономии средств. По возможности минимизируйте глубину карманов и сверлите отверстия вместо фрезерования форм.
Избегайте тонких стенок и тонких сечений детали: В процессе фрезерования силы обработки способны отклонить и деформировать деталь даже при работе с мягкими металлами. Если участок детали не должен быть тонким, не делайте его тонким. При правильном выполнении вы сможете ускорить производство, снизить затраты и улучшить качество поверхности заготовки
Учитывайте размер детали: . Для более мелких элементов вам понадобятся более мелкие и хрупкие инструменты. С небольшими инструментами труднее работать, и они работают медленнее, что увеличивает затраты. Если функция не должна быть маленькой, чтобы часть работала, увеличьте ее.
Стандартизируйте все: Используйте стандартные размеры резьбы, стандартные радиусы углов, стандартные материалы и стандартные допуски, чтобы сэкономить деньги и обеспечить своевременную доставку деталей, независимо от того, кто их производит.

Материалы для механической обработки делятся на три основные группы: пластмассы, мягкие металлы и твердые металлы.

Мягкие металлы и некоторые твердые металлы имеют самые жесткие допуски, что делает их относительно легкими в работе. Как только материал покидает золотую середину по твердости и становится «слишком твердым» или «слишком мягким», он неожиданно реагирует на некоторые производственные процессы, и точность его резки значительно снижается.

В результате некоторые материалы используются чаще и считаются отраслевым стандартом по сравнению с другими. Например, алюминий 6061-T6 или различные виды мягкая сталь популярны среди машинистов, потому что с ними легко работать и они обладают прекрасными свойствами.

программное обеспечение САПР предназначен для создания простых в использовании инструментов, которые хорошо сочетаются с простыми в производстве деталями.

Например, инструмент «Отверстие под мастер» позволяет быстро создавать отверстия стандартного размера на детали, что делает процесс удобным как для проектировщиков, так и для производителей. Кроме того, также проще использовать базовые «Выдавливание» или «Вращение». инструменты, чем более сложные инструменты, такие как «Lofts» или «Sweeps».

Как правило, легче массово производить и изготавливать детали, изготовленные с помощью простых инструментов, чем детали со сложными поверхностями.Если ваша деталь не требует сложной функции, не интегрируйте ее в конструкцию. Это поможет вам сэкономить деньги и минимизировать качество проблемы, связанные с вашим дизайном в долгосрочной перспективе.0003

Как получить максимальную отдачу от фрезерной обработки с ЧПУ с помощью ступиц?

Существует множество способов снизить затраты и сократить время выполнения заказов на фрезерные станки с ЧПУ. В общем, многое из того, что вы можете сделать, сводится к проектированию «простых» и/или «стандартных» деталей. Если вы можете проектировать детали с простыми функциями, которые можно построить с помощью инструментов стандартного размера, они чаще всего будут успешными.

Сложность хороша, когда она необходима, но она также ведет к увеличению времени выполнения заказа и стоимости. Простая деталь с относительно жесткими допусками или одна сложная деталь могут быть не слишком сложными, если они изготовлены из алюминия. Однако, когда они сделаны из пластика, массовое производство может показаться почти невозможным.

Подводя итог, можно сказать, что все, что может быть простым и стандартным в вашем дизайне, должно быть таким. В зависимости от текущего этапа разработки продукта может потребоваться добавление сложных функций или выбор специального материала, но это определенно сделает фрезерование более интенсивным.

Ступицы Услуги фрезеровки с ЧПУ включает в себя глобальную сеть 3-осевых, 3+2-осевых и полных 5-осевых фрезерных центров, которые могут производить высокоточные и качественные детали. Начните производить детали прямо сейчас с бесплатным мгновенным расчетом стоимости .

Готовы преобразовать файл САПР в пользовательскую деталь? Загрузите свои проекты для бесплатной мгновенной оценки.

Получите мгновенное предложение

Что такое фрезерование с ЧПУ? Полное руководство

CNC расшифровывается как Computer Numerical Control, что означает, что компьютер управляет фрезерным станком. Если вы хотите узнать больше об обработке с ЧПУ, ознакомьтесь с нашим подробным руководством.

Подробное описание процесса фрезерования с ЧПУ, устройства станка с ЧПУ и различных доступных типов фрезерования с ЧПУ.

Это вводное руководство представляет собой введение в фрезерование с ЧПУ и охватывает следующее:

Что такое фрезерный станок с ЧПУ?
Как работает фрезерный станок с ЧПУ?
Что делает фрезерный станок с ЧПУ?
Процесс фрезерования с ЧПУ
Характеристики фрезерного станка
Типы фрезерования с ЧПУ
Сколько стоит фрезерование с ЧПУ?
Преимущества фрезерного станка с ЧПУ

Что такое фрезерный станок с ЧПУ?

Фрезерный станок производит высококачественные детали с высоким уровнем детализации и отделки. Фрезерные станки с ЧПУ используют вращающиеся инструменты для резки материала с инструкциями, полученными из файла САПР, для создания дизайна детали. Функция и координаты фрезы контролируются компьютером фрезерного станка с минимальным вмешательством человека, необходимым для завершения производства.

Фрезерные станки с ЧПУ предназначены для массового производства многих компонентов из различных материалов и пластмасс. Основная функция фрезерного станка заключается в механическом вырезании заготовки до желаемой формы.

Как работает фрезерный станок с ЧПУ?

Процесс фрезерования с ЧПУ заключается в том, что машина считывает закодированные инструкции и затем выполняет их. Все начинается с разработки файла 3D CAD, представляющего конечную деталь. После завершения дизайн преобразуется в машиночитаемый формат. Программное обеспечение CAM (автоматизированное производство) затем экспортирует это в программу станка с ЧПУ, обычно в формате G-кода, которая действует как инструкции, направляя каждое движение, которое делает машина. Это воспроизводит дизайн САПР в выбранном материале с высокой точностью и эффективностью.

Щелкните здесь для получения дополнительной информации о САПР и программном обеспечении, необходимом для обработки с ЧПУ.

Используя технологию субтрактивной обработки, фрезерные станки с ЧПУ могут производить большие и малые объемы очень сложных и сложных деталей. Материал удаляется с заготовки, а фрезерный станок использует вращающийся цилиндрический инструмент, называемый фрезой. В зависимости от используемого фрезерного станка, станок может резать под разными углами и перемещаться по разным осям.

Окончательная деталь будет сначала разработана с помощью САПР или автоматизированного проектирования, а затем передана на фрезерный станок для окончательного производства.

Что делает фрезерный станок с ЧПУ?

Фрезерный станок с ЧПУ изготавливает сложные детали для различных отраслей промышленности с использованием технологии субтрактивной обработки. Фрезерный станок отрезает заготовку и обрабатывает конечную деталь по 3, 4 или 5 осям. В зависимости от количества осей фрезерного станка с ЧПУ, более сложной и сложной может быть конечная деталь. Фрезерный станок с ЧПУ используется в различных отраслях промышленности, в том числе в аэрокосмической и медицинской, для изготовления сложных деталей.

Процесс фрезерования с ЧПУ

Некоторые фрезерные станки будут более подходящими, чем другие, в зависимости от различных факторов. Сложность процесса фрезерования с ЧПУ будет зависеть от конструкции конечной детали. Чем более структурно важна и качественна деталь или продукт, тем более сложной должна быть конструкция.

Например, более сложная машина может потребоваться для сложных конструкций, требующих высокой точности, таких как медицинские или аэрокосмические компоненты. Это необходимо для достижения окончательного дизайна, отделки и эстетики. Основные детали, которые обрабатываются для более общего использования, могут не требовать такой высокой точности или высококачественной обработки. Сложные и замысловатые конструкции обычно требуют дополнительной фрезеровки.

Часто фрезерные станки используют 3, 4 или 5 осей.

Для более простых деталей требуется меньше осей для достижения окончательного дизайна. Простые геометрические формы обычно можно использовать на 3-осевом фрезерном станке. Они просты в программировании и эксплуатации, обеспечивая превосходную точность при низких затратах. Режущие инструменты прикреплены к шпинделю, работающему по трем линейным осям. Они могут вращаться со скоростью тысячи оборотов в минуту, а это означает, что даже самые прочные материалы можно разрезать с легкостью и точностью.

3-осевые станки являются наиболее распространенной разновидностью фрезерных станков и могут резать вертикально (ось Z) и в направлениях X и Y. Однако обычно невозможно обработать поднутрения на 3-осевом фрезерном станке. Эти функции недоступны при использовании стандартной концевой фрезы. Это означает, что для более сложных конструкций может потребоваться более сложный фрезерный станок.

4-х осевой фрезерный станок более сложный, с дополнительной возможностью вращения по оси X (по аналогии с токарным станком).

5-осевые фрезерные станки включают вращение как по оси X, так и по оси Y. Это наиболее полные фрезерные станки из имеющихся, и они применяются для очень сложных конструкций, таких как медицинские устройства и имплантаты для медицинской промышленности, импеллеры и аэрокосмические конструкции.

Верхний наконечник: Прочтите наш руководство Понимание процесса фрезерования с ЧПУ
Top Tip: . Нашерсен 3.0233

Характеристики фрезерного станка

Основные характеристики фрезерного станка, как правило, можно свести к семи отдельным частям. К ним относятся:

Колено – Колено закреплено на стойке, но регулируется. Он поддерживает седло и рабочий стол. Его можно опускать или поднимать по оси Z.
Колонна – Колонна является основной несущей конструкцией машины. Он работает как усиление для других частей машины.
Седло – Седло расположено над коленом и под рабочим столом и может перемещаться параллельно оси шпинделя. При необходимости он перемещает заготовку горизонтально.
Рабочий стол – Участок, расположенный сверху седла, где крепится заготовка. Рабочий стол фрезерного станка может регулироваться в зависимости от типа станка и использоваться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.
Шпиндель — это вращающийся компонент, который удерживает станок или оправку и приводится в движение электродвигателем.
Оправка – Оправка используется в горизонтально-фрезерных станках. Он вставляется в шпиндель и работает как вал, который можно использовать для крепления различных станков.
Поршень — Поршень обычно используется в вертикально-фрезерных станках и крепится к верхней части цапфы, где поддерживается шпиндель.
Станок — Станок — это компонент, выполняющий фрезерные операции. Он удерживается шпинделем и снимает материалы с заготовки. Существует широкий спектр станков.

Пример фрезерного станка с ЧПУ, предоставленный Haas.

Типы фрезерных станков с ЧПУ

Вертикальное фрезерование

При вертикальном фрезеровании 3-осевой фрезерный стол представляет собой рабочую поверхность, расположенную ниже рычага, к которому прикреплен шпиндель.

Шпиндель может быть стационарным, если используется вертикальная револьверная мельница. При этом стол перемещался по обеим осям X и Y. Между тем, стол перемещается по оси X только в том случае, если используется вертикальная фрезерная станина. Шпиндель перемещается по длине рычага в направлении оси Y.

Горизонтальное фрезерование

При горизонтальном фрезеровании шпиндель работает горизонтально, а не вертикально, а все остальные компоненты аналогичны вертикальному фрезерованию. Вообще говоря, горизонтальные мельницы лучше всего подходят для более тяжелых или более длинных проектов. Они также подходят для деталей, которые требуют удаления большого количества материала по мере того, как стружка падает с детали и резака.

Торцевое фрезерование

Ось вращения режущего инструмента перпендикулярна поверхности заготовки.

Используются торцевые фрезы с зубьями как на периферии, так и на торце инструмента, последний из которых используется для чистовой обработки. Торцевое фрезерование также используется для создания плоских поверхностей и контроля готовой детали. Торцевое фрезерование может обеспечить более высокое качество отделки, чем другие процессы фрезерования, и совместимо с вертикальными и горизонтальными фрезерными станками.

Плоское фрезерование

Ось вращения режущего инструмента параллельна поверхности заготовки. Плоские фрезы имеют на периферии зубья, которые выполняют операцию резания. Используются как узкие, так и широкие фрезы. Это позволяет выполнять более глубокие пропилы и обрабатывать большие площади поверхности. Используются как ходовая, так и мелкозубая фреза. Низкие скорости резания и высокие скорости подачи используются для обычной фрезы и наоборот для фрезы с мелкими зубьями. Это позволяет более детализировать заключительную часть.

Угловое фрезерование

Это операция фрезерования, при которой ось вращения режущих инструментов расположена под углом к поверхности заготовки. Таким образом, одиночные угловые фрезы могут создавать более угловатые элементы, такие как канавки, зубцы или фаски.

Фасонное фрезерование

Фасонное фрезерование лучше всего использовать для операций фрезерования с более неровными поверхностями. Контуры, очертания, кромки или детали с изогнутыми плоскими поверхностями. В нем использовались фрезы или летучие фрезы, специализированные для конкретных применений, например, вогнутые фрезы или фрезы для скругления углов. Полусферические или полукруглые конструкции или другие подобные сложные конструкции со сложными деталями выиграют от метода фрезерования формы.

Типы фрезерных станков

Поскольку существуют различные типы фрезерных станков с ЧПУ, существует также ряд уникальных фрезерных станков с различными характеристиками и функциями. Некоторые различные типы фрезерных станков:

Поршневой тип: Этот станок позволяет станку маневрировать по осям XY через шпиндель, прикрепленный к подвижному рычагу на колонне. Горизонтально-фрезерные станки чаще всего бывают поршневого типа.

Колено: Станки коленного типа будут регулировать по вертикали рабочий стол вместо шпинделя. Колено опустит и поднимет рабочий стол вдоль колонны, чтобы добраться до станка. Плоское фрезерование часто выполняется на станке коленного типа.

Планировщик: В этом фрезерном станке рабочий стол фиксируется по осям YZ со шпинделями, которые могут перемещаться по осям XYZ. Они также могут одновременно поддерживать до четырех станков.

Тип кровати: На этих фрезерных станках заготовка фиксируется под режущим инструментом. Станок может перемещаться по осям XYZ.

Сколько стоит фрезерование с ЧПУ?

Стоимость фрезерных станков с ЧПУ зависит от различных факторов. Расходы на фрезерование с ЧПУ в значительной степени связаны с тем, сколько времени требуется для обработки каждой детали. Более длительное время фрезерования может быть результатом необходимости удаления большого количества материала или твердых материалов. В зависимости от конструкции детали для некоторых деталей могут потребоваться более сложные инструменты или резка. Другими факторами, определяющими стоимость фрезерных станков с ЧПУ, являются сложность материалов и деталей. Вы можете щелкнуть здесь, чтобы согласовать стоимость фрезерных станков с ЧПУ с командой Get It Made, в противном случае узнайте больше о наших услугах по фрезерным станкам с ЧПУ.

Преимущества процесса фрезерной обработки с ЧПУ

Гарантия высокого качества и точности

Сама природа обработки с ЧПУ как процесса оставляет очень мало места для ошибок и обеспечивает высокий уровень точности и прецизионности. Это связано с тем, что он работает из компьютерной программы, вводя 3D-проекты, разработанные с помощью CAD (автоматизированное проектирование). Все операции запускаются через машинный интерфейс.

Машина выполняет эти инструкции без необходимости ручного ввода. Эти автоматизированные процессы обеспечивают максимальную точность, чтобы технически управлять даже самой конечной и сложной геометрией.

Фрезерование с ЧПУ обеспечивает высокую производительность

Уровень, на котором работают станки с ЧПУ, означает, что они способны к высокому уровню производства благодаря задействованным автоматизированным процессам. Фрезерование с ЧПУ является надежным и популярным вариантом, если деталь необходимо производить в больших объемах, при этом каждая деталь соответствует одинаковому уровню согласованности с точки зрения качества и отделки. Особенно легко программировать и управлять 3-осевым станком, достигая высокой точности при низких затратах.

Фрезерование с ЧПУ — менее трудоемкий процесс

Использование фрезерного станка с ЧПУ значительно снижает трудозатраты в производственном процессе. При полной мощности инструменты, используемые в фрезерном станке с ЧПУ, могут вращаться со скоростью тысячи об/мин (оборотов в минуту), что обеспечивает высокую производительность, а также экономит время. Никакие ручные процессы не могли обеспечить аналогичный результат. Стоит отметить, что чем проще конструкция, тем меньше требуется вмешательства человека. Например, если сложная конструкция требует перемещения заготовки в процессе, для обеспечения безопасного и надежного завершения процесса потребуется участие машинистов.