Конструкция фрезерного станка: Устройство фрезерного станка

Конструкция фрезерного станка с ЧПУ

В группу фрезерного оборудования, оснащенного системой ЧПУ, входит множество видов станков, осуществляющих широкий спектр работ в сфере обработки металлов и других материалов. В зависимости от конструктивных особенностей, различают вертикально-фрезерные, универсальные, горизонтально-фрезерные, настольные станки и так далее. Но самыми популярными являются портальные станки, имеющие от 3 до 5 осей.

С помощью фрезерного оборудования с ЧПУ осуществляют автоматическую обработку металлов, дерева, пластика, камня, полимеров, а также композитных и других материалов. Чаще всего обработка осуществляется в плоскости, но также весьма популярным является и 3D-фрезерование. Плоскостная обработка материала включает в себя профильную резку по заданному контуру, внутриконтурную выборку, а также сверление.

Конструктивные особенности оборудования
Главными конструктивными элементами фрезерных станков являются следующие:

• шпиндель;
• система управления;
• двигатель;
• станина.

Особенности шпинделя
Существует два варианта шпинделей: с воздушным и водяным охлаждением. Самыми надежными считаются шпиндели, характеризующиеся водяным охлаждением. В случае использования воздушного охлаждения увеличивается шум при работе станка.
На качество работы оборудования также влияет вид используемых подшипников. При выборе станка необходимо принимать в учет то, что мощности шпинделя должно быть достаточно для того, чтобы преодолевать требуемое усилие без потери производительности. Поэтому желательно выбирать оборудование с хотя бы небольшим запасом.

Система числового программного управления
Делятся системы ЧПУ на такие категории:
1. DSP-контроллеры в виде пульта (например, NK105 или Rich Auto).
2. Через ПК (Mach4 или NC Studio).

3. Контроллер в виде стойки с экраном (к примеру, NK260 или Syntec).

Разные типы контроллеров имеют свои преимущества и недостатки. Например, система на основе ПК подходит для новичков. Здесь большая часть параметров выводится на экран, что облегчает выполнение наглядной симуляции. Кроме этого, такие системы характеризуются простотой монтажа и обслуживания. Но из недостатков можно выделить риск ошибок, а также некоторые ограничения в производительности.

В свою очередь DSP-контроллеры в виде пульта отличаются более высокой скоростью передачи данных, а также повышенной надежностью. Но большая часть пультов не имеет функции визуализации, а управлять системой необходимо будет с помощью комбинаций клавиш. Поэтому работать на таком оборудовании может только квалифицированный и опытный оператор.

Двигатели для станков с ЧПУ
Электрические двигатели, приводящие рабочие органы станка в действие, делятся на следующие виды:
• шаговые;
• серводвигатели;
• гибридные шаговые.

Виды станины
Станина в фрезерном оборудовании с ЧПУ бывает сварной или литой. Самой надежной считается литая, так как она характеризуется стабильностью. Но стоит она дороже сварной конструкции.
Преимущество сварной станины не только в более низкой стоимости, но также в том, что сварным методом можно создавать более сложные конструктивные схемы.

От типа станины будет зависеть жесткость оборудования, а также точность его работы. Характеристики станка во многом зависят и от конструктива портала: его веса, размеров и жесткости. Конструкция портала включает в себя поперечную балку и боковые стойки. С увеличение высоты портала будет увеличиваться и плечо нагрузки, поэтому величина предельно допустимых нагрузок будет меньше.

По всем вопросам оптимального приобретения фрезерных станков с ЧПУ и комплектующих, а также настройки техпроцесса, обслуживания станков и их ремонту вы всегда можете обратиться за помощью к нашим специалистам!

Принцип работы фрезерного станка с ЧПУ

Фрезерный станок с числовым программным управлением (ЧПУ) — это высокотехнологичный, полностью автоматизированный комплекс сложной конструкции, предназначенный для фрезерования заготовок из различных материалов. В их числе:

• металлические;
• деревянные;
• пластиковые;
• заготовки из камня.

Фрезероваться могут и многие другие материалы.

Из чего состоит фрезерный станок с ЧПУ

Конструкция фрезерного станка с ЧПУ станка состоит из электронной системы управления и механической части. Управление исполнительными механизмами происходит автоматически, при помощи заданной программы.

В конструкцию станка, входит электронный блок, который предназначен для автоматизированного управления параметрами обработки. Контроль процесса, так называемая «обратная связь», в зависимости от конструкции, осуществляется при помощи сигналов от специальных датчиков или заложен в управляющую программу.

Функции электронной системы

Базовыми принципами являются алгоритмы числового программного управления. Электронная система работает по алгоритму, заложенному в собственную программу управления, которая входит в комплект поставки.

Задача программного обеспечения заключается в перекодировании загруженного чертежа-рисунка детали, которую необходимо получить из заготовки, в G-коды. На основе этих кодов формируются команды электрическим двигателям, обеспечивающим перемещение подвижных компонентов.

Программный алгоритм работы станка представляет собой файл векторного графического формата, который можно построить, к примеру, в системах автоматизированного проектирования Corel Draw, AutoCAD.

Благодаря этому от оператора не требуется высокая квалификация как станочника. Достаточно владеть приемами управления программным обеспечением. Для осуществления рабочего цикла необходимо закрепить заготовку, запустить заранее введенную программу обработки и задать обороты вращения фрезы. Станок установит заданный режим работы (трехмерная, чистовая, черновая). Дальнейшего вмешательства не требуется.

Механическая часть

Механическая система включает в себя следующие компоненты:

• станина, своего рода каркас;
• рабочий стол с приспособлениями для крепления заготовки;
• портал со шпинделем, способный перемещаться в заданном направлении;
• цанговый патрон;
• цанга;
• шаговые электродвигатели;
• вспомогательные устройства.

Непосредственная обработка материала осуществляется при помощи фрезы. Ее режущая кромка может быть различных размеров и форм, которые варьируются в зависимости от материала заготовки и параметров фрезерования, что позволяет максимально точно выполнить поставленную задачу.

Цилиндрическая часть, так называемый «хвостовик», крепится к цанговому патрону с самозажимной фиксацией. Такое крепление обеспечивает минимальное радиальное биение и точную центровку фрезы. Патрон в свою очередь закреплен на вращающемся валу шпинделя. Вращение осуществляется при помощи электромотора. Фреза в процессе обработки воздействует на материал, удаляя его часть.

Сам шпиндель подвешен на инструментальном портале, который может перемещаться по трем координатным осям. Подвижность портала обеспечивают электромоторы станка. Таким способом осуществляется высокоточное позиционирование фрезы над столом, на котором закреплена заготовка. Стол поворотный, он добавляет степеней свободы.

Слаженными перемещениями всех подвижных элементов достигается возможность обработки под заданным углом, точное соблюдение размеров, реализация конфигураций любой сложности.

Преимущества фрезерных станков с ЧПУ

Профессиональное оборудование для фрезеровки с числовым программным обеспечением, например таких производителей как Elixmate, Rabbit, многофункционально, обеспечивает высокую производительность и прецизионную точность обработки. Основные достоинства:

• высокий уровень автоматизации производства;
• гибкость, что выражается легкой перенастройкой оборудования. Достаточно сменить программу;
• высокая точность, воспроизводимость результатов. Изделия одной серии фактически не отличаются друг от друга.
• возможность обработки сложных форм, недоступных для другого оборудования.
• надежность.
• высокое быстродействие.

Точность обработки достигается не только совершенной программой управления, но и рядом конструкторских решений, предпринимаемых для повышения жесткости сочленений. Положительный результат приносит уменьшение длины кинематических цепей, сокращение количества сопряжений.

Повышению жесткости способствует минимизация зазоров между деталями, увеличение быстродействия, меры по снижению трения между сопряженными поверхностями.

Высокий ресурс и безотказность достигается применением качественных материалов, способствующих уменьшению механического трения и потерь на нагрев. Действенная мера — одна составляющая скользящей пары выполняется из мягкого, а вторая из жесткого материала.

В частности, комбинация специальной стали и фторопласта нашла широкое применение. В подшипниках применяют ролики с предварительным натягом, что исключает биение, а следовательно преждевременный износ.

Дополнительное оборудование может включать в себя, к примеру, следующие узлы:

• вакуумный стол;
• система охлаждения для фрезы;
• переносной пульт или контроллер.

Существуют и другие дополнительные приспособления, существенно облегчающие управление фрезерным станком.

Работа на оборудовании

Функции оператора фрезерного станка с ЧПУ сводятся к выполнению следующих операций:

• закрепление заготовки, ее смена после завершения обработки;
• установка фрезы требуемого типа;
• инсталляция программы управления;
• запуск процесса.

В дальнейшем остается осуществлять визуальное наблюдение за ходом фрезеровки.

Предварительно, до начала работы, работоспособность оборудования необходимо проверить запуском тестовой программы. Важно убедиться, что крепление фрезы и заготовки надежно, и установлен нужный режущий инструмент.

Перед тем, как приступить к серийной обработке, после фрезерования первой заготовки необходимо убедиться в соответствии размеров указанным в чертеже. Эти меры позволят избежать массового отклонения в размерах.

Что нужно знать о принципах устройства фрезерных станков!

Перейти к основному содержанию

Цинмин Гао

Цинмин Гао

Генеральный директор по станкостроению unimillingmachine.

com

Опубликовано 22 июля 2017 г.

+ Подписаться

В начале проектирования #MillingMachine необходимо учитывать некоторые факторы, такие как конструкция, вертикальная или горизонтальная, мощность, параметры перемещения и режим передачи. Эти факторы напрямую определяют функции и характеристики фрезерного станка .

Механическая конструкция обычно рассматривается в соответствии с требованиями продукта, такими как тип кровати или подъемный стол. Фрезерный станок со станиной в основном используется для обработки больших заготовок, потому что заготовка обычно выполняет только движение от X до Y, обычно движение шпинделя фрезерного станка по оси Z. Это решает проблему, связанную с тем, что размер заготовки большой или вес заготовки влияет на точность обработки и нестабильность в процессе движения. Обычно у такого типа фрезерного станка мощность шпинделя относительно велика, производительность резки высока, и шпиндель обычно может вращаться.

Обычно фрезерные станки должны быть универсальными и широкими в использовании. В этом случае необходимо учитывать в конструкции фрезерный станок с подъемным столом  . Фрезерный станок с подъемным столом обычно делится на два типа: вертикальный и горизонтальный. Эти два фрезерных станка  обычно имеют направление оси X, Y, Z, могут двигаться, рабочий стол может вращаться или не вращаться. Трудности, возникающие при конструировании вертикально-фрезерных станков — это определение расстояния, на которое выдвигается шпиндель. Конструктор должен учитывать максимально возможное расстояние, на которое выдвигается главный вал, чтобы обеспечить устойчивость главного вала. Поскольку расстояние между главным валом напрямую влияет на расстояние Y перемещения заготовки. Чем длиннее выдвигается шпиндель, тем ниже стабильность обработки шпинделя и ниже точность обработки. Поэтому очень важен принцип комбинированной структуры станков , который напрямую определяет, будет ли развитие Вертикально-фрезерный станок  успешно. Мы видим, что большинство вертикально-фрезерных станков на рынке обычно имеют один корпус, и обычно основная часть шпинделя должна иметь больший радиан, что в наибольшей степени может решить проблему стабильности шпиндельной части.

Другим типом фрезерного станка с подъемным столом является горизонтальный фрезерный станок , и X6132  является одним из наиболее типичных. Его габаритные размеры (2294мм*1770мм*1904 мм). Наиболее важной частью горизонтально-фрезерных станков является производительность обработки горизонтально-фрезерных деталей. Прежде всего, конструктивная высота максимально уменьшена с целью обеспечения производительности обработки. Таким образом, улучшается стабильность конструкции фрезерного станка. Во-вторых, шпиндельная часть этого фрезерного станка также является ярким пятном. Отверстие шпинделя большое (NT50), и используется конический подшипник. Стабильность и несущая способность этого типа подшипников очень хороши. Затем посмотрите на трансмиссионную часть, перед главной осью ограниченное пространство, спроектированная максимальная конструкция зубчатой ​​трансмиссии. Это не только решит вопрос размещения трансмиссионной части, но и решит проблему стабильности шпинделя в высокоскоростной трансмиссии. Это большая заслуга дизайнера.

Этот фрезерный станок  при использовании 200-мм фрезы обработка чугунных деталей может достигать 10 мм, стали может достигать 8 мм, поэтому этот станок очень популярен на рынке. Кроме того, эта структура смазки фрезерного станка также очень хороша, проста и удобна, в максимальной степени соответствует эффекту смазки, завод после пяти или даже десяти лет редко обслуживается. Например, коробка шпинделя с дождевой смазкой проста в использовании, а не из-за индивидуальных проблем со смазкой, вызванных повреждением машины. Я лично считаю, что простой и надежный конструктор не может потерять концепцию дизайна. Максимальная степень использования зубчатой ​​передачи с большим модулем, поэтому стабильность передачи очень хорошая, в сочетании с разумной смазкой, поэтому это фрезерный станок стабильный и надежный. В сочетании с этим фрезерным станком стол можно поворачивать на 45 градусов для обработки некоторых специальных деталей. В то же время вы также можете установить некоторые специальные аксессуары для обработки большего количества спецификаций заготовки.

• Что вы знаете о конструкции токарного станка?

  15 января 2018 г.

• Как выбрать наиболее подходящие станки для домашнего использования?

  5 января 2018 г.

• Конус шпинделя, что нужно знать при выборе универсального фрезерного станка!

  25 декабря 2017 г.

  

• 5 советов по покупке универсально-фрезерных станков!

  16 декабря 2017 г.

• Аппаратное обеспечение системы ЧПУ фрезерного станка

  30 октября 2017 г.

• Фрезерный станок с ЧПУ

  28 октября 2017 г.

• Фрезерный станок с ЧПУ роторный трансформатор

  27 октября 2017 г.