Фрезерный станок: принцип работы чпу, технические характеристики, разновидности

18.01.2019

Создание станков с числовым программным управлением значительно повлияло не только на сферу металлообработки, но и на работу с другими материалами. Установки нового поколения способны обеспечить повышенную точность фрезеровки различных материалов, что приводит к значительному увеличению производительности труда.

Применение станков с ЧПУ не требует непрерывного контроля и наблюдения оператором. Таким образом, по максимуму исключается человеческий фактор и связанные с ним сбои в производстве.

Поэтому процесс обработки заготовок проходит беспрерывно и в строгом соответствии заданной программе, а результат работы отличается высокой точностью.

В статье мы рассмотрим важнейшие технические характеристики фрезерных станков с ЧПУ и основные сферы их применения.

Основные технические характеристики

Достоинства передового оборудования с числовым программным управлением на фоне застарелых моделей неоспоримы.

Однако высокая цена подобных станков заставляет уделять особое внимание деталям, чтобы при покупке оборудования исключить вероятность неправильного выбора.

Прежде чем окончательно определяться с фрезерным станком стоит ознакомиться с его основными техническими характеристиками. Это в конечном результате поспособствует максимально эффективному использованию фрезера с ЧПУ.

Габариты заготовки

Одно из главных условий высококачественной фрезеровки заготовок на установке с ЧПУ — их полная обработка за один заход без переналадки.

Подбор оптимально подходящих для целей каждого конкретного производства габаритов рабочего поля фрезерной установки способствует достижению максимальной точности обработки и повышению производительности.

В таком случае необходимо учитывать и длину шпиндельного хода; этот показатель влияет на допустимую максимальную толщину обрабатываемой детали.

Портал

На качественную обработку деталей в большой степени влияет материал, из которого изготовлен портал. Установка алюминиевых порталов приводит к снижению общей стоимости всего оборудования. Но при этом цельнолитые чугунные модели способны обеспечить высокую надежность и жесткость конструкции, зачастую в отличие от алюминия.

Шпиндель

Эта часть фрезерного станка стоит недешево, но экономить на ее покупке нет смысла. Разумно будет выбирать шпиндель, способный обеспечить некоторый запас мощности. В идеале он должен быть снабжен охладительной системой. Целесообразным вариантом считается приобретение шпинделя, изготовленного на известном производстве с широкой сетью сервисных центров в вашей стране.

Привод портала

Перемещение портала в современных фрезерах с числовым управлением происходит благодаря наличию шаговых и серводвигателей. Шаговые двигатели более демократичны по цене, но обработка при этом не будет отличаться сверхвысокой точностью. Второй вариант представляет собой высокоскоростное устройство, которое лишено такого недостатка, как пропуск шага.

Смена инструмента

В случае, когда на фрезерной установке с ЧПУ планируется выполнять обработку одного типа или схожие виды работ, в частой замене инструмента нет необходимости. Поэтому целесообразно отдать предпочтение моделям, где замена осуществляется вручную.

Когда же при обработке одной заготовки используются разные инструменты, возникает необходимость в приобретении фрезерных станков, оборудованных полуавтоматическим или автоматическим механизмом смены инструмента. Таким образом удастся добиться высокой точности обработки и значительно ускорить производственный процесс за счет сокращения периода исполнения технологической операции.

Сферы применения фрезерных станков с ЧПУ

Список отраслей, в которых использование фрезерных станков с ЧПУ нельзя заменить другим видом обработки, довольно широк. Эти установки с успехом применяются как, например, в дизайне, так и в тяжелой промышленности. Они одинаково качественно выполняют задания разного масштаба и степени тонкости обработки.

Обработка дерева

На оборудовании с ЧПУ можно одинаково качественно выполнять как эстетическую обработку древесины, так и производить крупные детали. При помощи фрезерных установок возможно нанесение на поверхность рельефов различной степени сложности, выполнение фигурной резки, производство составляющих частей корпусной мебели.

В сфере обработки метала использование фрезерных установок с ЧПУ на производстве особенно важно. Даже самый опытный работник не способен наносить гравировку, выполнять шлифовку и рельефы на поверхности металлов наравне с фрезером. С применением современного оборудования технологический процесс проходит максимально быстро, а работа выполняется точно и качественно.

Рекламная продукция

Некоторые носители наружной рекламы, в частности билборды, световые надписи, вывески и прочие конструкции, изготавливают с применением фрезеров.

Архитектура и проектирование

Фрезерный станок может оказаться необходимым для создания макетов и литьевых форм различных объектов (транспортных средств, сооружений или оборудования).

3D-обработка

Применение фрезера с ЧПУ позволяет быстро и качественно изготовить матрицы и штампы из различных материалов для производства серийной рекламной, обувной, литейной и прочих видов продукции. Широкие возможности фрезерных станков способствуют быстрой и качественной обработке элементов прототипа при его проектировании и созданию форм для серийного производства.

Электроника

Еще одна область применения современных фрезерных установок с ЧПУ — производство электроники. Станки способны обрабатывать такие составляющие элементы, как платы или чипсеты. Впоследствии из этих частей собирают готовые приборы.

Машиностроительная отрасль

Фрезерные установки с ЧПУ широко применяют в процессе изготовления транспортных средств. При производстве отдельных деталей автомобилей удается повысить общее качество и надежность моделей.

Фрезеры служат для обработки силовых элементов, ребер жесткости, элементов обвеса корпуса.

Технические возможности оборудования позволяют достигать ювелирной точности при изготовлении алюминиевых заготовок и элементов из карбона.

Ювелирное дело

Почти все виды изделий (монеты, сувенирная продукция, украшения) подлежат обработке с помощью фрезерных станков. Установки способны выполнять высокоточную гравировку на драгоценных металлах и камнях.

В заключение

Область применения станков с ЧПУ достаточно обширна. Фрезерные установки отличаются универсальностью, многофункциональностью, высокой эффективностью и точностью производимой обработки. Эти преимущества делают современное оборудование востребованным на производствах в большом количестве отраслей человеческой деятельности.

Источник: https://www.multicut.ru/articles/tekhnicheskie-kharakteristiki-i-sfera-primeneniya-frezernykh-stankov-s-chpu/

Виды и особенности фрезерных станков с ЧПУ

С развитием технологий модернизируется и оборудование для производства. На сегодняшний день механизмы можно запрограммировать на выполнение различных задач с помощью компьютера. В металлообработке популярны фрезерные станки с ЧПУ.

Что такое фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ по металлу представляет собой универсальное оборудование, с помощью которого обрабатываются металлические заготовки. Рабочим инструментом в таких станках является фреза, которая вращается при работе электродвигателя.

Конструкция этого оборудования включает нескольких элементов:

1. Станина — конструкция, на которой закрепляются все остальные детали. Основание должно быть монолитным, чтобы не допускать отклонений при работе и смягчать вибрацию двигателя.
2. ЧПУ. Система, с помощью которой запускается программа, контролирующая механизмы станка.
3. Направляющие. Отвечают за передвижение фрезы и рабочего стола.
4. Рабочий стол. Предназначен для размещения заготовки и её дальнейшего позиционирования на оборудовании.
5. Двигатель. Отвечает за работу фрезы.

Это стандартное устройство и комплектация фрезерного оборудования. К нему могут добавляться зажимы, крепёжные элементы, защитные кожухи.

Обзор фрезерного станка НГФ — 110

Принцип работы

С помощью фрезерного оборудования выполняются различные технологические операции. В первую очередь заготовка закрепляется на рабочем столе. После запуска фрезы она снимает поверхностный слой металла с детали.

Согласно заданной команде механизм придаёт заготовке желаемую форму. Часто в производстве используются сверлильные станки с ЧПУ. С их помощью в металлических деталях можно создавать отверстия различного диаметра.

Промышленное оборудование обладает большой мощностью и способно выполнять множество задач. Металлические настольные станки по функционалу и мощности уступают промышленным, однако занимают меньше места и стоят гораздо дешевле.

Требования к системам управления

Промышленные и настольные фрезерные станки с ЧПУ должны отвечать определённым требованиям. Они должны работать с распространёнными программами по моделированию (DeskProto, VCarve Pro, ArtCAM, Mach3 и другими). Управление должно быть понятным и доступным для мастера, работающего за устройством. Должна присутствовать механическая настройка устройства при выходе их строя компьютера.

Мастер работающий на станке

Разновидности

Существуют различные устройства для фрезерования: гибочные станки для листового металла с ЧПУ, сверлильные станки с ЧПУ по металлу, оборудование для изменения формы заготовки. В зависимости от выбранного устройства можно выполнять гибку, сверление или фрезерование. Оборудование делят на два основных вида фрезерных станков:

1. Специализированные. Используется для обработки заготовок по одному типу. Перенастройка такого оборудования не предусмотрена.
2. Универсальные. С помощью таких моделей фрезерных станков с ЧПУ можно выполнять различные задачи и по-разному обрабатывать детали.

Также их можно разделить по мощности, виду обрабатываемого материала и размеру.

Выбираю фрезерный станок с ЧПУ. NC machine & Computer Numerical Control

Как выбрать фрезерный станок с ЧПУ

Существуют разнообразные фрезерные станки по металлу с ЧПУ. Чтобы не допустить ошибок при выборе, нельзя полностью доверяться красивой рекламе. Необходимо обращать внимание на ряд особенностей:

1. Разбираться в категориях профессионального и любительского оборудования.
2. Учитывать размеры устройства в зависимости от свободной площади в помещении.
3. Изучить дополнительные возможности и функционал оборудования.
4. Заранее узнать, какое питание необходимо для работы подвижных элементов.
5. Брать во внимание материал, из которого изготовлен каркас и крепёжные элементы.

Мощность двигателя выбирается в зависимости от обрабатываемых материалов. Для твердых пород дерева и металла необходим мощный электродвигатель. Высокая стоимость не является показателем качества.

Преимущества

В сравнении с обычными станками оборудование с ЧПУ обладает определёнными преимуществами:

1. Производительность труда увеличивается до 8 раз.
2. Высокая точность выполняемой работы. Даже миниатюрный фрезерный станок с ЧПУ будет работать точнее, чем промышленная машина с механической настройкой.
3. Быстрое перенастраивание на выполнение доступных функций.
4. Снижается количество брака на производстве.

Обзор Фрезерного Станка С ЧПУ Cutter VSK

Чтобы фрезер с ЧПУ функционировал правильно, к человеку управляющему им, выдвигаются определенные требования. Он должен уметь выполнять настройку под требуемые запросы, исправлять ошибки в работе компьютера, настраивать механизмы вручную. Без правильного управления даже дорогостоящее оборудование не будет показывать высоких результатов.

Особенности работы с оборудованием

Мини-станки с ЧПУ по металлу и большие машины требуют настройки оператора. В обязанности человека, занимающего эту должность, входят:

1. Закрепление заготовок на рабочем столе.
2. Выбор и закрепление фрезы в патроне.
3. Настройка программы и её запуск.
4. Контроль за работой механизмов и выполнение программы.

Перед тем как начать работать, оператор должен правильно настроить оборудование и проверить насколько надёжно закреплена заготовка на рабочей поверхности. Чтобы фрезерный станок с ЧПУ работал на максимуме, перед каждым запуском требуется проверять натяжение ремней.

Можно ли сделать настольный фрезерный станок своими руками

ЧПУ станки весьма популярны в небольших мастерских. С их помощью обрабатывают дерево, металл и пластик. При недостатке средств и малой площади помещения мастера задумываются об изготовление оборудования своими руками. Это осуществимая задумка, которая потребует небольших вложений.

В первую очередь в интернете нужно найти чертежи фрезерного станка для мастерской. У самодельных машин рабочей частью выступает гравер или бормашинка. Каркас собирается из фанеры или МДФ.

Важно сделать устойчивую станину, чтобы станок не вибрировал при эксплуатации. Направляющие изготавливаются из металла. Для этого можно использовать мебельные профиля.

Большой фрезер с ЧПУ своими руками Фрезерный станок с ЧПУ — незаменимое оборудование на крупных предприятиях. С его помощью выполняются различные работы по обработке металла, древесины, пластика. При правильной настройке программы можно значительно ускорить производственный процесс и качество готовых деталей.

Источник: https://metalloy.ru/stanki/frezernye/s-chpu

Типы фрезерных станков и их назначение

На металлообрабатывающем оборудовании фрезерной группы можно выполнять различные операции обработки цилиндрическими, пазовыми, концевыми, торцевыми, фасонными фрезами, а также операции с использованием расточных резцов, сверл, разверток, зенкеров, приспособлений для нарезания резьбы.

Таким образом стирается грань между оборудованием сверлильно-расточной и фрезерной групп. Спектр возможностей обрабатывающих центров еще шире: они производят, наряду с фрезерной, токарную обработку заготовок.

Оснащение станков магазинами инструмента, револьверными головками, станочными приспособлениями расширяет возможности станков ЧПУ фрезерной группы, делает их более универсальными, значительно сокращает время перенастройки.

Разнообразие задач обработки металла определяет, какой тип или вид фрезерных станков нужен для реализации операций резания с требуемым качеством поверхности и необходимой точностью размеров, а также, каковы оптимальные финансовые вложения на покупку оборудования.

Основные виды фрезерных станков

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.

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.

Универсальные и широкоуниверсальные станки

Снабжены: в первом случае поворотным столом, во втором — поворотной шпиндельной головкой. Такой тип оборудования значительно расширяет перечень проводимых фрезерных операций.

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.

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.

Фрезерные станки, оснащенные модулем ЧПУ

• 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

Источник: https://stankomach.com/o-kompanii/articles/tipy-frezernykh-stankov-i-ikh-naznachenie.html

Фрезерные станки с ЧПУ: отличия, характеристики, принцип работы

Трехосевой фрезерный станок с ЧПУ — распространенный вид оборудования, по конструкции схожий с фрезерным вертикальным автоматом. Ось перемещается под строгим контролем программной системы управления. Программирование аналогично работе с токарным станком на числовом управлении, но добавляется ось Y.

Отличие от простых станков

Фрезерные и традиционные автоматы отличаются следующими параметрами:

• тип крепления инструмента;
• отдельный блок питания в комплектации с микрофрезерным станком;
• движение оси в фрезере с ЧПУ осуществляется программой, в обыкновенном — автоматически или вручную;
• комбинация осей автоматически в обычном фрезерном станке невозможна, оси станка с ЧПУ можно объединить;
• на станке с ЧПУ может использоваться повышенная нагрузка, которая недостижима на традиционном оборудовании;
• наличие гидравлической системы в станке с ЧПУ;
• при фрезеровании на автомате становится доступна обратная связь с осями;
• наличие концевых выключателей — предохранительных устройств;
• работа с системой ЧПУ позволяет быстрее добиться высокого качества обработки поверхностей, особенно из хрупких материалов — камня и стекла;
• традиционные машины, в отличие от станков с ЧПУ, не способны осуществить массовое изготовление с высокой точностью.

Типы оборудования

Существует несколько разновидностей фрезерных станков с ЧПУ:

• Вертикальные. Имеют вертикальный шпиндель, который напоминает сверлильный пресс с X-Y столом. Дает возможность автоматически располагать материал для обработки.
• Горизонтальные станки с ЧПУ. Имеют также X-Y стол для правильного позиционирования материала. Фрезы крепятся поперек стола на горизонтальной оправке.
• Универсальный фрезерный станок. Может применяться для горизонтального или вертикального фрезерования. Для выбора любого вида фрезерования головка шпинделя крепится шарнирным соединением.
• Портальные инструменты. Используются для работы с большими изделиями. Дают возможность добавлять шпиндель для пятиосевых и шестиосевых станков по мере их необходимости.
• Обрабатывающий фрезерный центр. Представляет собой агрегат, с помощью которого операции повторяются автоматически. Большинство конструкций имеют числовое программное управление.
• Фрезерные устройства с ЧПУ с определенным набором команд (G-кодом). Используют инструменты CAT (с V-образным фланцем), BT или HSK.

Дополнительные опции

Отдельные функции доступны только в станках фрезерного типа:

• Алгоритм обработки материала вводится в контроллер с помощью клавиатуры или путем сканирования с помощью специального устройства — перфорированной ленты в аппарате управления.
• Алгоритм, который однажды ввели в программу компьютера, в дальнейшем может применяться повторно.
• Введенная программа может быть отредактирована и в дальнейшем оптимизирована прямо на станке. Если меняется дизайн готового изделия, программу легко адаптировать к новым требованиям.
• Процесс ввода информации во многом упрощен благодаря применению специальных подпрограмм для повторяющихся этапов обработки. Если необходимо совершить такие операции, как сверление по кругу отверстий с применением сверлильного станка с ЧПУ, можно создать, сохранить и в дальнейшем применять программные циклы на компьютере. Все используемые программы и подпрограммы без проблем извлекаются и применяются много раз. Достаточно указать только основные параметры — компьютерная система выполнит необходимые вычисления и дальнейшие действия автоматически.
• Наличие у станков с ЧПУ устройства для проверки алгоритма обработки материала без фактического включения оборудования. Автоматическое управление проверяет заложенные алгоритмы, в том числе движение инструмента для резки в каждом цикле. На мониторе отображается готовая картина, в том числе будущая форма компонента без ее фактической обработки.
• Панель управления с ЧПУ дает возможность компенсировать изменения в параметрах режущего инструмента. После того, как программа обработки написана, оператор фрезерного станка устанавливает конкретный вид и размер режущего инструмента. Однако, в действительности применение программы обработки на станке не всегда бывает доступно для определенной фрезы. Разницу между запрограммированным и используемым инструментом позволяет компенсировать система управления ЧПУ.
• Во фрезерных приборах с ЧПУ есть возможность получить информацию о применении оборудования, что очень полезно для производственного контроля. Система дает информацию об объеме произведенных изделий, времени на каждый компонент, времени для постановки задачи, времени использования каждого конкретного инструмента, времени простоя машины без работы, диагностики поломок и неисправностей и других параметрах.

Принцип работы

Работа фрезерного станка с ЧПУ осуществляется следующим образом:

1. Двигатель перемещается по осям X, Y, Z, используя переменный или постоянный ток.
2. При помощи подаваемых команд осуществляется перемещение машинных частей.
3. Каждой операции соответствует определенный код, который ее запускает.
4. Для защиты компонентов и операций в оборудовании предусмотрена система предупреждения — концевые выключатели и индикаторы.

Фрезерные станки двигают деталь относительно закрепленного инструмента, либо передвигают фрезу к зафиксированной в горизонтальном или вертикальном направлениях по осям X, Y и Z детали на столе.

Характеристики

Ключевые параметры фрезерных станков зависят от характеристик шпинделя, размера стола и скорости перемещения. Под скоростью шпинделя понимают частотный диапазон вращения головки, под мощностью привода — номинальную мощность пневмотурбины, поршневого двигателя или электродвигателя, приводящего шпиндель в движение.

Другой важный критерий — количество фрез, с которыми одновременно может работать оборудование. В магазине обыкновенной машины содержится только один инструмент.

Основные параметры перемещения для фрезерных станков: максимальное перемещение по осям X, Y, Z и количество осей. Размер стола определяется параллельно основной оси движения, ширина — перпендикулярно основной оси движения.

Итог

Профессиональные инструменты включают в себя элементы управления, включающие или поддерживающие программное обеспечения для CAM — автоматизированного производства и САПР — автоматизированного проектирования.

Инструменты настраиваются как для полуавтоматических, так и для автоматических операций: фрезерование, гравировка и сверление. Вращающиеся столы позволяют двигать заготовку по нескольким осям.

Наиболее распространено вертикальное фрезерование — оно проще. Если есть необходимость удалить много материала или не нужна максимальная точность, используется горизонтально фрезерование.

Для предотвращения перегрева или поломки фрезерного оборудования во время продолжительной работы в некоторых существует система охлаждения шпинделя.

Источник: https://ruevit-m.ru/frezernye-stanki-s-chpu/

Фрезерные станки с ЧПУ — виды и особенности

Развитие технологий стало причиной того, что компьютеры и другие передовые технические средства все активнее используются в повседневной жизни людей, а также в промышленности.

Например, на современных промышленных предприятиях все чаще можно встретить фрезерный станок с ЧПУ, который управляется не руками оператора, а при помощи специальных компьютерных программ и соответствующих электронных устройств.

Фрезерный станок с числовым программным управлением

Благодаря такой системе управления значительно облегчается эксплуатация станка, а из процесса изготовления деталей исключается человеческий фактор, который может оказывать негативное влияние на их качество и точность обработки.

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.

Разновидности оборудования

Станки фрезерной группы, оснащенные ЧПУ, в зависимости от того, какой материал на них обрабатывается, подразделяются на следующие категории:

1. для работы по металлу;
2. для обработки заготовок из древесины;
3. фрезерно-гравировальной группы.

Большую категорию оборудования данной группы составляют станки, на которых обрабатываются детали, выполненные из различных металлов:

Фрезерные станки, управляемые при помощи специальных программ, можно использовать и для оснащения домашней мастерской, так как они отличаются простотой эксплуатации и дают возможность изготавливать детали из металла, выполненные с высокой точностью своих геометрических параметров.

Фрезерный станок с ЧПУ за работой

На предприятиях, которые производят мебель, а также в строительных компаниях применяются фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, с помощью которых выполняется обработка заготовок из древесины. На таких станках обрабатываются изделия из древесины, а также заготовки из полимеров, алюминиевых сплавов, фанеры и ДСП.

Станок с ЧПУ, на котором возможно выполнять операции гравировки, применяется для обработки изделий, изготовленных из металла, натурального и искусственного камня, бетона и ряда других материалов.

С его помощью изготавливают декоративные каменные колонны, статуэтки, другие изделия, выполняющие исключительно декоративную функцию.

Такие станки по металлу и ряду других материалов чаще всего используют для производства различных рекламных конструкций.

По принципу работы и своей производительности фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, могут быть следующих категорий:

• отличающиеся небольшими габаритами и невысокой производительностью — мини станки;
• настольного типа;
• вертикально-фрезерного типа;
• широкоформатные.

Станки, которые используются для оснащения домашней мастерской, нельзя назвать профессиональными, их преимущественно используют для полезного хобби. Такие фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, отличаются невысокой стоимостью, поэтому ими часто оснащаются мастерские различных учебных заведений: школы, технические училища, ВУЗы и др.

Оборудование настольного типа обладает рядом весомых преимуществ:

1. невысокая стоимость;
2. исключительная мобильность;
3. простота эксплуатации и конструктивного исполнения.

Такие станки, несмотря на свою компактность, способны выполнять различные технологические операции по металлу и другим материалам: фрезерование, сверление, растачивание.

Для обработки заготовок, обладающих большими габаритами, используются вертикально-фрезерные станки.

В качестве рабочих инструментов на них применяются сверла, фрезы цилиндрического, концевого, фасонного и торцевого типа.

Широкоформатные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, полностью соответствуют своему названию: в их конструкции имеется специальная рабочая головка, которая может поворачиваться в любом направлении. Благодаря своей универсальности такие станки чаще всего используются для оснащения цехов нестандартного оборудования и инструментальных участков.

Широкоформатный фрезерный станок с ЧПУ

Обзор станков

Прежде чем решить вопрос, какой фрезерный станок выбрать для оснащения домашней мастерской или производственного предприятия, важно ознакомится с характеристиками оборудования, которое предлагается на современном рынке. На сегодняшний день наиболее востребованным являются фрезерные станки, производимые в следующих странах:

• Германия;
• Италия;
• Австрия;
• Китай;
• Северная Корея;
• Малайзия;
• США;
• Тайвань;
• Чехия;
• Турция.

Пятикоординатный фрезерный станок

Наиболее известными компаниями, которые производят и реализуют фрезерные станки с ЧПУ, являются:

• GCC Jaguar;
• Redwood;
• RuStan;
• JCC;
• Hyundai Wia;
• Kami;
• Zenitech.

Одними из самых быстрых станков, которые также отличаются широким разнообразием настроек и дополнительных функций, являются модели торговой марки GCC Jaguar.

Широким разнообразием ассортимента станков для обработки деталей из металла и других материалов отличается компания JCC. В каталоге данного производителя представлены станки с ЧПУ следующего назначения:

1. универсального типа, предназначенное для выполнения гравировальных и фрезерных работ;
2. для обработки изделий из древесины и металла;
3. прошивные станки электроэрозийного типа;
4. оборудование фрезерно-токарной группы.

Передовые программные продукты, с помощью которых управляются станки данной торговой марки, позволяют задействовать весь их потенциал.

Вертикально-фрезерный с ЧПУ МА655

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, торговой марки RuStan — это, преимущественно, оборудование широкоуниверсального типа, с помощью которого можно выполнять широкий перечень технологических операций. Отличает модели данной торговой марки и то, что при их приобретении можно воспользоваться разнообразными скидочными программами, а также возможностью гарантийного и постгарантийного обслуживания.

По-настоящему уникальными являются фрезерные станки с ЧПУ, выпускаемые под торговой маркой Redwood. Они способны выполнять обработку деталей в формате 2d и 3d. Реализация технологии 3d предполагает, что по заданной программе из заготовки получают объемную деталь, полностью соответствующую заданным геометрическим параметрам.

Главным принципом работы специалистов, занимающихся выпуском фрезерного оборудования торговой марки Kami, является производство высококачественной продукции. При помощи станков данной торговой марки можно обрабатывать не только металл, но и детали из камня, древесины, пластика и даже стекла.

Компания Hyundai Wia специализируется на выпуске станков с ЧПУ, на которых производится продукция для аэрокосмической и автомобильной промышленности. Программы, которые используются для их управления, предполагают минимальное вмешательство со стороны человека и значительно упрощают использование подобного оборудования.

Фрезерный станок от немецкого производителя Zenitech

В каталоге известного производителя Zenitech преобладает профессиональное фрезерное оборудование с ЧПУ, предназначенное для обработки деталей из металла и древесины.

На современном рынке широко представлено фрезерное оборудование с ЧПУ торговой марки Инвест Адам. Основными преимуществами моделей, которые отличаются своей компактностью и универсальностью, являются:

• высокая точность обработки;
• эффективность и производительность;
• управляющие программы могут воспроизводиться неоднократно;
• конструкция отличается высокой надежностью;
• связь с компьютером, который управляет работой оборудования, осуществляется через обычный USB-порт.

Для оснащения домашней мастерской и крупного производственного предприятия можно использовать фрезерный станок с ЧПУ, выпущенный немецкой компанией BZT.

Отличает станки данной торговой марки высокая устойчивость, надежность фиксации заготовок, точность и оперативность обработки.

Удобным является и то, что станки данной торговой марки могут работать практически на любом программном обеспечении.

На стоимость фрезерного станка с ЧПУ оказывают влияние следующие параметры:

• сложность конструкции оборудования и его тип;
• тип производства, для которого предназначено оборудование;
• страна производитель и торговая марка;
• функциональность станка.

Наиболее простой конструкцией обладают настольные станки с ЧПУ, которые и стоят значительно дешевле более функционального оборудования. Чтобы сэкономить на приобретении фрезерного станка, выбирайте оборудование отечественных производителей.

В среднем, стоимость настольного фрезерного оборудования с ЧПУ составляет порядка 4000 долларов США. Варьироваться такая цена может от ряда факторов: габариты станка и рабочего стола, мощность двигателя, вес оборудования и его функциональность.

Стоимость оборудования вертикально-фрезерной группы с ЧПУ варьируется в пределах от 7000 до 25000 долларов США. Цена конкретной модели оборудования зависит от ее мощности, количества оборотов шпинделя и точности обработки.

Отечественный станок ГФ2171

Широкоформатные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, являются самыми дорогими в своей категории, так как они позволяют выполнять широкий спектр технологических операций. Высокая стоимость такого оборудования окупается тем, что его можно эксплуатировать в достаточно интенсивном режиме. Перечень операций, которые можно выполнять при помощи оборудования данной категории, впечатляет:

1. раскройка заготовок;
2. фрезерование поверхностей различного типа;
3. полировальные операции;
4. сверление;
5. расточные операции.

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;
• категория: 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.

Источник: http://met-all.org/oborudovanie/stanki-frezernye/frezernye-stanki-chpu.html

Основные принципы работы фрезерного станка с ЧПУ

Фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) – это оборудование, предназначенное для механической обработки различных листовых материалов при помощи специального инструмента – фрезы. Фрезерованием обрабатывается самый различный материал: пластик, графит, алюминий, медь, чугун, сталь или дерево.

Фрезы — это металлические инструменты различной формы с несколькими режущими зубьями. По форме фрезы бывают:

• конические,
• цилиндрические,
• концевые,
• торцевые и других видов.

Материал, из которого изготавливается режущая часть, должен быть намного прочнее обрабатываемого материала, потому для фрез подбираются твердые сплавы быстрорежущей стали, может быть использована также минералокерамика или алмаз. Кроме того фрезы различаются по конструкции и типу зубьев: они могут быть:

• цельные (или монолитные, так называемые «пальчиковые фрезы»),
• со сварным режущим элементом,
• сборным или с напаянным режущим элементом.

Вращаясь с большой скоростью, они обрабатывают материал, разрезая, высверливая, раскраивая и гравируя его в соответствии с заданной программой под контролем оператора ЧПУ.

В зависимости от расположения рабочего инструмента, фрезерование может быть горизонтальным или вертикальным. Большое распространение получили универсальные станки, дающие возможность фрезеровать сложные детали под любым углом, применяя разные фрезы.

Фреза, закрепленная в цанге, является основным элементом, находящимся в непосредственном контакте с обрабатываемым материалом. Цанга с закрепленной в ней фрезой устанавливается в шпиндель, обеспечивающий вращение фрезы.

Портал, станина, двигатели, шпиндель и фреза представляют собой механическую часть фрезерного станка. Каждый двигатель обеспечивает перемещение портала и шпинделя по своей оси по заданной программе.

Управляющие станции фрезерных станков с ЧПУ представляют собой электронную часть оборудования и поставляются вместе со станком. Программное обеспечение станка обрабатывает векторные изображения из графических файлов, переводит их в G-коды, управляющие работой микрошаговых двигателей.

Таким образом, для изготовления той или иной детали необходимо её построение в графическом редакторе такой компьютерной программы, как, например, AutoCad или Corel Draw.

После установки разработанной программы в ОЗУ станка (оперативное запоминающее устройство или оперативная память), оператор может начать работу, предварительно выбрав нужные режимы и параметры в соответствии с поставленной технологической задачей и обрабатываемым материалом.

Числовое программное управление позволяет автоматизировать сложные технологические процессы по обработке тех или иных материалов. Станок с ЧПУ в процессе работы не требует никаких сложных действий от оператора. Станок работает по программе, заложенной в него до начала процесса обработки.

Ввод программы осуществляется оператором с пульта, предназначенного для управления станком в ручном режиме. В случае аварийной ситуации пульт используется для отключения станка.

Вся текущая информация о работе станка отображается на панели оператора, который визуально контролирует выполнение технологических операций.

Источник: http://3d-stanki.ru/spravochnik/primenenie-i-tekhnologii-frezernogo-oborudovaniya/osnovnye-printsipy-raboty-frezernogo-stanka-s-chpu/

Виды фрезерных станков с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ отличается от устаревших механических агрегатов наличием электронных компонентов и связью с компьютером. За перемещение шпиндельной головки, вращение стола и прочие функции оборудования отвечает управляющая программа, заложенная в станок.

В ней создана полная цифровая модель будущей заготовки, указан материал, из которого она будет выполнена, параметры фрезы, путь ее перемещения и прочие аспекты, необходимые для фрезерования.

Задачи оператора, работающего за таким станком, сводятся к минимуму: запустить оборудование, закрепить материал на рабочей поверхности, настроить режимы скорости и мощности обработки через панель управления и следить за ходом выполнения операции.

Достоинства фрезера с ЧПУ

Автоматизированные фрезерные аппараты имеют массу преимуществ перед оборудованием старого образца, поэтому большинство больших и малых предприятий стараются обновить свой парк станков и приобрести современные высокотехнологичные модели. В большом списке плюсов лидируют такие факторы, как:

• очень высокая точность обработки. Отклонения фрезы от заданных параметров варьируется в диапазоне 0,02-0,07 мм, что несопоставимо с обычным станком, погрешность которого намного превышает это значение;
• повышение КПД доходит до 50%;
• изготовление совершенно идентичных серийных изделий;
• высокая скорость процесса, так как отсутствуют остановки, вызванные человеческим фактором и паузы для корректировки работы, замены инструмента и т. д.;
• возможность выпускать более изделия с более сложными контурами, чем можно создать на станке с ручным управлением;
• экономическая целесообразность

Область применения автоматизированного фрезерного оборудования

Фрезер относится к категории универсальных устройств, подходящих для обработки большого количества материалов (все группы металлов, любая древесина, пластики, кода, камень натуральный и искусственный, включая драгоценные, воск, резина, кожа), поэтому встретить такие станки можно в самых различных сферах:

• металлообработка;
• деревообработка;
• дверное и мебельное производство;
• ритуальные услуги;
• изготовление штампов и печатей;
• стоматология;
• ювелирная промышленность;
• рекламный бизнес;
• производство сувениров, игрушек, подарков, посуды, бытовых товаров, изделий декоративно-прикладного характера;
• изготовление скульптур и малых архитектурных форм;
• моделирование и многое другое.

Программно-управляемые станки для фрезерной обработки можно классифицировать по нескольким признакам:

Материал для обработки

• Металлообрабатывающее оборудование, предназначенное для резки, сверления, резьбонарезания и т. д. металлов и их сплавов. Отличается усиленной конструкцией, выдерживающей большие нагрузки, и мощным двигателем.
• Деревообрабатывающие станки, выполняющие весь комплекс фрезерных работ по древесине и всем остальным неметаллическим материалам. При большом визуальном сходстве с фрезером по металлу, оснащены более легкой станиной и не столь мощные.

Назначение и функциональные возможности

• Фрезерно-гравировальные — для нанесения гравировки на любые материалы, от металла до кожи.
• Фрезерно-токарные — комбинированные устройства, объединяющие в себе оборудование токарной и фрезерной группы. Особая конструкция фрезерной головки позволяет фиксировать в ней не только различные типы фрез, но и токарные резцы, поэтому на таких станках можно выполнять операции по сверлению, зенкерованию, отрезные работы, создавать фаски, торцевать материал, а также выполнять обработку тел вращения.
• Фрезерно-сверлильные — отличаются компактными размерами и могут выполнять как фрезерные работы, так и операции по нарезанию резьбы, зенкерованию, развертыванию отверстий и прочее.
• Вертикальные — с верхним размещением шпиндельной головки, которая может перемещаться по консоли в вертикальной и горизонтальной плоскости. Рабочая зона расположена под фрезой.
• Горизонтальные — с боковым размещением режущего инструмента. Шпиндельный узел статичен, обработка происходит путем перемещения рабочего стола относительно фрезы.
• Универсальные — станки, позволяющие выполнять сверлильные, токарные и фрезерные операции с вертикально и горизонтально расположенными заготовками. Большинство моделей оснащено поворотным столом.
• Широкоуниверсальные — многофункциональное оборудование, позволяющее не только проводить все виды операций, возможные для станков такого плана, но и обрабатывать заготовку по нескольким осям одновременно (пять осей максимум).

Габариты

• Мини-фрезеры — с рабочим полем 400×400 мм. Такие модели используются в handmade сфере и помимо маленьких габаритов имеют также минимальную мощность и ограниченный функционал;
• Настольные фрезеры — размер зоны обработки 600×900 мм. Умещаются на рабочем столе. Способны взаимодействовать с любыми материалами и выполнять все виды работ, но из-за невысокой мощности работают довольно медленно, поэтому подходят только для изготовления штучных или малосерийных изделий. Приобретаются преимущественно для личного пользования или мелкого производства.
• Среднеформатные станки — габариты стола 1300×1300 или 1300×2500 мм. Профессиональное оборудование с мощным шпинделем, подходящее для любых работ. Используется на всех малых и средних предприятиях.
• Крупногабаритное оборудование — мощные станки с большим рабочим полем (до 2000×3000 мм) и высокой производительностью для работ с большими объемами выпускаемой продукции. Используются на крупных металло- и деревообрабатывающих предприятиях.
• Фрезерные обрабатывающие центры — полностью автоматизированные многофункциональные комплексы, высота которых превышает человеческий рост. Предназначены для работы с массивными заготовками.

Источник: https://InfoFrezer.ru/stati/vidy-frezernyh-stankov-s-chpu/