Характеристика фрезерного станка с чпу

Фрезерные станки

Фрезерные станки — универсальный инструмент с многолезвийным режущим инструментом — фрезой; главное движение — вращение фрезы. Шпиндель, несущий фрезу, вертикален, но его во многих случаях можно устанавливать под углом к заготовке. Движение стола, осуществляемое вручную или с помощью механического привода, точно контролируется по градуированным лимбам на ходовых винтах и по прецизионным шкалам с оптическим увеличением.

Фрезерная оправка (вал, несущий фрезу) горизонтальна. Стол, на котором закрепляется обрабатываемая деталь с необходимой оснасткой, может быть либо «простым», т.е. с перемещением по трем осям, либо универсальным, т.е. допускающим и угловые повороты.

Рис. 1. Фрезерный станок, резание шпоночной канавки на небольшом валу. Левой рукой рабочий подает стол (вместе с деталью) в продольном направлении, а правой — по вертикали. То и другое, а также поперечная подача могут осуществляться автоматически. 1 — оправка; 2 — фреза; 3 — тиски; 4 — деталь; 5 — стол.

Фрезерные станки с ЧПУ

На фрезерных станках с ЧПУ предусматривается автоматическое управление перемещением стола и скоростью шпинделя. В некоторых случаях сам шпиндель устанавливается на салазках, допускающих его независимое перемещение в осевом или вертикальном направлении. Фрезерный станок с ЧПУ такого типа позволяет серийно и с высокой точностью обрабатывать трехмерные поверхности, например, лопастей воздушных винтов и лопаток турбин.

Копировально-фрезерные станки обрабатывают сложные криволинейные поверхности, например, пуансонов и матриц для штампования листового металла, форм для литья под давлением и экструдирования. Индикаторный щуп проходит по фигурному профилю копира, а рабочая фреза передает этот профиль обрабатываемой детали.

Классификация фрезерных станков

В зависимости от вида обработки фрезерные станки разделяются на девять групп. В свою очередь, каждая группа делится на девять подгрупп, представляющих фрезерные станки по их типам.

Наиболее распространенными типами являются горизонтальные, универсальные и вертикальные фрезерные станки.

Горизонтальные консольно — фрезерные станки

Горизонтальные консольно-фрезерные станки имеют горизонтально расположенный, не меняющий своего места шпиндель. Стол может переме-шаться перпендикулярно к оси шпинделя в горизонтальном и вертикальном направлениях и вдоль оси, параллельной ей.

Универсальные консольно — фрезерные станки

Универсальные консольно — фрезерные станки отличаются от горизонтальных тем, что имеют стол, который может поворачиваться на требуемый угол.

Вертикальные консольно — фрезерные станки

Вертикальные консольно-фрезерные станки имеют вертикально расположенный шпиндель, перемещающийся вертикально и в некоторых моделях поворачивающийся. Стол может перемещаться в горизонтальном направлении перпенди-кулярно к оси шпинделя и в вертикальном направлении.

Широкоуниверсальные консольно — фрезерные станки

В отличие от универсальных станков имеют помимо основного горизонтального шпинделя приставную головку со шпинделем, поворачивающимся вокруг вертикальной и горизонтальной осей.

Бесконсольно — фрезерные станки

Имеют шпиндель, расположенный вертикально и перемещающийся в этом направлении. Стол перемещается только в продольном и поперечном направлениях.

Продольно — фрезерные станки

Имеют стол, который может перемещаться только в продольном направлении по направляющим поверхностям станины. Вертикальные и поперечные перемещения получают шпиндельные бабки и шпиндели. Могут иметь, до двух вертикальных и до двух горизонтальных шпинделей при одно- и двухстоечном исполнениях.

Объемно — фрезерные станки

По принципу действия делятся на станки прямого и следящею копирования, осуществляемого путем ощупывания модели копировальным пальнем, а также программного управления, работающие одновременно и непрерывно по трем взаимно перпендикулярным координатам.

Фрезерные станки непрерывного действия

Непрерывного действия (карусельные) имеют вертикально расположенный шпиндель (шпиндели), установочно перемещающиеся по вертикали, и круглый стол, который может непрерывно вращаться со скоростью рабочей подачи, закрепление и обработка заготовок многопозиционные. Примером может служить станок модели 6А23 с диаметром стола

Читайте также:  Креативные идеи для рамок

Шпоночно — фрезерные станки

Имеют вертикальный шпиндель, осуществляющий вращательное и одновременно с ним планетарное движение. Диаметр планетарного движения может изменяться в соответствии с заданной шириной шпоночного гнезда. Стол перемещается возвратно-поступательно в продольном направлении. Рабочий цикл автоматизирован. Примерами этих станков могут быть станки моделей 6Д91, 6Д92 и т. д.

Другие статьи по сходной тематике

Основные понятия о токарной обработке и токарных станках.

Стали марок AISI 409, 430, 439 — аналоги отечественных марок 08×13, 12×17 и 08×17Т

Гидравлические гильотинные ножницы, гильотинные ножницы с ЧПУ для раскроя и обработки листовых материалов.

Правила нанесения обозначений шероховатости поверхностей на чертежах

Фрезерные станки — это целая группа оборудования для обработки различных материалов.

  • Универсальные
  • Горизонтально-фрезерные консольные
  • Широкоуниверсальные
  • Вертикально-фрезерные
  • Бесконсольные
  • С передвижным порталом
  • Копировальные
  • Карусельно-фрезерные
  • Барабанно-фрезерные

Каждый тип станков обладает своей спецификой, применяемой под определенные задачи и материалы. В теории любой тип станков можно оборудовать системой ЧПУ, однако мы рассмотрим самые популярный вид данного оборудования — портальный. Портальные ЧПУ станки бывают трёх- четырёх- и пяти-осевые, без системы автоматической смены инструмента; с линейной, барабанной и карусельной системой автоматической смены инструмента. Также одним из важных типов комплектации станка является тип стола, он бывает с T-слотом или вакуумным прижимом.

Как подобрать ЧПУ фрезер исходя из задач производства?

В теории на фрезеровщиках можно обрабатывать практически любые материалы, в основном это древесина и материалы на ее основе, металлы, пластики, композитные материалы, полимеры. Важно понимать, что основным фактором обработки является сам режущий инструмент, который должен быть выбран в соответствии с обрабатываемым материалом и с учетом конструктива станка.

Какие виды фрезеровки существуют

В основном это плоскостная фрезеровка и 3д-фрезеровка. В плоскостной резке есть три основных операции: профильная обработка вдоль линии, выборка внутри контура, сверление.

От чего зависит точность и скорость фрезеровки

Основные факторы точности и скорости фрезеровки — прочность и жесткость станка, должное качество инструмента, хорошо закрепленная заготовка, правильно выбранный режим обработки. Выбор режимов обработки идёт через величину, называемую «подача на зуб», которая выбирается исходя из множества факторов: тип материала, тип инструмента, мощность шпинделя и двигателей линейного перемещения.

Шпиндели

Шпиндели делятся по типу охлаждения: водяное и воздушное. Шпиндели с водяным охлаждение, как правило, являются более надежными. Воздушное охлаждение влечёт за собой увеличение шумовой нагрузки. Также сильно влияет качество и тип подшипников. Мощность шпинделя влияет на усилие, которое может преодолеть шпиндель без потери в производительности. Мощность следует подбирать с небольшим запасом от поставленной задачи.

Станина

Бывает литая и сварная. Литая стабильнее и надежнее, однако сильно дороже чем сварная. Также вариант сварного изготовления станины позволяет делать более сложные схемы построения станины. Конструкция станины влияет на жесткость станка, точность, соответственно, качество итогового изделия, на максимально возможные нагрузки.

Портал (от чего зависит высота по оси Z, из каких материалов производится, самые важные характеристики)

Большое влияние на характеристики станка оказывает конструктив портала, а именно: вес портала, его жесткость, длина и высота. Чем больше высота портала, тем больше «плечо» нагрузки, соответственно ниже максимальные нагрузки. Портал состоит из боковых стоек и поперечной балки. В основном изготавливают литые боковые стойки портала и балку из профильной трубы.

Системы управления

Систем управления множество различных. В основном их можно категоризировать как:

  • Системы управления станком через ПК (NC Studio, Mach3)
  • DSP контроллеры в формфакторе пульта (Rich Auto, NK105)
  • Контроллеры в формфакторе стойки с экраном (Syntec, NK260, Heidenhain, Siemens Sinumerik и т.д.)

Сложно и долго можно дискутировать о преимуществах и недостатках различных контроллеров, но можно выявить основные тезисы:

Системы управления на базе ПК хороши для новичков, так как многие параметры станка отображены на экране компьютера, прямо из программы можно сделать наглядную симуляцию. Также такие системы довольно дешевы в установке и обслуживании.

Читайте также:  Чем топить буржуйку в гараже

Однако такие системы подвержены рискам ошибок со стороны компьютера и его периферийных устройств, зачастую такие системы имеют ограничение в производительности в силу используемых портов и шин компьютера.

DSP контроллеры в виде пульта имеют большие преимущества относительно предыдущей группы контроллеров. В основном это высокая скорость обработки и передачи данных, надежность, меньшее количество независимых факторов, влияющих на стабильность системы.

Недостатком можно считать отсутствие визуализации на большинстве пультов, управление и контроль ведется через комбинации клавиш и заведении данных оператором. Соответственно среди требований к работе с таким контроллером появляется требование к уровню знаний оператора станка.

Системы управления промышленного типа безусловно являются лучшим выбором, они обладают высокой скоростью обработки данных, расширенным функционалом, возможностью визуализации и симуляции, высокой надежностью и стабильностью работы.

Недостатком можно считать высокую стоимость и сложность в обслуживании.

Двигатели

Двигатели в основном делятся на

  • Шаговые двигатели (двух- и трех-полюсные)
  • Гибридные шаговые двигатели (с установленным энкодером для обратной связи)
  • Серводвигатели (щеточные, бесщеточные)

Шаговые двигатели обладают низкой стоимостью и высокой точностью.

Гибридные двигатели обладают более высокой точностью из-за постоянной проверки реального положения двигателя с помощью обратной связи, но требуют более дорогого драйвера.

Серводвигатели обладают высокими скоростными и мощностными характеристиками, высокой точностью, но при этом высокой стоимостью.

Представляем профессиональный фрезерный станок для обработки камня 1325 Stone. Запуск станка, процесс работы и пример готового изделия на видео.

В гостях у нашего постоянного клиента компании «Пластфактория», которые занимаются изготовлением POS-материалов и сотрудничают с крупными косметическими брендами.

Видеоотчет с посещения производства наших клиентов — компания «АЛЬТАИР». О работе на производстве, изготавливаемых изделиях и станках от компании Wattsan.

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.
Читайте также:  Вероника из семян в домашних условиях

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.

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.

Точную калибровку оборудования помогут настроить поставщики. Некоторые инструменты оснащены пользовательским интерфейсом или приложением, в котором отражается виртуальное рабочее место.

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

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector