Особенности фрезерных станков чпу

Конструктивные особенности фрезерных станков с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ имеют компоновки вертикально-фрезерных, горизонтально-фрезерных и продольно-фрезерных станков (рис. 101). Вертикальные станки делят на две группы консольно-фрезерные и бесконсольно-фрезерные.

Станки консольного исполнения имеют меньшую массу и занимают меньшую площадь по сравнению со станками других типов, однако в варианте с ЧПУ мало перспективны. Изготавливают эти станки в одноинструментном (рис. 101, а) и многоинструментном (рис. 101, б) исполнениях. Многоинструментность достигается за счет оснащения станка револьверной головкой.

В бесконсольных станках вертикальное перемещение имеет фрезерная головка. Стол обладает перемещениями по осям X’ и Y’, он покоится на массивном основании, благодаря чему станки такого типа обладают повышенной, по сравнению с консольными, жесткостью. Бесконсольные станки также можно изготовлять одноинструментными (рис. 101, в) или снабжать револьверными головками (рис. 101, е). Консольно-фрезерные станки имеют ширину стола 200, 250, 320 и 400 мм, бесконсольные – несколько большую: 320, 400, 500 и 630 мм.

Продольно-фрезерные станки (рис. 101, г) имеют большую ширину стола (630, 800 и 1000 мм) и длину до нескольких метров. В отличие от станков с ручным управлением продольно-фрезерные станки с ЧПУ чаще всего снабжают неподвижной траверсой, на которой расположена одна вертикальная головка по оси Z не только компенсирует отсутствие смещения траверсы, но и придает станку горазда более широкие возможности, так как вертикальное перемещение головки является как установочным, так и рабочим. На продольно-фрезерном станке такой компоновки при использовании навесных угловых головок можно выполнять полную обработку деталей с пяти сторон. На одностоечном продольно-фрезерном станке (рис. 101, д) обычно встраивают поворотный стол.

Свойство работать разнообразными инструментами (фрезами, резцами, зенкерами, развертками, метчиками) присуще всем фрезерным станкам с ЧПУ, благодаря чему эти станки отвечают требованиям интегральной обработки.

Фрезерные станки имеют, как минимум, три программируемых координатных перемещения по осям X’, Y’ и Z’. В сложных станках число управляемых координат доходит до пяти. Большинство вертикально-фрезерных станков снабжены контурной системой программного управления, а продольно-фрезерные – как контурной, так и позиционной, обеспечивающей прямоугольную обработку. Последние изготавливают также в исполнении с преднабором и цифровой индикацией (Ф1).

Достаточно широкое распространение получили станки с заданием цикла обработки непосредственно на рабочем месте, так называемые с ЦПУ (цикловое программное управление). Обычно система управления имеет ряд стандартных элементов циклов (например, нарезание резьбы), которые можно вызывать программой. Программирование величин перемещений исполнительных устройств в станках с ЧПУ осуществляется переставными упорами.

В конструкции направляющих тяжелых станков применяют направляющие качения. Выбор зазоров в приводах подач обеспечивает обработку при встречном и попутном фрезеровании. Технические характеристики фрезерных станков с ЧПУ приведены в табл. 47.

Передний конец шпинделя фрезерного станка имеет наружный фланец с посадочной цилиндрической поверхностью и крепежными резьбовыми отверстиями и двумя шпонками по торцу, а также внутреннее коническое отверстие с конусом 7/24.

Рабочие поверхности столов имеют продольные Т-образные пазы, средний из пазов выполняют с точностью H9, который используют для базирования зажимных приспособлений.

47. Технические характеристики некоторых фрезерных станков с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ: его особенности и преимущества

Фрезерный станок с ЧПУ выполняет обработку плоских и объёмных деталей по заданной программе методом резания специальным инструментом. Принцип действия основан на вращении фрезы согласно поступательным движениям заготовки. Современный фрезерный ЧПУ представляет устойчивую, термостабильную конструкцию из литых элементов.

Характеристика

При выборе оборудования учитывают следующие важные характеристики:

• класс точности (от нормальной до сверхвысокой);
• размеры стола;
• доступные технологические операции;
• амплитуду перемещений: для стола прямолинейная, для шпинделя — радиальная и прямолинейная;
• минимальный шаг;
• уровень точности и повтора движения по указанным точкам;
• мощность шпинделя, допустимая скорость вращения, число автоматически переключаемых скоростей;
• координаты, число рабочих подач;
• количество и способ замены инструментов;
• габариты и масса.

Встроенные усовершенствованные винтовые пары и направляющие качения обеспечивают ускоренное перемещение частей. Модернизированные приводы электропередач плавно регулируют размер рабочей подачи и количество вращений шпинделя за единицу времени в оптимальном диапазоне. Оборудование выпускает качественную продукцию с максимальной производительностью.

Классификация ЧПУ

Применяются следующие программные обеспечения, управляющие процессом работы станка:

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

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

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

Управление

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

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

Варианты ввода информации:

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

Популярны системы «SIMENS «Германия, «GE FANUK Automation «США-Япония, из отечественных «Балт-Систем» Санкт-Петербург. Производятся У. П. различного класса для простых и сложных станков. Следует обращать внимание на совместимость аппаратного и программного обеспечения.

Вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ модели 700 V

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

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

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

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

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

Разновидности фрезерных станков с ЧПУ

Благодаря своей универсальности и возможности обрабатывать материалы различной твёрдости, применяются во многих областях промышленности и народного хозяйства. Обрабатываются заготовки из камня, пластика, металла, керамики или дерева. Специальные деревообрабатывающие модели вытачивают различные элементы при изготовлении мебели.

Особое место занимают гравировальные модели, выполняющие технологические операции, недоступные универсальному оборудованию. Процесс заключается в точном копировании по готовому шаблону, что гарантирует абсолютное повторение сложнейших элементов. Выполняет гравировку по заданному контуру любой формы, повторяет сложнейшие надписи, узоры.

Виды и особенности фрезерных станков с ЧПУ

Современные услуги по металлобработке часто включают процесс использования оборудования с ЧПУ, в частности фрезерных. Наше машиностроение не так давно начало осваивать оборудование данного типа.

На что способен фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ предназначен выполнять операции фрезеровки сложных профилей, такие как: матрицы, штамповки, зубчатый венец, лопасти и т.д. за счет автоматического перемещения стола и инструмента, предварительно программируемого оператором.

Технические параметры фрезерных станков

Фрезерные станки делятся на две основные группы:

• Консольные – все станки вертикально–фрезерной группы. Консольные работают за счет перемещения рабочего стола и вертикального перемещения шпинделя, сама инструмент остается неподвижным относительно заготовки.
• Безконсольные – вертикально-фрезерные и горизонтально-фрезерные установки с ЧПУ, в которых кроме перемещения стола предусмотрено перемещение рабочего шпинделя в трех осях. Такие фрезерные агрегаты более универсальны.

Выбираем фрезерный станок

При выборе подобного рода оборудования важно понимать какие задачи будут стоять перед ним. Для особо сложных задач необходимо покупать безконсольный станок, для работ попроще целесообразно использовать станок консольного типа.
Также необходимо знать максимальный размер обрабатываемых заготовок, так как каждый станок имеет характеристику максимального перемещения инструмента по каждой из осей.
К покупке агегата нужной подойти с максимальной ответственностью, лучше всего, если перед покупкой вы уже будете точно знать, какие детали планируются выпускаться. Подобрать металлообрабатывающее оборудование не такая уж и проблема, если есть правильно поставленное техническое задание. Фрезерный станок с чпу необходимо подбирать квалифицированно и соответственно требуемым задачам.

Фрезерный станок с ЧПУ – отличная инвестиция

Покупка оборудования такого типа — дело затратное, поэтому нужно иметь четкий бизнес–план. Однако окупаемость станка довольно быстрая по сравнению с его ценой. Также для установки и настройки данного оборудования не требуется много времени. При должных усилиях окупаемость может составлять от 1.5 года. Также стоит учесть, что спрос на услуги металлообработки высокого качества сегодня очень высокий, но предложение на данном рынке не так широко. За счет низкой конкуренции на данном рынке инвестиции в такой вид деятельности смотрятся довольно привлекательными.

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.

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

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:

1. настольные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ;
2. обрабатывающие центры, отличающиеся высокой функциональностью;
3. станки широкоуниверсального типа;
4. токарно-фрезерной категории;
5. сверлильно-фрезерной группы.

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. С помощью такого оборудования, которым преимущественно оснащаются крупные производственные предприятия, можно выполнять обработку как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей.

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:

Пятикоординатный фрезерный станок

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

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.