0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Фрезерные работы на станках с ЧПУ: принципы и особенности

Фрезерные работы на станках с ЧПУ: принципы и особенности

Фрезерные работы на станках с ЧПУ позволяют эффективно решать самые сложные задачи по 3D обработке достаточно широкого спектра материалов. Таким образом, широчайший ассортимент производимых изделий обуславливает высокий спрос на такую технику в различных сферах производства.

Чтобы четко понимать, подойдет ли та или иная модель для Вашего бизнеса, необходимо четко представлять ее производственный потенциал. Но для начала узнать принцип работы подобного оборудования и его составляющие.

Разновидности

Большинство моделей имеет схожие устройство и принцип работы, однако в зависимости от специальных элементов отличается их функциональное назначение. Остановимся подробнее на каждой разновидности.

Вертикально-фрезерные

Один из самых востребованных видов фрезерных аппаратов в области металлообработки. В работе с ним используются фрезы цилиндрического, фасонного и концевого типов. Станок способен обработать элементы из любого металла, применяется при работе как с горизонтальными, так и с вертикальными поверхностями.

Отличительная черта вертикальных фрезерных станков — высокая жесткость, что позволяет изготавливать точные и качественные металлические детали. Рабочая поверхность устройства перемещается по станине с помощью направляющих, а коробка для переключения скорости находится в головке шпинделя.

Наличие или отсутствие консоли определяет тип вертикального станка. Основное отличие заключается в том, что шпиндель и гильза в бесконсольных конструкциях могут перемещаться вдоль оси и проворачиваться по горизонтальной плоскости. Считается, однако, что консольные станки имеют больший уровень сбалансированности и точности.

Горизонтально-фрезерные

Шпиндель конструкции этой разновидности располагается горизонтально, поэтому станок больше подходит для работы с некрупными деталями. В работе с оборудованием используется несколько видов фрез — концевые, цилиндрические, торцевые, угловые и фасонные. Горизонтальный фрезерный станок ограничен в возможности обработки элементов винтовой поверхности. Этот недостаток легко устранить, дополнив механизм специальным устройством.

Рабочий стол горизонтально-фрезерного аппарата можно перемещать и настраивать его положение перпендикулярно или параллельно относительно оси шпинделя. Коробка скоростей этого типа оборудования находится внутри станины, а узлы — снаружи.

Сверлильно-фрезерные

Сверлильно-фрезерные аппараты расширяют возможности оборудования для металлообработки. Оно обладает уникальной головкой, которая может сверлить наклонные поверхности. Другими словами, на таком станке выполняются работы не только с поверхностями, традиционно расположенными горизонтально или вертикально. Аппарат позволяет размещать поверхности под наклоном, под углом к оси станка. Еще одно достоинство рабочей головки заключается в возможности действовать в реверсном режиме.

Оборудование объединяет в себе ряд максимально востребованных функций, занимает немного места и является сравнительно недорогим вариантом. Именно поэтому сверлильно-фрезерные станки так популярны.

Универсальные

Универсальные фрезерны станки для металлообработки обычно используется в небольшом сервисе для ремонтных работ. Универсальность устройства заключается в способности обрабатывать стандартные и спиральные плоскости, а также штампы. В конструкции предусмотрено вертикальное и горизонтальное передвижение рабочего стола и консоли. Более того, положение рабочего стола регулируется. Его можно установить под необходимым углом, что позволяет работать с максимально сложными деталями. Особенность устройства заключается также в нахождении основных узлов и коробки скоростей с внутренней стороны станины.

Настольные

Компактное устройство, несмотря на свои размеры, способно к выполнению разнообразных задач: нарезка резьбы, сверление, обработка изделий. Настольные фрезерные аппараты с консолью имеют большую производительность и быстро справляются с обработкой целых партий. При качественной установке оборудование приобретает высокую жесткость, что влияет на уровень точности при обработке заготовок. При всех перечисленных достоинствах настольные устройства потребляют сравнительно мало электроэнергии и занимают немного места.

Фрезерные станки с ЧПУ

Аппараты этого типа обладают максимальной производительностью и востребованы крупными производственными компаниями. Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) отличаются великолепным качеством работы не только с единичными изделиями, но и с серийными партиями. Преимущества этого оборудования перед другими типами многочисленны.

Высокотехнологичные фрезерные станки с ЧПУ по металлообработке уменьшают значение человеческого фактора на производстве. Важную часть задач выполняет программа, установленная на электронный носитель. Благодаря ЧПУ устройство настолько быстро и точно справляется с задачей, что обеспечивает более высокий уровень производительности в сравнении с ручными фрезерными станками. Кроме того, происходит экономия времени — с помощью оборудования с программным управлением продукция отправляется на производство гораздо быстрее.

Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ

Полное название аппарата — токарно-фрезерный станок для металлообработки, оснащенный системой числового программного управления (ЧПУ). Многофункциональный фрезерный станок обеспечивает выполнение широкого спектра операций и процессов. Кроме того, оборудование обладает функциями одновременно фрезерных и токарных станков. Аппараты с электронным управлением значительно производительнее, чем станки с ручным управлением. Высокотехнологичная программа управления для них разработана и регулярно совершенствуется ведущими мировыми брендами в сфере инноваций.

Читать еще:  Срок работы Фонда ЖКХ продлен

Настольные станки с ЧПУ

Среди профессиональных станков с ЧПУ существует и особый — компактный вариант оборудования. Как и более крупные аналоги, устройство соединяется с компьютером и управляется контроллерами. Настольные модели с ЧПУ сверлят, зенкеруют и выполняют все необходимые функции по работе с металлом. Удобный формат аппарата позволяет не только разместить его в ограниченном пространстве, но и сэкономить средства на покупке и электроэнергии.

Широкоуниверсальные

Этот тип станков для металлообработки выполняет различные типы фрезерных работ. Оборудование эффективно обрабатывает изделия из большинства материалов. В сравнении с другими разновидностями он имеет вторую шпиндельную головку, которая может занимать позицию относительно детали под необходимым углом. Кроме того, шпиндели могут работать как одновременно, так и по отдельности. Если установить дополнительную накладную фрезерную головку, список возможных работ аппарата расширяется и включает сверление, растачивание, зенкерование.

Существуют модели, в конструкции которых отсутствует консоль. Ее заменяет каретка, которую можно перемещать вертикально. На ее конструкцию также могут быть установлены дополнительные инструменты. Несмотря на более низкую стоимость таких аппаратов, они обеспечивают выполнение многих процессов.

При выборе фрезерного станка важно понимать его назначение. Определив точный перечень и объем предстоящих работ, вы сможете принять правильное решение, не переплачивая за ненужные функции.

3 Конструкция станков для фрезерования

Агрегаты разных групп имеют немало мелких конструкционных отличий. При этом основные их узлы одинаковы для всех видов оборудования, что хорошо видно на фото. Любой фрезерный станок, прежде всего, имеет устойчивую базу, которую называют станиной. В нее помещают вал (полый) шпинделя и коробку выбора скоростей.

Также стандартное устройство фрезерного станка включает в себя:

  • направляющие (вертикальные) станины: по ним при включении агрегата происходит движение консоли, на которую монтируют коробку подач;
  • хобот: механизм для крепления и поддержки рабочего инструмента с помощью подвесок (принцип работы хобота показан на видео);
  • шпиндель: он передает от коробки скоростей вращение фрезам, точность фрезерования напрямую зависит от жесткости шпинделя и его устойчивости к вибрациям;
  • салазки с поворотным устройством, которое несет продольную рабочую поверхность;
  • фрезерная оправка, расположенная на шпиндельном торце (спереди): она выполнена в виде конического стержня (отсюда и наименование оправки – конус Морзе) для крепления к нему посредством гаек и колец фрезы.

Кроме того, фрезерный станок обычно располагает системой подачи охлаждающей жидкости, фундаментной плитой, рычагами и рукоятками для выбора направления стола, скорости вращения шпиндельного узла и выполнения других управляющих функций. Имеется в конструкции агрегата еще электродвигатель (нередко их бывает несколько) и шкаф, где находится электрическая «начинка» оборудования.

Особенности выбора аппарата

Фрезерных станков по дереву существует большое количество, однако, каждый мастер обязан выбирать аппарат «под себя». Для этого учитываются такие параметры:

  • Мощность – если предполагается выполнение мелких работ, а масштаб изготовления деталей небольшой, то необходимо приобрести станок на 400 Вт.
  • Скорость обработки элементов – высокоскоростное устройство требуется только в том случае, если необходимо работать с большими партиями древесины. Желательно, чтобы в устройстве станка присутствовал редуктор, позволяющий плавно переключать скорости.
  • Расстояние от оси шпинделя, размер площадки для работы – от этих параметров напрямую зависят габариты оборудования.
  • Вес и размеры станка – если аппарат будет убираться в подсобное помещение, то не стоит отдавать предпочтение стационарному станку по дереву. Он предназначается для больших мастерских, и двигать его не нужно.
  • Дополнительные функции – все процедуры фрезерования сопровождаются пылью, поэтому желательно оснастить устройство специальным мешком для ее сбора.
  • Фирма-производитель – лучше отдавать предпочтение зарубежным и отечественным изготовителям, которые имеют хорошие отзывы и подтвердили свою репутацию.

Важно обратить внимание и на стоимость оборудования. Чем больше функций оно будет выполнять, тем дороже будет стоить. На рынке мастера могут приобрести такие приспособления за 12–450 тыс. рублей.

Программное обеспечение ArtCAM

Этот набор продуктов для моделирования и проектировки изделий, которые будут производиться на ЧПУ-станках, применяется для включения автоматической обработки. В пакет ArtCAM входят инструменты для моделирования изделий, которые дают возможность создавать сложные пространственные рельефы.

Отметим следующие особенности пакета ArtCAM:

  • Возможность использования 3D-шаблонов для создания проектов изделий из простых элементов.
  • Функция автоматического генерирования 3D-моделей из 2D-рисунков.
  • Широкий набор инструментов для создания и редактирования растровых изображений и векторов, импорта моделей и создания сборок.
  • Широкая база данных содержит множество стратегий обработки, позволяет подобрать оптимальный путь выполнения работы разной сложности.
  • Возможность программирования осевой обработки и создания элементов выдавливания.
  • При помощи функций для редактирования готовых объемных моделей можно создавать текстуры для шлифовальных станков.

Среди областей применения пакета ArtCAM:

  • производство мебели,
  • обувная промышленность,
  • производство форм,
  • создание изделий из пластика.

Требования к ПК

Минимальные требования для работы ArtCam:

  • операционная система: Windows 64-бит;
  • процессор: не ниже Intel Core і5;
  • оперативная память: от 4 Гб;
  • видеокарта: ОП не менее 1 Гб, должна поддерживать OpenGL 2.0;
  • графический дисплей: 1920×1200.

ArtCAM — простое и доступное даже для пользователей с базовыми навыками программное обеспечение.

Читать еще:  Как найти надёждый автоломбард?

Составляющие фрезерного станка с ЧПУ

Итак, поставляемые на рынок фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ являются автоматизированным комплексом обработки заготовок из пластика, металла, древесины, камня и других материалов. Но, несмотря на свое внушительное разнообразие, в глобальном конструктивном смысле все модели схожи и состоят из общих частей.

К числу таковых относятся:

  • Механические узлы и агрегаты;
  • Электронные системы контроля;
  • Управляющий блок фрезерного станка с ЧПУ.

Механическая часть фрезерного оборудования включает станину, рабочий стол с элементами фиксации заготовки, портал со шпинделем, шаговые электродвигатели, цангу и цанговый патрон, а также ряд других элементов.

Разумеется, главным рабочим инструментом фрезера является металлическая фреза. Эта разновидность инструмента обработки заготовок представлена в широком разнообразии. Фрезы различаются по размеру, типу, назначению для выполнения той или иной операции. Они меняются в ручном (оператором) или автоматическом режиме на современном фрезерном оборудовании. Подбирая ту или иную фрезу, можно выполнять гравирование поверхности заготовки, создание объемного рельефа, ее сверление, обработку краев и другие операции.

Фрезерные работы на станках с ЧПУ осуществляются следующим образом. Вращательное движение фрезе сообщает электромотор шпинделя, который подвешен на портале фрезерного станка. Получая команды от контроллера ЧПУ, электромоторы перемещают портал по соответствующим координатам в трех плоскостях. Это позволяет правильно и точно позиционировать фрезу над обрабатываемой заготовкой.

Перемещением шпинделя, параметрами вращения фрезы, интенсивностью охлаждения и другими факторами управляет соответствующие системы на базе ЧПУ. Точность позиционирования фрезы высока, что положительно сказывается на качестве готовых изделий — она лишь немногим уступается лазерной обработке. По этой причине фрезерные граверы с ЧПУ активно применяются для производства серийных изделий и прецизионной обработки различных изделий.

Электронные системы контроля отслеживают перемещение рабочего инструмента станка.

Их работа основана на алгоритмах числового программного управления, заданных непосредственно через модель обработки заготовки.

Их наличие позволяет практически полностью исключить брак в производстве изделий и своевременно обнаружить отклонения в режиме обработки без участия оператора.

Блок управления станком благодаря установленному софту отдает команды системе фрезерного станка. Его задача заключается в перекодировке загруженной модели обработки заготовки, построенной в AutoCAD, SolidWorks, 3DMAX, ARTCAM, Corel Draw в так называемый G-код. Последний представляет собой специализированные команды, направляемые электродвигателям фрезера. Таким образом, графический файл преобразуется в четкий алгоритм работы механического оборудования с заданным фрезерным набором.

Программы от Vectric

Программное обеспечение от компании Vectric разработано для работы с оборудованием с ЧПУ. Комбинация мощности и простоты в обращении позволяет легко создавать и работать с графическим дизайном моделей, быстро создавать точные наборы команд и программы для управления ЧПУ-станком.

Следующие продукты от Vectric подходят для использования как опытными профессионалами, так и новичками:

Cut2D

ПО было разработано специально для быстрого и простого вычисления 2D-траекторий при вырезании, фрезеровке и гравировке. Наиболее подходит эта программа для фрезерного станка с ЧПУ. Независимо от того, нужна высокая продуктивность производства или индивидуальное выполнение декоративных элементов, программное обеспечение Cut2D включает в себя инструменты, необходимые для эффективного выполнения циклов работы.

Проекты, созданные в Cut2D, могут быть импортированы в несколько форматов файлов (EPS, AI, DXF, DWG, PDF, SKP и т.д.) из чертежа или CAD-пакета, такого как Corel Draw, AutoCAD, SketchUp и др. Здесь включена возможность добавления границ, масштабирования и конвертации изображений из форматов JPEG, TIF, PNG, BMP, PDF в векторный рисунок.

Изображения, редактирование которых займет несколько часов работы в других редакторах, можно импортировать, готовить и обрабатывать за считанные минуты при помощи Cut2D.

Cut3D

Быстрое и простое ПО для обработки 3D-моделей. Подойдет программа для токарного станка с ЧПУ и другого оборудования. Cut3D работает с моделями, разработанными при помощи графических редакторов AutoCAD, Rhino3D, 3D Studio или полученными в результате лазерного или сенсорного сканирования. ПО имеет простой в использовании интерфейс, который пошагово ведет пользователя к процессу загрузки модели, задания размеров, предварительному просмотру будущих результатов и сохранению кода ЧПУ для работы станка.

Слишком большие для обработки на станках 3D-модели, которые не соответствуют длине резака или толщине материала, могут быть «нарезаны» на отдельные составляющие.

VCarve

Представляет собой интуитивно понятное решение для обработки деталей, которое удачно применяется в качестве программы для станков с ЧПУ по дереву. Сюда включены инструменты для 2D-дизайна и расчета 2D- и 2.5D-траекторий движения шпинделя станка, возможность импорта и инструментальной обработки одной 3D-модели (STL, OBJ, SKP и т.д.). Отдельно поддерживается импорт нескольких 3D-моделей Vectric Clip Art (V3M) для создания расширенных 3D-сборок.

VCarve может использовать информацией, поступающую из других программ, импортировать 2D-проекты. ПО предоставляет полный набор инструментов для выполнения и редактирования чертежей. Диапазон возможностей включает все типичные операции, необходимые для 2D- и 2.5D-обработки. Предусмотрена возможность проектирования 2D- и 2.5D-траекторий инструментов на 3D-поверхности. Панели инструментов содержат широкий набор функций для настройки параметров и обеспечения высокого уровня контроля над разными типами операций. Кроме того, есть возможность предварительно виртуально просмотреть все траектории движения инструментов, чтобы узнать, как будет выглядеть готовое изделие. Это способствует оптимизации реального рабочего процесса.

PhotoVCarve

Программа позволяет станкам с ЧПУ выполнять гравировку, которая ранее была под силу только дорогим лазерным системам. PhotoVCarve быстро «превращает» изображения и фотографии в набор команд для станков.

Читать еще:  Выбор мягкой мебели для дома

Фотографии или файлы, которые необходимо выгравировать, можно загрузить с цифровой фотокамеры, мобильного телефона, сканера или из интернета. PhotoVCarve поддерживает большинство форматов изображений: JPG, BMP, TIF, GIF, PNG и другие.

Aspire

ПО работает на той же платформе что и VCarve Pro. Оно имеет интуитивно понятный интерфейс, отличается удобством процесса дизайна и написания команд для ЧПУ-станков. Aspire имеет инструменты, которые позволяют превращать 2D-эскизы, фотографии, рисунки и цифровые иллюстрации в детальные 3D-рельефные модели, а затем вычислять процесс точной 3D-обработки формы.

ПО обладает уникальной системой 3D-моделирования и комплексным набором инструментов для дизайна и редактирования в 2D. В Aspire есть возможность импорта уже готовых 3D-моделей, а также создания 2D- и 3D-моделей с нуля.

Требования к ПК

Программные продукты Aspire, VCarve, Cut3D, PhotoVCarve и Cut2D функционируют практически на всех компьютерах и ноутбуках и не требуют дополнительного оборудования в виде мощных видеокарт.

Aspire и продукты VCarve Pro / Desktop, Cut2D Pro / Desktop выпускаются в 2 вариантах: 32-bit и 64-bit. Они работают с 32-битными и с 64-битными операционными системами.

Программы Cut3D и PhotoVCarve 32Bit и 64Bit. — 32-битные. Они работают как на 32-битных, так и на 64-битных операционных системах.

ПО от Vectric не поддерживает Windows 8RT, поскольку это неполное издание Windows.

Графический дисплей: 1024×768.

Минимальные требования для Cut2D:

  1. Компьютер:
    • Процессор 2 ГГц, 2 Гб оперативной памяти, 250 Мб свободного пространства на жестком диске.
    • USB-накопитель для работы с USB Media Pack.
    • 2GB — дополнительное пространство на диске. Необходимо для сохранения пособий по использованию ПО и галереи моделей.
  2. Операционная система: Microsoft Windows XP (SP3), Vista, Windows 7, 8 или 10.

Минимальные требования для VCarve и Aspire:

  1. Компьютер:
    • Многоядерный процессор 2 ГГц, 4 Гб оперативной памяти, 300 Мб свободного пространства на жестком диске.
    • USB-накопитель для работы с USB Media Pack.
    • 7.7GB — дополнительное пространство на диске. Необходимо для сохранения пособий по использованию ПО и галереи моделей.
  2. Операционная система: Windows XP (SP3), Vista, Windows 7, 8, 8.1 или 10.

Минимальные требования для PhotoVCarv и Cut3D:

  1. Компьютер:
    • Процессор Pentium 4 1 ГГц, 512 Мб оперативной памяти, 60 Мб свободного пространства на жестком диске.
    • USB-накопитель для работы с USB Media Pack.
    • 7.7GB — дополнительное пространство на диске. Необходимо для сохранения пособий по использованию ПО и галереи моделей.
  2. Операционная система: Windows XP (SP3), Vista, Windows 7, 8, 8.1 или 10.

Дополнительно: необходимо установить программу для чтения PDF-файлов (например, Adobe PDF Reader).

Салазки

Назначение механизма — обеспечение взаимосвязи между осями X и Y. Верхние направляющие салазок служат для перемещения стола в продольном направлении, а нижние — для движения самих салазок по направляющим консоли.

Основной рабочий элемент фрезерного станка, который перемещается на салазках. На поверхности стола располагаются зажимные и другие фиксирующие приспособления для прочного крепления заготовок. Для этого деталь имеет продольные пазы. Совместная работа стола, консоли и салазок обеспечивает подачу заготовки к фрезе. Возможно движение в продольном, вертикальном и поперечном направлении. Типовое оборудование обычно имеет ручную и механическую подачу. Использование того или иного метода зависит от поставленных задач:

  • для холостых пробегов и установочных перемещений стола используется ручной, механический способ
  • для рабочей подачи применяют чаще всего механизированную подачу.

Дополнительно предусмотрена возможность ускоренного перемещения стола, так называемый быстрый ход во всех трех направлениях. Движение осуществляется с постоянной скоростью (большая часть станков оснащена дополнительной муфтой или двигателем быстрых ходов), в то время как рабочие подачи имеют многоступенчатую коробку переключения. Оператор самостоятельно выбирает режим в зависимости от материала заготовки и фрезы, а также от типа обработки.

Правила работы на станке

Независимо от того, какие фрезерные станки по дереву будут использованы: для дома или профессиональные, мастер обязан соблюдать правила их использования.

Прежде всего, это касается безопасности:

  • Режущий элемент обязан иметь хорошую заточку и надежно быть закреплен на валу. Фреза не должна иметь сколов, трещин и прочих дефектов.
  • Оборудование необходимо предварительно сбалансировать.
  • Рабочее место требуется регулярно чистить от опилок, пыли. Причем эта процедура проводится только после того, как станок полностью остановился, его отключили от питания и он остыл. Мелкую древесную пыль удаляют при помощи специальных небольших пылесосов.
  • Режущие, а также подвижные элементы аппарат, обязаны быть отделены съемным защитным ограждением.
  • Перед началом обработки материала, необходимо сделать пробный пуск оборудования, чтобы проверить, нет ли недостатков, вибрации.
  • Если работа прекращена на небольшой промежуток времени, аппарат надо обязательно останавливать.
  • Выполнять все действия необходимо в защитной одежде и очках.
  • Во время соприкосновения заготовки и фрезы, материал нужно держать очень крепко, так как он иногда выскакивает.
  • Все посторонние предметы со стола требуется убрать.

Правильная работа на станке обеспечит нужный уровень безопасности, да и само оборудование будет реже выходить из строя. Применение стационарного фрезерного станка по дереву существенно облегчит работу мастеру.

Видео по теме: Обзор фрезерный станок по дереву

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector