Какие бывают фрезеровальные устройства?
Итак, фрезерное оборудование предназначено для обработки различных изделий из металла и других материалов.
Работа производится специальным резаком – фрезой, который вращательным движением обрабатывает заготовку, перемещаемую горизонтально поступательными движениями.
Лезвия на фрезе могут располагаться продольно, поперечно или на торце инструмента, резак обязательно оснащен осью вращения.
В зависимости от вида выполняемых работ различают:
- Консольно-фрезерные станки – это универсального типа фрезерные агрегаты, имеющие стандартную консольную компоновку с горизонтальным или вертикальным расположением шпиндельного узла. Их различают по мощности электрического привода и размеру рабочего стола. Этот тип станков по металлу с ЧПУ бывает настольного вида, что позволяет использовать его в домашних условиях. Рабочий стол такого настольного станка бывает следующей величины — 500х500 мм, а электропривод обладает мощностью менее 1кВт;
- Оборудование непрерывного действия – это фрезерные установки барабанного или карусельного типа. Благодаря барабану или карусели происходит чередование фрез, что дает возможность не делать смену фрезерной головку и не останавливать технологический процесс, что значительно увеличивает производительность труда. Фрезерные станки карусельного или барабанного типа используют преимущественно на производстве;
- Фрезерно-гравировальные или фрезерно-копировальные станки – оборудование, на котором обработка металла происходит по ранее заготовленному шаблону. Часто используют для изготовления партий идентичных деталей или одинаковых изделий. Кроме этого, с помощью этих устройств наносят на поверхность деталей различные узоры, рисунки или надписи. Распространены в рекламной индустрии и мебельном производстве при выполнении гравировальных работ;
- Фрезерный станок с ЧПУ и программным блоком – фрезерный агрегат, выполняющий фрезеровальные работы в автоматическом режиме, благодаря компьютерной программе и управлению станком электронным процессором. Эти станки выполняют весь функционал фрезерно-гравировальных и фрезерно-копировальных работ. Отличаются высокой производительностью и точностью фрезерной обработки изделий, позволяют внедрить на производстве 3д-технологии.
Видео:
Станки по металлу
Фрезерные станки по металлу можно классифицировать по нескольким признакам. Их можно разделить на группы в зависимости от количества шпинделей, конструкции рабочего стола или области применения. Далее рассмотрим каждую группу подробней.
По числу шпинделей
Фрезерные станки могут быть как с одним шпинделем (вертикально-фрезерные), так и с двумя (универсальные).
В вертикально-фрезерных станках шпиндель вмонтирован в фрезерную головку, которая располагается вертикально относительно рабочего стола. На станках такого типа можно обрабатывать и плоские поверхности, и поверхности сложной формы, а также осуществлять растачивание и зенковку, сверлить отверстия и делать пазы и канавки на заготовках. Возможно использование режущих инструментов различной формы.
Подходящий вертикально-фрезерный станок можно подобрать по мощности двигателя, размеру рабочего стола или наличию дополнительных функций. Среди таких особенностей стоит отметить:
- модели с автоматической подачей пиноли шпинделя — сверление больших отверстий выполнять легче и быстрей;
- с редуктором, шестерни которого расположены в масляной ванне — качество фрезеровки выше, благодаря плавному ходу и передаче крутящего момента без проскальзывания.
Отдельно стоит отметить оборудование Jet серии JTM для интенсивной работы. Такие станки имеют несколько преимуществ: автоматическая подача рабочего стола поможет повысить производительность, а устройство подвода смазочно-охлаждающих жидкостей увеличивает срок службы и уменьшает износ деталей.
В универсальных фрезерных станках два шпинделя расположены вертикально и горизонтально. На них возможно использование всех видов фрез (в том числе дисковых). Вы сможете работать с деталями, изготовленными из различного металла, будь то: сталь, чугун или цветной металл. А с помощью дисковой фрезы вы сможете разрезать заготовки или изготавливать открытые шпоночные канавки.
Для такого типа характерно наличие большого рабочего стола (длиной от полутора метров) что позволяет обрабатывать крупные заготовки. А механизированная подача стола облегчит работу фрезеровщика, так как сам стол будет перемещаться автоматически. Рабочему же необходимо лишь нажать на кнопку пневматического устройства для остановки движения.
Еще одним неоспоримым преимуществом универсальных моделей является способность вертикальной фрезерной головки поворачиваться под различными углами, что позволяет обрабатывать скосы без переустановки детали. Это сокращает время работы и увеличивает производительность. Однако такие станки имеют более высокую стоимость по сравнению с вертикально-фрезерными. Такая стоимость оправдана при серийном производстве, благодаря большим функциональным возможностям.
По конструкции рабочего стола
Рабочий стол консольных станков способен перемещаться по салазкам, смонтированным на консоли, в продольном направлении. При этом салазки перемещаются по направляющим консоли в поперечном направлении. Сама консоль, закрепленная на станине, перемещается вертикально по направляющим. Благодаря этому, появляется возможность использования горизонтального шпинделя.
Бесконсольные станки оснащены лишь салазками, закрепленными на станине. Перемещение стола возможно только в горизонтальном направлении (продольном и поперечном). Поэтому выполнить сложные фасонные поверхности на таких станках затруднительно. Однако они обеспечивают высокую жесткость, что позволяет работать с тяжелыми заготовками. На бесконсольных станках можно выполнять пазы, а также горизонтальные, вертикальные и наклонные поверхности.
В станках непрерывного действия (карусельные, барабанные) рабочий стол поворачивается вокруг своей оси. Установка и закрепление детали на таких моделях осуществляется без остановки движения. Они отличаются высокой производительностью и применяются на производстве.
По применению
Профессиональные станки используются в мастерских и на производстве, для них характерна длительная ежедневная работа. У двигателей высокая мощность (так, мощность промышленных станков Jet от 1300 Вт). Такие типы требуют трехфазного подключения к сети. Вертикально-фрезерные станки, весом от 165 кг, и все универсальные установки относятся к профессиональному оборудованию.
Бытовые станки имеют небольшой вес (40-165 кг). Для них характерна простая конструкция, перемещение стола маховиками и ручная подача пиноли. Компактные размеры и низкая цена — также неоспоримые плюсы данного типа. Бытовые станки подключают к однофазной сети 220 В. Также большинство моделей такого типа выполняют настольными.
Обработка кромки — работа с шаблоном
Обработку кромки обычной доски проще и быстрее проводить на рейсмусе, но если его нет, ручной фрезер тоже справится, вот только займет это больше времени. Есть два способа: без шаблона и с шаблоном. Если это первый опыт работы с фрезером — лучше использовать шаблон. При обработке кромок досок нужны прямые кромочные фрезы, причем, скорее всего, понадобятся две — с подшипником в начале и в конце режущей части (на фото).
Для обработки кромки — сделать ровную поверхность
В качестве шаблона можно использовать уже обработанную доску или, например, строительное правило. Длина шаблона должна быть немного больше длины заготовки — на 5-6 радиусов фрезы с каждой стороны. Это даст возможность избежать «нырка» фрезы в материал в начале и в конце. Один важный момент: горизонтальная плоскость (перпендикулярная обрабатываемой) должна быть ровной. В всяком случае ее кривизна не должна быть больше, чем зазор между подшипником и режущей частью, иначе фреза будет задевать шаблон, а это очень нехорошо — он становится неидеальным и нанесенные неровности отобразятся на других копиях.
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.
Виды и типы станков
Для работы по металлу существуют самые разные типы специального оборудования, однако наиболее востребованным считается фрезерного типа.
Такие фрезерные устройства, главным образом, выполнят вертикальное, а также горизонтальное фрезерование металлических заготовок.
При его работе используются самые разные типы фрез, среди которых можно выделить фасонные, шпоночные, а также торцевые и концевые.
Такие универсальные станки, главным образом, используются на различных производствах. С помощью фрезерных агрегатов выполняется при необходимости обработка различных типов металлов.
Так, такие устройства позволяют выполнить качественную расточку и разметку обрабатываемого материала.
Современные устройства, которые оснащены ЧПУ, значительно упрощают рабочий процесс за счет его автоматизации.
Необходимые операции с металлическими заготовками осуществляются исключительно на специальных агрегатах.
Помимо фрезеровального оборудования, к таким устройствам можно отнести и другие типы станков, например, электроэрозионный.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Сборка токарного мини станка по металлу своими руками
В том случае, если требуется вертикальная фрезеровка заготовки, то для этих целей используется, соответственно, фрезерный станок вертикального исполнения.
Фрезерные агрегаты между собой условно можно разделить, исходя из типа выполняемых ими операций.
Видео:
Стоит отметить, что в настоящее время есть высокотехнологичные современные станки для фрезерования, которые способны одновременно выполнять практически все типы работ.
Такие универсальные агрегаты, как правило, оборудуются блоком ЧПУ, а также оснащаются дополнительными элементами, которые делают процесс фрезерования еще более совершенным и технологичным.
Современные станки, которые используются для фрезерования металлических заготовок, отличаются высокой точностью выполнения операций и качеством исполняемых работ.
Станки Purelogic R&D. Типовые схемы подключения электроники систем ЧПУ
3.1 Станки серийного производства компании Purelogic R&D
Линейка станков Professional от PureLogic R&D – идеальное решение для малого и среднего бизнеса. Станки обеспечивают возможность фрезеровки, гравировки, сверления и раскроя широкого диапазона материалов включая дерево, пластик, мдф, мягкие и твёрдые металлы. Уникальная конструкция высокой жёсткости позволяет установить поворотную ось для четырёхосевой обработки, что открывает широкие возможности для высокоточного производства сложных изделий.
3.2 Типовые схемы подключения электроники систем ЧПУ.
Рассмотрим подключение используемой электроники управления на примере станка PLRA4 производства компании Purelogic R&D.
Рис. 15 Фрезерный станок PLRA4
В полную комплектацию данного станка входит следующие электронные компоненты:
- Многоканальный драйвер PLC545;
- Блок питания S-350-48;
- Шпиндель KRESS-1050FME;
- Дампер PLZ005-G2
Используя стандартный кабель подключения необходимо соединить основные функциональные компоненты системы управления станком ЧПУ:
1. Подача питания 220В на блок питания S-350-48; (см. Рис.16 п.1)
2. Подача питания от блока питания S-350-48 через дампер PLZ005-G2 (Дампер предназначен для защиты драйверов ШД и источников питания от обратной ЭДС создаваемой ШД при резких торможениях/ускорениях) на многоканальный драйвер PLC545.(см. Рис.16 п.2)
3. Подключение обмоток двигателей станка к драйверу PLC545 (см. Рис.16 п.3)
4. Подключение всех используемых датчиков/переключателей. Это могут быть как датчики поиска базы станка, так и кнопка аварийной остановки Emergency Stop и т.п. (см. Рис.16 п.4)
5. Подключение многоканального драйвера PLC545 к управляющему компоненту, это может быть подключение по LPT-кабелю к порту LPT компьютера, либо к контроллеру управления, к примеру серии PLCM (см. Рис.16 п.5)
Рис. 16 Схема подключения электроники управления
Назначение фрезеровочных малогабаритных (маленьких) станков
Оборудование отличается широкими функциональными возможностями и выполняет следующие виды работ: расточка, сверление, гравировка, фрезерование. Станки возможно применять практически на любом производственном предприятии. Компактный размер и небольшой вес позволяют использовать малогабаритные станки и в домашних условиях, а также для небольших мастерских.
В продаже имеются модели для обработки металла, дерева. Также на мини-станках можно работать с пластиком, пластмассой. При наличии гравировальной головки на заготовки из дерева и металла можно наносить любые узоры и украшения, что позволяет создавать декоративные изделия.
4 Настольные станки с дополнительными возможностями
Все настольные станки с ЧПУ имеют ограничение по максимальным габаритам обрабатываемых заготовок. Оно конструктивно заложено в устройство фрезерного оборудования и определяется размерами области обработки по осям X и Y, а также высотой расположения и ходом шпинделя по Z. Но это ограничение не распространяется на немецкие настольные агрегаты BZT серии PF.
Немецкий настольный агрегат BZT серии PF
На этих станках с ЧПУ можно обрабатывать заготовки с габаритами, превышающими значения параметров перемещения шпинделя по осям X, Y и Z. Для этого достаточно у оборудования BZT-PF по металлу снять его рабочий стол, на котором должно крепиться фрезеруемое изделие. Такой режим работы в этих станках предусмотрен конструктивно и программно. После этого можно обрабатывать заготовки:
- Гораздо большей высоты, чем предусмотрено с неснятым рабочим столом. Станок при этом надо устанавливать на дополнительные подставки, которые приподнимут его относительно обрабатываемой заготовки, зафиксированной, например, в поворотном патроне либо тисках слесарного стола.
- С любыми размерами поверхности. То есть полностью снимается ограничение на протяженность обработки по осям X и Y. При этом станок ставят непосредственно на саму заготовку, а затем перемещают по ней. Перед началом работ фрезеруемую поверхность программно разбивают на фрагменты (участки), по которым и передвигают последовательно, по мере обработки изделия, агрегат с ЧПУ.
Еще одна дополнительная возможность, которая предусмотрена далеко не на всех фрезерных настольных агрегатах с ЧПУ – отслеживание вероятных сбоев и корректировка при их возникновении работы станка непосредственно в процессе обработки изделия, что позволяет не допустить брак и значительно увеличить производительность. Эта функцию выполняют специальные сервоконтроллеры. Ими в настоящее время комплектуют только некоторые высокоточные станки с шаговыми двигателями, обычно фрезерно-гравировальные.
Токарно-фрезерные станки с ЧПУ
Числовое управление делает станки автоматизированными и помогает точно обработать самые разные заготовки. Станки по металлу с ЧПУ обладают большими плюсами, по сравнению с аналогами на ручном управлении:
На порядок выше производительность, что важно
Используется повышенная точность, что особенно важно при изготовлении мелких и точных деталей.
Возможность применить современные информационные технологии при переходе на другие разновидности деталей.
Подготовка к процессу происходит в инженерной сфере труда.
Служат долго и надежно.
Экономичны в расходе ресурсов, что очень важно для большого предприятия.
Просты в использовании и обслуживании.
Также такие станки отличаются эргономичностью в дизайне. Обрабатывать при помощи таких станков можно длинные и плоские детали.
Разновидности токарно-фрезерного оборудования с ЧПУ
Производство на данный момент выпускает несколько видов фрезерных станков:
- стандартного устройства;
- с наличием противошпинделя;
- с противодным центром;
- с наличием С-оси.
Каждый из подвидов станка имеет свои технологические различия. Современные стандартные станки могут не только заниматься фрезерованием, но и сверлить отверстия в металлических изделиях. Правда револьвера у таких станков малоподвижна, а следовательно и производительность низкая.
Токарно-фрезерный аппарат по обработке не имеет таких проблем, поскольку оснащен фрезерной головкой с посадочным концом в виде самых разных типов конусов. Наличие таких головок позволяет устанавливать на оборудовании специальные резцы. Это значительно расширяет процессы, которые могут быть произведены с металлом на таком оборудовании:
- зенкерование;
- просверливание;
- фаски, а также канавки на заготовках;
- обработочные действия у торцов;
- развертывание;
- нарезание резьбы.
Также используется специальное приспособление, чтобы фиксировать квадратный хвостовик или особый инструмент для резки. Также имеется специальный механизм, который отвечает за замену инструментов в токарно-фрезерной установке с ЧПУ. Это устройство так и называется — сменщик.
Такие сложные установки необходимо на предприятиях, где изготавливают максимально сложные металлические детали различной точности и сложности. При помощи данного оборудования получается по много раз чередовать фрезерование с обточкой.
Это интересно: Термическая обработка металла
Фрезерные центры с наличием противошпинделя и С-оси
Наличие С-оси — одна из первых моделей оборудования с фрезами на центрах первейших модификаций.
Имеется отдельный привод для того, чтобы придать основному инструменту (сверлу или фрезе) вращательный момент. За замену инструментария отвечает автоматизированное устройство — сменщик.
Все устройства с С-осью — имеют одну важную рабочую функцию — контролировать угол наклона и скорость вращения обрабатываемой детали. Точность индексации в таком случае будет одна тысячная градуса.
При наличии таких механизмов обрабатывающий центр с С-осью может выполнять гораздо больше функций, чем стандартный токарный станок:
- работа над шестернами;
- операции фрезой над червячными передачами;
- обточка коленчатых валов, а также их изготовление.
Все эти операции выполняет аппарат с наличием С-оси без проблем. Это повышает его производительность.
Но аппараты с противошпинделем является более совершенным инструментом для работы с фрезой и токарным оборудованием. Второй шпиндель крепится на место задней бабки. Наличие на обрабатывающем устройстве второго шпинделя обеспечивает инструмент огромной функциональностью. Для того, чтобы инструмент стал в разы более эффективным, его можно оснастить вторым сменщиком.
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. Также перед запуском нужно проверять надёжность соединительных элементов.
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.
Фрезерные станки с ЧПУ
(Рис. 8) Такие станки применяются для массового производства деталей высокого качества в различных областях промышленной отрасли. Изготавливается оборудование с применением последних технологий, поэтому отличаются абсолютно всем от обычных фрезерных станков. Среди особенностей выделяют высокую скорость производительности и отличное качество изготовленных деталей.
Приведем примеры: DALIAN XKW7136b, ОРША-Ф32ВФ3х01, 6ДМ83ШФ2, 6М81ШФ2.
Прочие фрезерные станки
Рассмотрим другие фрезерные станки, которые составляют меньшую группу по сравнению с двумя образцами, описанными выше.
1. Бесконсольные фрезерные станки (рис. 5). Могут быть как с вертикальным, так и с горизонтальным расположением шпинделя. Служат для более простой фрезерной обработки металлов и дерева в плане сложности самих фрезерных операций. Не имеет настроек по высоте подъема стола ввиду отсутствия консоли. Преимуществом является повышенная точность обработки.
Рисунок 5. Бесконсольный фрезерный станок.
Рисунок 5. Бесконсольный фрезерный станок.
2. Продольно-фрезерный станок (рис. 6). Предназначен для продольного фрезерования деталей большой длины или деталей, которым необходима простая прямолинейная обработка. Также эти станки могут работать со шлифовальными кругами.
Рисунок 6. Продольно-фрезерный станок.
Рисунок 6. Продольно-фрезерный станок.
3. Шпоночно-фрезерный станок (рис. 7.). Предназначен для прорезания шпоночных пазов на заготовках различной формы. Работают такие станки в автоматическом режиме после задания параметров шпоночного паза.
Рисунок 7. Шпоночно-фрезерный станок.
Рисунок 7. Шпоночно-фрезерный станок.
4. Зубофрезерный станок (рис. 8). Используется для создания зубьев различных параметров. Для этих станков применяются специальные фрезы, предназначенные под создание определенных профилей зубчатых колес и червячных передач.
Рисунок 8. Зубофрезерный станок.
Рисунок 8. Зубофрезерный станок.
22.11.2018
