3d фрезерный станок с ЧПУ по дереву своими руками: чертежи и сборка
Несмотря на сложную конструкцию данного агрегата, вполне возможно собрать его самостоятельно. В современном мире в продаже имеются уже готовые комплекты, что позволит изготовить 3d фрезерный станок с ЧПУ по дереву своими руками, который с легкостью выполнит полный спектр работы.
Чертежи
Основой самостоятельной работы становится механизм фрезера. Когда используются готовые наборы для данного оборудования, то нужен такой механизм, который соответствует мощности двигателя и выполняемым работам. Множество схем, которые находятся на просторах интернета, помогут выполнить механизм фрезера для станка с ЧПУ.
Механизм различается установленным двигателем и кареткой. В любом случае стоит выбирать такой чертёж станка, который сочетает простоту конструкции и соответствует собственным требованиям. Чтобы правильно собрать весь механизм, потребуется очень подробный чертеж, благодаря которому все действия будут очень строгими.
Когда возникает желание создать более серьезный аппарат, который будет соответствовать собственным запросам, стоит приступить к разработке чертежей 3d фрезерного станка с ЧПУ по дереву своими руками, что не займет много времени. Для этого нужно заняться поиском комплектующих для знания основных размеров. После оформления заказа, можно заняться чертежами под те размеры, которые уже известны из интернета, опираясь на стандартность.
После составления чертежа можно приступить к сборке 3d модели станка. После сборке модели и совпадения всех размеров, можно просчитать необходимый материал. Купить материал можно с легкостью, а вот вырезать из него детали намного сложнее.
Фрезерный станок и принцип его работы
Работа современного оборудования предназначена для работы по дереву, для формирования качественного рисунка. В конструкции существует важная часть электроники, которая позволяет воспроизвести весь процесс работы. Для изготовления 3d фрезерного станка по дереву своими руками нужно познакомиться с компонентами, которые являются основным элементом.
Фреза устанавливается в шпиндель, который расположен на валу двигателя.
На станине закреплена данная конструкция, которая перемещается по осям двух координат. Опорный столик станет необходимой заготовкой для фиксации. Блок управления соединяется с пошаговыми двигателями и обеспечивает движение каретки. Именно так изготавливаются 3d рисунки на деревянной поверхности.
После сборки 3d фрезерного станка с ЧПУ своими руками можно смело приступать к испытаниям, начиная с несложной программы. Во время всей работы станка нужно сверять каждый проход фрезы, в особенности 3d режима.
Нюансы при сборке фрезерного 3d станка с ЧПУ
Нужно знать, что в этом агрегате есть как плюсы, так и минусы. К минусам изготовления станка можно отнести несколько нюансов:
- дороговизна сборки;
- слишком много времени уходит на сборку комплектующих;
- все время сборки возникают новые неожиданные проблемы.
К плюсам изготовления станка можно отнести следующее:
- Процесс создания самого станка оправдывает все ожидания.
Поиск новых решений всех возникших проблем и реализация всех решений является тем, ради чего можно начать новое дело. - Радость от изделий, которые сделаны собственными руками. Стоит добавить, что станок не всю работу делает самостоятельно. После фрезеровки необходимо дополнительно все обработать своими руками.
- Использование подручных инструментов.
- Минимально занимаемая площадь станка.
- Хорошее рабочее пространство.
- Отличная скорость нарезания.
- Небольшое количество всех элементов.
- Доступность всех элементов.
- Успешная обработка древесины.
Поиск новых решений всех возникших проблем и реализация всех решений является тем, ради чего можно начать новое дело.Сделанное основание для станка должно быть с хорошей жесткостью, что последует более точному позиционированию фрезерной головки. Рекомендуется делать все соединения элементов конструкции с помощью винтов, что обеспечивает хорошую прочность и модернизацию станка в будущем.
В станке должен быть предусмотренный механизм, благодаря которому обеспечивается хорошая работа именно в вертикальном положении.
В данной ситуации винтовая передача используется лучше всего, вращение которой передается благодаря зубчатому ремню.
Ось в вертикальном положении является важным моментом, которая с легкостью изготавливается из алюминиевой плиты. Ее габариты должны быть более чем точными и хорошо подогнаны под размеры станка, опираясь на чертеж.
Программное обеспечение оборудования
Электронная начинка станка является важным моментом в сборке домашнего агрегата. Она обязательно должна поддерживать драйвера контроллеров системы arduino. Подключение платы осуществляется через соответствующий порт типа LPT либо CNC.
На китайских сайтах можно легко заказать готовые наборы по доступной цене. Таким образом, ЧПУ фрезер, сделанный собственными руками, станет простым в использовании оборудованием, которое позволит упростить работу по обработке дерева.
Все имеющиеся преимущества работы со станком
У данных станков множество плюсов, среди них есть прекрасная возможность изготавливать разные изделия.
Из – за точности и ровности реза изделие получается более аккуратным, при этом получается делать нужную форму и глубину изделия.
Вся работа проводится на разной наклонности с очень высокой скоростью работы. Объемные и 3d детали привлекают внимание многих владельцев станков, при этом повторяемость количества изделий просто превосходна. Существует возможность резать и фрезеровать пазы, многие другие виды соединений, используя их при сборке изделия.
Деревянная мебель из различных пород, различные деревянные сувениры, рамки из дерева, деревянные статуэтки, разнообразная рекламная продукция и многое другое позволит радовать хозяина станка, который изготовил станок для своих нужд.
При наличии такого станка, который является хорошим оборудованием, можно значительно упростить собственную работу с деревом. Обладая опытом по изготовлению станка с ЧПУ, можно обеспечить нужную точность и хорошую производительность.
Идеи коммерческого применения станков с ЧПУ
Введение
Несмотря на то, что фрезерные станки с ЧПУ уже десятки лет являются обычным инструментом для решения огромного количества производственных задач, не все и не до конца понимают их универсальность и реальные возможности.
Причина?
1. Разделение на:
а) узкоспециализированные обрабатывающие центры для металлообработки, обрабатывающие центры для серийного производства мебели, 5-ти осевые для изготовления прессформ больших размеров, в том числе со шпинделем установленным на роботизированном манипуляторе (так называемые роботы для фрезерования).
б) Средний сегмент обычных станков 3-х и 4-х осевой обработки (на которых можно решать задачи двух выше приведённых групп, но с меньшей производительностью) в основном используемых для работы в рекламно-производственной, строительно-отделочной сферах, включая обработку камня и мелкосерийного или заказного производства, в том числе эксклюзивной, с элементами 3D, мебели.
Фрезерный станок с ЧПУв) Малогабаритные 3,4,5 осевые станки для ювелирной и зубопротезной промышленности (могут быть как и очень дорогими так и не очень), недорогие варианты часто применяют в маленьких или домашних мастерских.
г) Хоббийные изготавливаемые, как «на коленках», из фанеры, так и в заводских условиях из станочного профиля, стального тюбинга или алюминиевых плит. Широчайшее использование от резки шпона до фрезеровки алюминия. Из за дешевизны приобретаются начинающими предпринимателями или мастерами для домашнего творчества.
Хоббийный фрезерный станок с ЧПУ2. Нехватка специалистов в среднем сегменте. Под специалистами в наше время понимается человек со знаниями CAD, CAM и знаниями систем ЧПУ и основами метало и деревообработки. Хотя на серьезных предприятиях это не один человек а как минимум три: дизайнер-конструктор который занимается разработкой и выдачей чертежей или моделей для обработки (САПР, CAD), специалист по «написанию» управляющих программ (УП) для систем ЧПУ (CAM), и непосредственно оператор станка с ЧПУ, который устанавливает заготовку, запускает УП и следит за правильным её выполнением, снимает готовые детали, следит за техническим состоянием станка.
3. Плохая осведомлённость а порой и отсутствие информации о режущем инструменте (фрезах) и его возможностях.
Если области из раздела 1а и 1в являются достаточно профессиональными и укомплектованы хорошими специалистами, то область 1б имеет некоторую недооцененность со стороны малого бизнеса и именно по причинам указанным в пунктах 2 и 3.
CAD (Computer-aided design) — это система автоматизированного проектирования, предназначенная для выполнения проектных работ с применением компьютерной техники, а также позволяющая создавать конструкторскую и технологическую документацию на отдельные изделия, здания и сооружения.
CAM (Computer-aided manufacturing) — автоматизированная система, либо модуль автоматизированной системы, предназначенный для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ. Под термином понимаются как сам процесс компьютеризированной подготовки производства, так и программно-вычислительные комплексы, используемые инженерами-технологами.
Идеи коммерческого применения станков.
Сам по себе фрезерный станок с ЧПУ — это просто машина без водителя, его полноценное использование и соответственно выпуск востребованной и качественной продукции, целиком зависит от человека, и насколько грамотным будет человек, настолько и успешным бизнес.
Простой пример применения станка из категории 1б для производства мебели на заказ, как в единичных экземплярах, так и небольшими партиями. Оля из Olie’s Wood Shop делает на заказ Credenza (комод, низкий горизонтальный шкаф) из двусторонней ламинированной фанеры.
Источник видео.
Практическое руководство от профессионала
Далее предлагаю к прочтению ответ профессионала о том, что из себя представляет бизнес на станках с ЧПУ, какие знания для этого требуются и стоит ли вообще этим заниматься.
Текст взят из этого ИСТОЧНИКА.
Вопрос:
Доброе время суток всем. Ребята мне нужна помощь!
Я живу в не большом городе и случайно узнал об этих станках месяца 2 назад. Вот и появилась мысль, а почему же и не попробовать открыть свою точку) Для изготовления картин, украшений для декора, шкатулок и разных подарков. И частично изготовления мебели журнальных столиков, стульев и балясин. Вы можете подсказать? Стоит ли пробовать открывать свою точку?? Будет ли идти хоть не большая прибыли от этого?
Заранее спасибо)
Ответ:
Здравствуйте, Влад! Ваш вопрос часто задают в личных сообщениях, в группе и на сайте. По этой причине я решил ответить расширенно на данный вопрос. И первое на что хотелось бы обратить ваше внимание, что мои ответы и ответы других людей на ваш вопрос — это всего лишь субъективное мнение, полученное при помощи практического опыта. Но оно может быть ошибочным. По этому в первую очередь доверяйте себе, своей интуиции.
Для того чтобы понять, о чем я веду речь, почитайте историю изобретателя первого телефона Александра Грейам Белла и его попытки продать патент компании «Вестерн Юниор».
Также хочу вас заверить: если вы искренне загорелись каким-то делом и живете только им, у вас безусловно все получится. Но это психология. А теперь давайте окунемся в практику.
Постановка цели
И первое на что хотелось бы обратить ваше внимание — это не совсем верная постановка вопроса. У вас центральная отправная точка в вопросе — это станок с ЧПУ. Основную аксиому, которую вам необходимо усвоить, что станок с ЧПУ — это всего лишь инструмент, который обладает большими возможностями адаптации под конкретную задачу (особо эта гибкость хороша для сверхмалых, малых и средних предприятий), но все же он просто инструмент и не более того. Что бы сделать более понятной мою точку зрения, я приведу простое сравнение. Уберем из вашего вопроса слова «станок ЧПУ» и заменим их на слова «стамески». Тогда ваш вопрос выгладил бы упрощенно следующим образом: «Здравствуйте! Я думаю приобрести стамески и хочу попробовать вырезать картины, декор для мебели и пр.
Также почему же мне не попробовать открыть свою точку и не продавать это все?». Возможно получилось слишком утрированно. Но смысл моих мыслей вам стал думаю более понятен. Если в примере со стамесками вам по крайней мере первое чему нужно научиться — это управляться с ними, а именно научиться делать чистые резы (понимание строения древесины, направление волокон и пр.), научиться править стамески и др. Также вам необходимо будет научиться чувствовать объем, разбираться в стилях резьбы, уметь хотя бы немного рисовать и еще многое другое. И второе что вам необходимо будет уметь — это ориентироваться в рынке и понимать спрос ваших потенциальных заказчиков, покупателей, а также нужно будет учиться быть хорошим продавцом.
Так как станок — это все таки не набор стамесок, а сложный многофункциональный инструмент в руках умелого человека, то при работе со станком вам нужно будет освоить еще больше новых знаний и умений.
И здесь мы приходим еще к одному неверному пониманию, которое читается между строк в вашем вопросе.
А неверное понимание это то, что вы на первое место выводите деньги. Финансовое благополучие — это безусловно важно, но оно не должно быть самоцелью. Иначе вы получите разочарование, т.к. ни одно начинающее предприятие в большинстве случаев не будет приносить большую прибыль на начальном этапе своего существования, и скорее всего в первые несколько месяцев либо до года вы будете работать в минус либо с незначительной прибылью. Поэтому, прежде чем заниматься производством, создайте так называемую финансовую подушку безопасности (денежные накопления, которых вам хватит минимум на 2 года). Также лучше не брать никаких кредитов, ибо нынешние проценты по кредитам — это изначально «могила» для начинающего сверхмалого и малого бизнеса.
Хотелось бы предостеречь вас от мыслей о легком заработке. Идея купить станок с числовым программным управлением, а потом накачать бесплатных моделей икон, резьбы, далее фрезеровать их и продавать сотнями изначально ошибочна и нежизнеспособна. Мое мнение, что любая ориентация сверхмалого предприятия на серийное производство ошибочна, т.к. здесь заведомо проигрыш по конкуренции с более крупными предприятиями. Выскажу свое мнение, что будучи индивидуалом, ремесленником, как в вашем случае, лучше ориентироваться на дорогие индивидуальные заказы либо на небольшую уникальную серию, а здесь бесплатные модели вам не помогут.
Изучение программ
Работая с индивидуальными заказами вам нужно будет решать заведомо уникальные целевые задачи, а это потребует от вас определенных знаний и умений в сфере дизайна, конструкторской работы и создания управляющих программ для станков с ЧПУ (знание САПР,CAD программ, программ для 3d моделирования и пр.), столярном деле. Ниже я опишу, какое программное обеспечение необходимо для данных целей и какие программы вам желательно освоить (черчение, столярка, резьба, создание управляющих программ для станков с ЧПУ).
Платное программное обеспечение:
- Точные чертежные расчеты (черчение), построение сложных векторов, конструкторская работа — это AutoCAD, CorelDRAW.
- Построение, создание 3D моделей:
— Полигональное моделирование и репатология — это 3ds Max 2016;
— NURBS — это Moi3d (использую данную простую программу как замену штатным инструментам NURBS — моделирования в 3ds Max). - Создание управляющих программ для станков с ЧПУ- это ArtCAM 2011.
- Цифровая скульптура — это ZBrush 4R7 (лепка сложных нестрогих геометрических форм).
Аналогичное бесплатное программное обеспечение :
- Точные чертежные расчеты (черчение), построение сложных векторов, конструкторская работа — это LibreCad, Inkscape.
- Построение, создание 3D моделей:
— Полигональное моделирование и репатология — это Blender. - Создание управляющих программ для станков с ЧПУ- это Blendercam.
- Цифровая скульптура — это Sculptris (лепка сложных нестрогих геометрических форм).
Работа оператора
Помимо знания вышеописанных программ, учитывайте, что кроме конструкторской работы и написания управляющих программ, вам необходимо будет научиться управляться со станком (выполнять работу оператора). Устранять мелкие проблемы в работе станка, проводить его обслуживание, придумывать оснастку для крепления заготовок и пр.
Смета и аренда помещения
Также вам понадобится практический опыт, который позволит вам точно рассчитать стоимость своей работы, материла и пр.
Теперь насчет вопроса по открытию точки. Трактовка «точка» не совсем верна. Вам нужно отапливаемое помещение, в котором вам удастся размесить станок с ЧПУ и другое вспомогательное столярное оборудование (по сути дела мастерская). Обратите внимание, что в зимний период помещение должно отапливаться стабильно, минимальная температура воздуха зимой не должна падать ниже +8 (+10) градусов, т.к. при резких перепадах температуры возможно коробление, растрескивание материала, например мебельного щита, либо порча (коробление, кручение) уже готовых изделий из дерева.
Дополнительное оборудование и умения
Исходя из вашего вопроса, где вы высказываете желание заниматься изготовлением шкатулок, разных подарков, и частично хотите заняться изготовлением мебели, вам помимо станка с ЧПУ понадобятся следующие вспомогательные станки. Ниже я приведу минимальный перечень вспомогательного столярного оборудования и его назначения:
- Фуговальный станок — строгание заготовок с одной стороны по плоскости, снятие фасок под углом.
- Рейсмусовый станок — калибрование деталей из массива в точный размер (толщину).
- Пильный станок, например циркулярная пила для распускания (пиления) заготовок вдоль.
- Торцовочная пила для обрезки (торцевания) заготовок по длине под определенным углом.
Также для сбора стружки при работе ЧПУ станка и другого деревообрабатывающего оборудования вам придется приобрести вытяжку (стружкоотсос).
Из ручного электроинструмента можно выделить следующий обязательный набор:
- дрель
- ручной фрезер
- шлифовальная машина
- электролобзик
- шуруповёрт
Финишная отделка
Еще один момент, который не следует упускать, — это отделка ваших будущий изделий. К сожалению, в рамках небольшой площади мастерской невозможно организовать полноценную покрасочную камеру. Но при небольших объемах производства в отделке можно использовать специализированные масла и воски. Они просты в нанесении на поверхность (допускается ручное нанесение без использования специализированного оборудования), также они защитят древесину от внешнего воздействия и придадут вашему изделию презентабельный вид, сравнимый с профессиональной отделкой.
Экономическая составляющая
По поводу части вопроса, касающейся прибыли и продаж. Во-первых, вам нужно понимать, как рассчитывается прибыль — это достаточно сложные расчеты. Но на первых порах можно воспользоваться достаточно простой формулой.
ЧП(чистая прибыль) = В (выручка) – СП (себестоимость продукции) – Управленческие и коммерческие расходы – Иные расходы(напр. расходы на доставку, если они не входят в себестоимость) – Налоговые вычеты (также сюда входит аренда помещения и коммунальные выплаты).
Также помимо чистой прибыли вам нужно будет научиться считать рентабельность производства (своеобразный КПД(коэффициент полезного действия)вашего производства). В упрощенном виде это отношение чистой прибыли к объему реализации произведенного товара, умноженное на 100%.
Обратите внимание, что выручка также зависит от того, на сколько точно вы рассчитали затраты на производство изделия. На начальном этапе это будет сделать крайне сложно в связи отсутствием опыта производства. На первых порах будут возможны даже такие варианты, что из-за себестоимости вы будете уходить в 0 либо в минус., т.к. будете совершать распространенные ошибки начинающих, например браться за любые заказы, только бы закрепиться на рынке. Но со временем вы наберетесь опыта, и это не будет для вас в дальнейшем большой проблемой.
Маркетинг
И в заключение хотелось бы поговорить о продажах. Нужно понимать, что производство само по себе вам денег не принесет, а только будет их вымывать (покупка материалов, фрезы, аренда, налоги и пр.). Получить выручку и следственно прибыль вы сможете только продавая свой товар. А здесь вы столкнетесь с поиском потенциальных покупателей и заказчиков на ваш произведенный товар либо услуги фрезеровки. Как вы указали в вопросе, что город у вас небольшой, то с поиском заказчиков у вас могут возникнуть проблемы. Но здесь не следует унывать, т.к. современные технологии значительно упрощают поиск потенциальных заказчиков. Мой вам совет: активно используйте для поиска заказчиков интернет. Организуйте свою группу в ВК либо фейсбуке, закачивайте туда фотографии своих изделий, делайте рассылки пользователям ВК с приглашением вступить в группу, публикуйте полезную авторскую информацию, например по столярному делу либо смежным направлениям. Создайте свой сайт-визитку (на первых порах можно воспользоваться бесплатным конструктором сайтов). Также хорошим методом заявить о себе и как следствие найти потенциальных заказчиков можно считать создание собственного блога на YouTube. Там вы сможете выкладывать видео процесса вашей работы над изделиями, либо делиться своими наработками в столярном деле и пр. Также позаботьтесь о более менее приличной фотокамере (зеркалка начального уровня) и микрофоне, т.к. нужно понимать, что чем качественнее фотографии ваших изделий в вашем резюме, тем выше вероятность, что у вас что-то купят либо закажут. Естественно если ваши изделия имеют практическую, художественную или иную ценность.
Заключение
Итак, подведем итог всему вышесказанному.
Если вы дочитали мой ответ до конца, то поняли, что производство с использованием ЧПУ относительно сложное начинание, в принципе как и организация любого производства. И вы должны иметь достаточно глубокие профессиональные навыки и знания, которые несложно получить следующим образом:
Столярное дело — устроиться учеником в столярный цех или пройти курсы обучения, например от центра занятости.
Оператор ЧПУ — устроиться учеником и далее какое-то время поработать оператором ЧПУ (самый оптимальный вариант).
Конструкторская работа, 3d моделирование, составление УП для станков с ЧПУ — самообразование, пройти курсы обучения.
Также рекомендую подтянуть экономическую теорию опять таки за счет самообразования. По крайней мере, вы должны осознано понимать и уметь рассчитать прибыль, рентабельность производства и точку безубыточности. Также рекомендую подтянуть знания по налоговому законодательству.
Всего вам наилучшего и успехов в ваших начинаниях !
View: 164советы и рекомендации обновлено 14.05.2020 — MULTICUT
Обновлено: 14.11.2020
Существует широкий ассортимент фрезерных ЧПУ-станков, которые предназначены для выполнения разного рода работ. Модельный ряд отличается также производительностью, что позволяет точно подобрать агрегат под индивидуальные нужды, но в то же время затрудняет процесс поиска подходящего варианта. Выбор фрезерного станка с ЧПУ профессионалы осуществляют, руководствуясь богатым опытом и профильными навыками. Но даже им бывает сложно, ведь рынок постоянно пополняется новыми усовершенствованными моделями.
Есть ключевые моменты, на которые в первую очередь следует опираться при выборе станка с ЧПУ:
- материалы и профиль обработки,
- скорость и точность работы,
- необходимый ресурс оборудования.
На функциональность влияют специфика конструкции и ее комплектация: свойства деталей и узлов, расходных материалов. Мы рекомендуем вам изучить классификацию и возможности станков, прежде чем выбирать подходящую модель.
Общие сведения об ассортименте
Продуманная конструкция современных установок с ЧПУ позволяет использовать их во многих отраслях производства:
Модели различаются не только по сферам применения, но и конструктивно. По этому принципу выделяют такие станки:
- горизонтальные, вертикальные и универсальные;
- консольные и бесконсольные;
- двух-, трех- и четырехкоординатные;
- одно- и двухшпиндельные;
- настольные и напольные.
Широкий ассортимент агрегатов представлен моделями с разными опциями и инструментальным оснащением.
Подготовка к выбору
Предварительно необходимо подготовить точную информацию относительно будущей деятельности, в процессе которой и будет применяться станок. На ее основе разрабатывают технологическую карту производства. Она включает следующие пункты:
- материалы, с которыми предстоит работать, их свойства;
- необходимые действия и последовательность операций;
- частота повторения операций;
- интервалы времени, необходимые для выполнения разных операций;
- необходимость организации автоматизированных технологических ЧПУ-линий.
Информация из технологической карты поможет вам определить наиболее важные детали, на которые стоит сделать упор при выборе станка.
Конструктивные элементы станка
Для обеспечения точности и скорости обработки станок с программным управлением составляют следующие детали (в стандартной комплектации):
- основание,
- рабочий стол,
- шпиндель,
- набор режущих инструментов,
- двигатель,
- система управления.
Далее подробно рассмотрим характеристики основных деталей.
Шпиндель
Это устройство представляет собой мощный электродвигатель компактного размера с вмонтированным приводом и цангой, которая зажимает фрезу. От него в большой степени зависит точность обработки. Качественный шпиндель работает долго и без огрехов; плохой может выдать брак, нанести вред станку при аварии или травмировать рабочих.
Производитель в заводской комплектации станка задает оптимальную мощность шпинделя, необходимую для выполнения стандартных задач. Фрезеры небольшого формата для 3D-гравирования оснащают шпинделем 800; 1,5; 2,2 кВт, поскольку этот вид работ не требует силовой обработки. В агрегатах для раскройки ДСП или МДФ уместен вариант на 3 кВт и более.
Шпиндели оснащены охладительной системой: жидкостной или воздушной. Тип системы выбирают под конкретные задачи. Жидкостный вариант менее шумный, такие устройства могут функционировать на максимальных оборотах без риска перегрева. От скорости вращения шпинделя зависит производительность оборудования.
Обратите внимание: предустановленная на агрегат модель шпинделя определяет выбор фрез для него, задает угол их крепления и способ применения.
Направляющие
Они влияют на точночть выполнения работ и жесткость конструкции. Недорогие фрезерные установки оснащены круглыми направляющими, которые подходят для обработки дерева, пластика и подобных материалов. Для достижения максимальной точности и для работы с более твердыми материалами стоит подбирать квадратные профильные рельсовые направляющие.
Рабочий стол
Станки малых габаритов оснащают мобильными столами.
Остальные модели имеют неподвижный вариант, перемещается в котором только портал по оси Y. Такие столы бывают 2 видов: вакуумные и с Т-пазами.
На вакуумном столе деталь крепится благодаря мощности вакуумного насоса. В его сборку входит уплотнительный шнур, который служит для отсечения лишних участков заготовки.
Столами с Т-пазами чаще комплектуются станки небольшого формата. Они удобны для обработки МДФ, ДСП и дерева. Главное их достоинство — прочное крепление деталей. Дополнительно на столы устанавливают накладки из ПВХ, которые следует менять по мере износа.
Двигатель
Зачастую покупатели выбирают двигатель самостоятельно, однако стоит учитывать, что станки с рабочим полем до 1200х1200 мм с завода укомплектованы шаговым мотором.
ЧПУ станки с широким рабочим полем можно укомплектовать шаговым или серводвигателем.
Сервопривод отличается большей динамикой и точностью позиционирования. Он не теряет шагов благодаря внутреннему датчику, который обнаруживает нарушения и заставляет систему корректировать движение механизмов даже на высоких оборотах. Такой привод предпочтителен, но он имеет высокую стоимость. Для задач, которые не требуют сверхвысокой точности (например, производство мебельных фасадов), подойдет фрезер с шаговым двигателем.
Системы управления
В широком ассортименте систем управления ЧПУ-оборудованием простыми считают такие ПО, как Mach 3, а передовыми — наработки следующих компаний-производителей станков:
- HAAS,
- Heidenhain,
- Fаnuc, Seikos,
- Syntec,
- Mоriseiki.
Наиболее распространенные простые контроллеры, предназначенные для 3D и 4D-обработки:
- Mach 3,
- NC Studio,
- NK 105 и пр.
С операциями раскроя или гравировки справляются такие недорогие системы, как NC Studio или DSP-контроллеры. Они требуют базовых навыков, отличаются простотой в эксплуатации и приемлемой стоимостью.
Некоторые промышленные станки оснащают «стойками» для смены инструментов без прерывания работы. Подобные аппараты находятся под управлением систем Fanuc серии Oi и им подобных. Они предназначены для 6 и 8 координат и позволяют синхронно управлять 4 осями.
Система смазки
Необходимый элемент в устройстве оборудования с ЧПУ — централизованная система смазки. Существует 2 ее вида: ручная и автоматическая. Смазка служит для обработки трущихся элементов — направляющих. Автоматическая система отличается удобством и работает по таймеру. Она входит в базовую сборку станка формата 1200×1200 мм и больше.
Область фрезеровки
Ее величина влияет на допустимый размер изделия для обработки. Каждая сфера применения имеет отдельные требования к размерам. Но существуют универсальные аппараты с регулируемой областью. Чтобы избежать промаха при подборе фрезерного оборудования с ЧПУ, стоит заранее определить необходимую величину области фрезеровки.
Виды фрезеров в зависимости от рабочего материала
Фрезерные станки с программным управлением предназначены для обработки различных материалов:
- дерева, МДФ, ДСП, фанеры;
- цветного и черного металла;
- стекла и оргстекла;
- пластика или акрила.
Для правильного выбора следует детально рассмотреть особенности оборудования в соответствии с предполагаемым для работы материалом.
Резка металла
Фрезерные аппараты с ЧПУ для металлообработки отличаются прочной конструкцией и высокой мощностью.
Чтобы уменьшить изнашивание или избежать заклинивание фрезы, станки оснащают системой подачи охладительной жидкости к месту рабочего контакта. В качестве охладителя используют воду или машинное масло.
Чтобы автоматически устранять отходы с обрабатываемых поверхностей в процессе фрезеровки, в станках предусмотрена конструкция для установки системы отсоса воздуха. Для этого на специальные крепления устанавливают раструб мощного промышленного пылесоса.
Выбор фрезерного станка по металлу зависит от типа материала и поставленной задачи:
-
Настольный гравировальный станок с ЧПУ по металлу используют для фрезеровки и гравировки изделий из мягких металлов, например, латуни.
-
Для грубой и финишной обработки цветных металлов подойдет фрезерный и гравировальный аппарат с функцией 3D. Он служит для серийной работы с литыми заготовками, выпуска изделий из алюминиевых плит и листов. Для ускорения производственного процесса возможна комплектация системой автоматической смены инструмента.
-
Для производства рекламных конструкций, 3D-обработки подойдет серия 2500, где на выбор предусмотрено 4 величины рабочего поля по координатам X и Y.
-
Для раскройки листовых металлов, фрезеровки и 3D-обработки алюминия и его композитов (панелей) предназначены серии 3000, 3200, 4000 (усиленный с большей производительностью), 4400 (с функцией 4D-обработки) и 5000 (с автоматической подменой инструмента).
Технические характеристики ЧПУ-оборудования для металла позволяют ему работать и с другими материалами.
Деревообрабатывающая промышленность
Общие особенности деревообрабатывающих станков:
- Их конструкция проще, чем у фрезеров по металлу.
- Цена и стоимость их обслуживания ниже.
- Они легче в обращении и ремонте.
- Имеют низкие требования к мощности и показателям прочности.
- В некоторых моделях отсутствует функция охлаждения фрезы.
- Автоматическая уборка отходов необязательна, поскольку с этой задачей может справиться оператор.
Такие аппараты служат для изготовления:
- декоративных ножек, балясин и прорезного декора;
- фасадов для мебели и фигурных консолей;
- накладных резных элементов;
- сувенирных изделий, рамок для картин и фотографий.
Выбор фрезерного станка по дереву зависит от области применения:
-
Чтобы обеспечить возможность обработки крупных деталей, при изготовлении корпусной мебели выбирают станки с большими габаритами области фрезеровки (серии: 3000, 3200, 4000, 4400 и 5000). Такие аппараты отличаются размером, повышенной сложностью направляющих и рамы.
-
Для изготовления фигурной мебели используют технику автоматической резки узоров, 3D-фрезеровки. Установки с программным управлением обеспечивают повышенную четкость и скорость выполнения сложных элементов.
-
С такими задачами, как выпуск мелких резных деталей и гравировка декоров и барельефа, хорошо справляется настольный фрезерно-гравировальный станок. Благодаря компактным размерам и форме его можно использовать в качестве домашнего оборудования.
Производственный процесс в этом случае обычно сопровождается большим количеством пыли. Для ее поглощения должна быть предусмотрена система вакуум-аспирации.
-
Для выполнения столярных работ (соединений «шип-паз», отверстий под замки, резки контуров и др.) используют шипорезно-долбежный станок с ЧПУ по дереву.
Оборудование с ЧПУ массово используют на фабриках и в мастерских при изготовлении мебели, окон, дверей, фасадов и декоративных изделий из древесины.
Станки для оргстекла и пластика
В этих станках применяют фрезы с твердосплавными, корундовыми или алмазными рабочими поверхностями. Они бывают двух видов:
- С напылением.
- Цельноспеченные. Отличаются высокой прочностью и долговечностью. Их производят при большой температуре и высоком давлении методом запекания алмазной крошки.
Обязательное условие работы на таком оборудовании — подача жидкости в место контакта фрезы с поверхностью обработки. Она способствует не только охлаждению, но и быстрому удалению пыли и фрагментов, которые мешают процессу и могут испортить заготовку при попадании под фрезу.
Для 3D-фрезерования, плоскостного раскроя и гравировки применяются станки серии:
- 3000 (классический 3D-станок),
- 3200 (предполагает быструю и частую смену инструмента),
- 4000 (усиленный вариант модели 3000 с большей производительностью),
- 4400 (с функцией 4D-обработки),
- 5000 (с автоматической сменой инструмента).
Указанные станки предназначены для работы со следующими материалами:
- поливинилхлорида,
- акрилового стекла,
- поликарбоната,
- макетных пластиков,
- разных видов стеклопластика.
Кроме того, такое оборудование способно обрабатывать другие твердые материалы и заготовки из металла.
Полезные советы
Выбор фрезерного станка будет удачным, если вы уделите особое внимание следующим моментам:
- Нет необходимости приобретать аппарат с высокой мощностью для обработки материалов с невысокими показателями прочности: пластик, дерево, цветной металл.
- Размеры и вес станка подбираются не только с точки зрения функциональных возможностей. Следует учитывать и характеристики помещения, где он будет установлен: стационарные ЧПУ-станки позволяют обрабатывать крупные заготовки, но имеют большой вес, который способны выдержать не все междуэтажные перекрытия.
- Производительные модели потребляют много электроэнергии: возможности электросети помещения должны соответствовать требованиям мощности оборудования.
Правильно подобранный под выполнение необходимых задач станок будет быстро и точно работать без перебоев и поломок.
В заключение
Перед покупкой стоит заранее уточнить у производителя всю информацию о модели и материалах, с которыми она работает, о функциональных возможностях станка и наборе выполняемых задач. Определиться с выбором станка MULTICUT вам помогут наши специалисты. Для получения бесплатной консультации по всем возникшим вопросам отправьте заявку с помощью специальной формы на сайте.
Читайте также
Обновлено: 18 Января 2019
Рабочий режущий инструмент станков с ЧПУ — это фреза. Конструктивно она является вращающейся деталью с заточенными зубьями. Фрезы для станков с ЧПУ по дереву производят из разных сплавов и делят на категории. Их выбор зависит от характеристик обрабатываемой поверхности, типа работы и степени твердости древесины. Правильно выбрать подходящий инструмент для программных станков поможет наша статья, которая познакомит вас с типами фрез и их назначением…
Обновлено: 6 Декабря 2018
Шаговое устройство — бесщеточный двигатель с несколькими обмотками, функционирующий по синхронному принципу. Принцип работы шагового двигателя заключается в поочередной активации обмоток, которые обеспечивают вращение / остановку ротора…
Обновлено: 6 Декабря 2018
Современные сверлильные станки с ЧПУ используются на производствах, на которых в больших объемах осуществляется обработка деталей всевозможного назначения, например, на мебельных фабриках. Сегодня производители предлагают покупателям модели сверлильных станков с ЧПУ во всем функциональном многообразии…
Обновлено: 15 Ноября 2018
Станок с ЧПУ (числовым программным управлением) — сложное устройство, позволяющее создавать детали различных форм из дерева, металла или пластмассы. Для работы станков с ЧПУ требуются управляющие программы для создания макетов будущих изделий, введения команд управления и чтения инструкций, написанных на специальном языке программирования. Такое программное обеспечение должно быть функциональным и простым в использовании. Правильно выбрать подходящие программные продукты для станка с ЧПУ поможет наша статья…
Обновлено: 17 Сентября 2018
Некоторые элементы мебели или столярные изделия соединяются между собой «на шип». Шипом называют выступ на конце одной из двух заготовок, который входит в паз, предусмотренный в другой…
Фрезерование с ЧПУ — это больше ручная работа, чем вы думаете
Я был в Пасадене, Калифорния, на суперконференции Hackaday, и мне пришлось провести некоторое время в лаборатории дизайна Supplyframe. Постоянный инженер Дэн Хиенч сказал, что у меня может быть несколько часов, и спросил, что я хочу сделать. Ограничения заключались в том, что он должен быть достаточно маленьким, чтобы поместиться в зарегистрированный багаж, но должен быть достаточно крутым, чтобы отнимать время Дэна, с бонусными баллами для меня, обучающегося некоторым новым навыкам. У меня дома есть приличная деревянная мастерская, и, хотя моя ферма по производству 3D-принтеров не такая профессиональная, как в лаборатории дизайна, я знаю все, что нужно.Это оставило один очевидный выбор: что-нибудь Jolly Wrencher на промышленном трехосном станке с ЧПУ Tormach.
Фрезерный станок с ЧПУ — отличный инструмент, но это не всеведущий робот, поедающий металл, которому можно просто передать файл проекта. Если вы думали, что фрезерный станок с ЧПУ превратит вас в монстра в области металлообработки, которому не требуется опыта, вы сильно ошиблись.
Конечно, станок способен вырезать произвольные формы с точностью, которая была бы чрезвычайно сложной, если бы выполнялась вручную, но мастерство оператора не менее важно, чем ручная фрезерная машина, чтобы убедиться, что все не идет боком. .Хорошее суждение, опыт и вклад Дэна требовались на каждом этапе пути. Честно говоря, меня удивило, насколько вся процедура была похожа на ручное фрезерование. Так что, если вы хотите знать, каково сидеть на плече серьезного оператора фрезерного станка с ЧПУ, читайте дальше!
Планирование: CAD и CAM
Я сказал: «Дэн, веселый гайковерт из алюминия!» и когда я пришел на следующее утро, он уже тайно работал за моей спиной. SVG-файл Wrencher, который у него был, на самом деле состоял из крошечных отрезков линий, а не из гладких кривых Безье.Попытка сопоставить все получающиеся бесконечно малые острые углы приведут в замешательство программное обеспечение САПР (Fusion 360). Поэтому вместо этого Дэн обвел исходное изображение с совершенно новыми плавными изгибами и придумал что-то неотличимое от оригинала на мой взгляд, но гораздо более простое для обработки компьютером.
С желаемым набором контуров мы должны были выбрать наши инструменты. Здесь есть компромисс между верностью входному файлу и получением изделия в короткие сроки. Если бы Дэн выбрал слишком большую режущую головку на фрезере, мелкие детали было бы невозможно вырезать — в частности, острия гаечных ключей имеют внутренние углы, а их острота ограничена диаметром сверла.Было бы лучше, если бы все было сделано с лучшей головкой, но на это уйдет целая вечность. Таким образом, обычная стратегия состоит в том, чтобы сделать грубый проход, чтобы удалить большую часть алюминия, а затем выполнить более точные проходы с помощью меньшего инструмента. Но насколько большой большой, а насколько маленький маленький? А двух проходов достаточно, или лучше перейти на три?
В конце концов, это приговор. На Tormach переключение головок выполняется очень быстро, но не происходит автоматически. Это означало, что мы должны были прийти как раз вовремя, чтобы поменять их.В этом смысле лучше меньше смены инструмента, чем больше. Дэн выбрал фрезу для первой ступени так, чтобы она точно помещалась между глазами Ренчера и краем черепа, но не обращал внимания на мелкие детали на концах гаечных ключей. Второй проход более точным инструментом справится с ними. Последний проход с фаской для снятия фаски был добавлен просто для демонстрации: потому что мне нравится внешний вид изогнутых скошенных краев, и я никогда не мог сделать это так хорошо вручную.
Программное обеспечение CAM также хотело знать огромное количество деталей о фактическом резании, но большинство из них имело хорошие предыдущие значения из-за опыта Дэна в резке алюминия с этими конкретными головками.Тем не менее, он бесцеремонно установил скорость подачи вдвое больше, чем она, вероятно, должна быть, и сказал, что мы будем «ездить на джоге», чтобы добиться правильного результата.
Еще до того, как мы переместили большой красный станка на переключатель , Дэн уже высказал ряд суждений, которые зависят от его знаний о программном обеспечении, станке, инструментах и материале, который мы режем. Новичок, как я, уже проиграл бы игру, черт побери ЧПУ.
Человек и машина
Мы загрузили файлы CAM и приступили к процедурам прогрева и самосмазки Tormach.Дэн удостоверился, что он отправляет тонкий туман смазочно-охлаждающей жидкости, и затем мы начали искать алюминиевый лом. Планировалось, что череп будет иметь квадрат примерно 4 дюйма (назовем его 10 см), а в магазине был пруток чуть большего размера, который нужно было просто разрезать. Хорошая смазка и чистое и острое металлическое лезвие на отрезной пиле позволяло быстро обработать здоровенный пруток алюминия, но по сути это было так же, как если бы вы делали это дома с небольшим количеством СОЖ и ножовкой. Только быстрее.
Пруток не обязательно квадратный, и поверхности в любом случае выглядят не очень хорошо, поэтому, как только мельница нагрелась, Дэн вставил фрезерную головку, и мы отрегулировали заготовку.Хотя он использовал фрезу с ЧПУ для резки, это была почти полностью ручная процедура. Во-первых, он обрезал эталонную кромку, постепенно углубляясь, пока не удалил весь исходный металл. Затем он перевернул ее и повторил процедуру. С двумя параллельными кромками и квадратными блоками хорошей точности он вырезал оставшиеся грани под квадрат. Во всех случаях это был процесс медленного опускания мухореза до тех пор, пока он не достигнет (предполагаемой) верхней точки на лице, и проработки прохода мимо прохода, пока все не станет блестящим.Сколько взлетать? Как быстро кормить? Операторский опыт. ЧПУ здесь не поможет.
Это всегда начинается здесь
Chop Chop
The First Face
Flat and Square
В конце концов, наш блок имел размеры 4,001 на 3,985 дюйма — неплохо, но из-за того, что первый рез был немного шатким, нам пришлось снимать слишком много с одного края, чтобы очистить его. В любом случае это пресс-папье, так что все, что имеет значение, — это центрировать Wrencher.Снова введите опыт оператора. Дэн установил CAM-файл с нулевой точкой машины в мертвой точке головы Ренчера. Это означает, что до тех пор, пока мы можем направить станок с ЧПУ в центр нашей алюминиевой ложи, нам не придется беспокоиться о том ворчании 0,015 дюйма (0,4 мм), что одна сторона короче другой — все будет работать симметрично. по дизайну.
Tormach имеет наконечник трехмерного датчика расстояния, что, вероятно, является самой крутой вещью, которую я когда-либо видел. Вы вставляете его в станок, и он измеряет по осям X, Y и Z.Это сделало определение точной ширины и высоты детали во всех измерениях несложным делом и позволило Дэну указать машине, где находится верхняя поверхность центра нашего изделия. До этого момента все было на 100% вручную, но теперь, когда станок ориентирован, ЧПУ может помочь.
Езда на Jog Wheel
При замене первого режущего инструмента он только что нажал кнопку воспроизведения? Ну вроде как. Tormach имеет индивидуальные регуляторы скорости для скорости резания и скорости движения. Первым делом нужно было перепроверить настройку нуля, переместив фрезу вниз к заготовке со скоростью движения примерно 10% и со скоростью подачи резания, установленной на 0%.Это позволило нам убедиться, что мельница остановилась именно там, где должна. Если бы он допустил ошибку, фреза могла бы врезаться в металл на опасной глубине или с безумной скоростью подачи, сломав биты или что-то еще хуже. Подобные проверки вменяемости являются ключевыми.
Затем он медленно увеличил скорость подачи при резке; помните, что он намеренно установил слишком высокую скорость подачи на этапе CAM. Мы наблюдали, как фреза опускается по спирали до нужной глубины резания, а затем начинает работу по шаблону. Он медленно увеличил скорость подачи, пока она не стала двигаться в приличном темпе.Сколько материала должно сниматься в секунду? Как и в случае с ручной фрезой, это вопрос опыта. Он слушал машину, смотрел, как стружка отлетает, и проверял качество резки на всем протяжении. Полностью автоматический ЧПУ? Противоположный.
Черновой проход был выполнен в мгновение ока, и мы заменили инструмент для фрезерования деталей. Снова мы повторили ту же процедуру, медленно прижимая инструмент к поверхности алюминия. Он остановился там, где должен был? Имеет ли инструментальная головка такую длину, как считает станок? Утвердительно для обоих, но это хорошая перепроверка.Затем Дэн снова медленно разогнал машину до рабочей скорости.
Черновая обработка
После черновой обработки
Чистовая обработка
Резка, готовая к снятию фаски
Наблюдать, как работает мельница, завораживает, как знает любой из вас, у кого есть 3D-принтер, и в итоге я увидел, как летят алюминиевые стружки, пока я мог бы пить кофе на улице. Но эти пятнадцать минут полной автоматизации закончились слишком рано. Еще одна смена инструмента, насадка для снятия фаски, еще пара минут машинного времени, и пресс-папье Jolly было готово.Завитки из центра канавок мельницы делают его похожим на сахарный череп. Это было великолепно!
Эпилог
Конечно, алюминиевый гаечный ключ был быстрым и грязным, разовым проектом. Если бы мы производили их в кратных количествах, мы бы записали идеальные скорости подачи и, возможно, пропустили бы ручное переключение для следующих итераций. Но в целом 60% времени требовалось довольно серьезное участие оператора и его суждение. Планирование работы, выравнивание заготовки и даже руководство станком по этапам, которые он уже «знал», требовали оператора, который знаком с механической обработкой с точки зрения ручного управления и мог продумать следующие этапы при планировании настоящего.
В то время как традиционные мастера-металлисты могут просыпаться посреди ночи, потеющие от пули о том, что роботы забирают работу из их рук, и, возможно, это правильно в массовом производстве, это, конечно, не тот случай, когда тот, у кого никогда не было опыта работы с металлом, может просто подойти к одно из этих чудес ЧПУ, передайте ему изображение и нажмите кнопку воспроизведения. Посмотрев, как Дэн и Тормах режут мне гаечный ключ, я сказал бы, что изучения канатов на ручной фрезерной машине недостаточно, чтобы стать мастером ЧПУ, но это абсолютно необходимо.
Но я просто новичок в фрезеровании с ЧПУ. Что скажете, ребята? Сколько ваших приемов ручной работы с металлом переносится в мир ЧПУ?
Большое спасибо Дэну и всем в Design Lab за гостеприимство!
БлогBantam Tools — Как сделать печатные платы на настольном станке с ЧПУ
Шаг 3: Фрезерование
Третий этап рабочего процесса — это фрезерование платы на станке с ЧПУ с использованием инструкций (файлов G-кода), сгенерированных Программное обеспечение CAM.Здесь может возникнуть небольшая путаница, поскольку существует множество различных станков с ЧПУ и пакетов программного обеспечения для управления ЧПУ, из которых можно выбирать. Что касается управляющего программного обеспечения, у Mach4 есть много поклонников, и он работает в Windows. LinuxCNC бесплатен, также имеет большое количество поклонников и работает в Linux. Обе эти программы могут работать на различных станках с ЧПУ.
Есть много станков с ЧПУ на выбор, с различными ценами и опциями. Доступны недорогие комплекты фрезерных станков с ЧПУ, но они требуют ручной сборки и обслуживания, и они не обладают такой же точностью и простотой использования, как собранные станки.Мельницы для печатных плат сверхвысокого класса доступны со всеми видами наворотов, такими как вакуумные столы, пылесборники и покрытие сквозных отверстий, но они также имеют ценники, которые часто составляют десятки тысяч долларов. Мы думаем, что настольный фрезерный станок для печатных плат Bantam Tools, наш портативный полностью собранный фрезерный станок с ЧПУ, обеспечивает отличное сочетание точности и доступности. Он также поставляется с действительно хорошим программным обеспечением, которое легко может быстро освоить учащимся и новичкам в области фрезерования.
Заказ плат производственного качества
Как только прототип будет готов, вы готовы приступить к массовому производству плат промышленного качества.Вы захотите сначала заказать только одну или две, чтобы убедиться, что они в точности правы, но как только они проверят, можно приступать к гонкам. Платы производственного качества имеют особенности, которых нет на фрезерованных платах, такие как паяльная маска, плакированные сквозные отверстия, слой шелкографии с текстом и графикой, а также в целом более высокую долговечность. Их можно заказать у многих разных производителей, как отечественных, так и зарубежных, с множеством различных вариантов цен и сроков выполнения. Вот несколько примеров от PCBShopper для двухслойной платы 2 «x3»:
Что такое деревообрабатывающий фрезерный станок с ЧПУ и как его собрать дома
Стоит ли покупать фрезерный станок с ЧПУ? Вы можете построить такой дома?
Фрезерный станок по дереву — достаточно универсальный инструмент, способный выполнять в мастерской десятки строительных функций.А теперь представьте компьютер, контролирующий каждое свое точное движение с точностью до микродюйма при полной автоматизации. Если раньше маршрутизатор был гибким инструментом, то теперь возможности безграничны.
Вот что такое фрезерный станок с ЧПУ. Это управляемый компьютером маршрутизатор, который выполняет резку, резку и гравировку самостоятельно после того, как соответствующие инструкции введены в его интерфейс. В этом посте мы исследуем работу фрезерного станка с ЧПУ и то, как вы можете даже построить его в своей мастерской, используя некоторые базовые компоненты.
Что такое деревообработка с ЧПУ?
Деревообработка с ЧПУ — это автоматизированная форма деревообработки, при которой станок режет, формирует и гравирует древесину без вмешательства человека после начальной настройки. Полная форма ЧПУ — это «компьютерное числовое управление». Не беспокойтесь о том, насколько сложно это звучит, в основном это означает машину, управляемую компьютером.
Самым распространенным видом деревообрабатывающих станков с ЧПУ является фрезерный станок с ЧПУ. Есть и другие виды, такие как сверла с ЧПУ и токарные станки с ЧПУ.Разница в том, что эти станки специально разработаны для определенной цели, тогда как маршрутизатор с ЧПУ настолько универсален, насколько может быть маршрутизатор, и, возможно, быстрее и точнее, чем обычный маршрутизатор. Он может резать, формировать и гравировать на высоких скоростях с абсолютной точностью и многократно выполнять эту задачу с стабильными результатами. Давайте узнаем немного больше о фрезерном станке с ЧПУ.
Создайте собственный фрезерный станок с ЧПУ в домашних условиях с помощью этого пошагового руководства. Посмотрите видео или прочтите статью.
Что такое фрезерный станок с ЧПУ?
Фрезерный станок с ЧПУ — это обычный маршрутизатор, подключенный к системе, управляемой компьютером. Он устанавливается над плоской кроватью или столом и может перемещаться по нему в соответствии с данными инструкциями. Фрезерный станок с ЧПУ получает инструкции от компьютера, который может быть к нему подключен. Однако существует множество моделей, которые могут выполнять многие задачи по деревообработке с помощью собственного интерфейса и программы. Их не нужно подключать к компьютеру, если только вам не нужно выполнять определенные задачи, требующие передачи внешних данных на машину.
Обычный фрезерный станок с ЧПУ может перемещаться по 3 осям: осям X, Y и Z, что означает, что он может перемещаться вбок, назад и вперед, а также вверх и вниз. Используя эти движения, фрезерный станок с ЧПУ может вырезать, формировать и гравировать дерево. Кроме того, существуют 5-осевые фрезерные станки, способные выполнять очень сложные задачи по деревообработке.
Примеры работ, которые может выполнять 5-осевой фрезерный станок с ЧПУ, включают в себя: вращение круглых, квадратных и 8-сторонних шпинделей, изготовление конической ножки с поворотом каната, добавление бейки, столярных изделий и резьбы, многократное резание идентичных деталей и создание всех видов соединения, такие как соединения внахлестку, соединения «кролик», «ласточкин хвост», паз, шип и скользящий «ласточкин хвост».
Вам нужен фрезерный станок с ЧПУ в вашем магазине древесины?
Список задач, которые может выполнять 5-осевой фрезерный станок с ЧПУ, бесконечен и ограничен только вашей фантазией. Это, пожалуй, один из самых сильных аргументов в пользу приобретения фрезерного станка с ЧПУ для вашего столярного цеха. Даже если вы любитель, сумма денег, которую вам придется потратить на приобретение других станков, необходимых для выполнения тех же работ, вероятно, будет меньше, чем стоимость маршрутизатора с ЧПУ.
По приблизительным оценкам, средний человек тратит около 6000 долларов на оснащение своей деревянной мастерской, и здесь мы говорим о любителях.Кто-то тратит больше, а кто-то меньше, но это средний статистический показатель. Фрезерный станок с ЧПУ можно купить за 1/5 этой суммы.
Однако есть веские аргументы против этого и у плотников, которые не считают деревообработку с ЧПУ «настоящей» деревообработкой. Здесь для вас есть золотая середина. Другая причина заключается в том, что вам необходимо познакомиться с работой с программным обеспечением CAD (Computer Aided Design), которое поможет вам рисовать на компьютере то, что вам нужно, чтобы машина выполняла, например, вырезание фигур, узоров и т. Д.
Хорошая новость в том, что вы можете загружать готовые шаблоны тысячами. Хотя это может означать, что нужно потратить немного больше денег, как только у вас есть шаблоны, вы можете быстро разложить проект по дюжине.
Станок с ЧПУ может стать отличным дополнением к другим вашим деревообрабатывающим инструментам. Решение действительно зависит от вашей потребности и цели. Станок с ЧПУ определенно может значительно улучшить вашу работу по дереву. А если вы хотите зарабатывать деньги, это может поднять ваш доход от деревообработки на новый уровень.Вы можете создавать части работы, на создание которых в противном случае потребовалось бы гораздо больше времени, гораздо больше работы и гораздо больше электроинструментов. Таким образом, вы можете не только создавать красивые изделия из дерева, но и экономить время и деньги. Выгода от снижения затрат может быть передана покупателю, а также вам самому, что означает более выгодную цену для него и большую прибыль для вас.
И поскольку раньше одним из основных препятствий на пути к получению этого инструмента была его высокая стоимость, это больше не является основным сдерживающим фактором. Вы можете получить 5-осевой маршрутизатор за 3000 долларов, а можете построить его для себя менее чем за 1000 долларов.
Можете ли вы управлять фрезерным станком с ЧПУ без знания программирования?
Фрезерный станок с ЧПУ принимает команды от компьютера и языка программирования, такого как G Code. Но новые модели фрезерных станков с ЧПУ не требуют знания языка для работы с ними. Вы можете выполнять множество функций, используя встроенные функции машины. Например, программное обеспечение, поставляемое с фрезерным станком с ЧПУ, требует от вас ответа только на несколько вопросов для выполнения таких задач, как резка, гравировка, выполнение соединений и т.
Чертежи можно импортировать, их можно создавать с помощью программы CAM / CAD. В Интернете доступно множество векторных дизайнов, которые вы можете использовать. Программное обеспечение, поставляемое с маршрутизатором с ЧПУ, позволяет использовать эти чертежи, но автоматически преобразовывает их в серию инструкций для маршрутизатора.
В результате вы можете создавать очень сложные и красивые изделия из дерева с помощью фрезерного станка с ЧПУ.
Кроме того, выучить немного G-кода несложно и полезно.С помощью простых команд вы можете легко создавать или изменять проект.
Существует множество программ CAD / CAM, которые используются для рисования форм для ЧПУ, таких как ArtCam, Aspire, AlphaCAM и базовый G-код. Почти все они поставляются с обучающими материалами, а также с онлайн-учебниками, которые помогут вам научиться использовать программное обеспечение. Как только вы научитесь использовать подобное программное обеспечение, вы сможете вырезать свои собственные замысловатые трехмерные формы и декоративные фигурки.
Все это не должно отпугивать вас от использования фрезерного станка с ЧПУ.Это такая же кривая обучения, как и обучение использованию любого другого инструмента. Вы легко сможете начать с простых проектов. По мере того, как вы становитесь более опытными, вы можете начать делать более сложные проекты. Очень полезно изучить все возможности вашего фрезерного станка с ЧПУ.
Процесс обучения как с помощью программного обеспечения, так и с помощью машины позволит вам раскрыть большой творческий потенциал. С помощью маршрутизатора вы можете создавать великолепные изделия из дерева и ремесла. Прелесть этого инструмента в том, что после создания поделки из дерева, какой бы сложной и сложной она ни была, вы можете создавать ее снова и снова с помощью автоматизации.Эта машина будет вырезать и формировать точно каждый раз.
Не много ли это стоит?
Одним из самых больших сдерживающих факторов для деревообрабатывающих станков от приобретения фрезерного станка с ЧПУ была высокая стоимость. Машины стоили десятки тысяч долларов. Уже нет. Вы получаете портативные фрезерные станки с ЧПУ по цене около 3000 долларов. Другой вариант, который появился, — это построить собственный фрезерный станок с ЧПУ. Многие деревообработчики делают это и сокращают расходы на такую автоматизацию. Детали, необходимые для изготовления фрезерного станка с ЧПУ, легко доступны, а сборка не занимает много времени.
Создайте свой собственный фрезерный станок с ЧПУ дома
Вы можете сделать свой собственный деревообрабатывающий фрезерный станок с ЧПУ в домашних условиях за меньшую плату, чем его покупка. Многие плотники сделали это, используя понятные, простые и пошаговые инструкции. Если вы хотите пойти по этому маршруту, пройдите вперед и прочтите это руководство. Он покажет вам, как построить его легко и экономично.
Общие сведения о фрезеровании с ЧПУ
Горизонтальный фрезерный станок с ЧПУ, выполняющий фрезерные операции на металлической детали.Изображение предоставлено: Андрей Армягов
Фрезерование с ЧПУ или фрезерование с числовым программным управлением — это процесс обработки, в котором используются компьютеризированные средства управления и вращающиеся многоточечные режущие инструменты для постепенного удаления материала с заготовки и изготовления детали или продукта индивидуальной конструкции. Этот процесс подходит для обработки широкого спектра материалов, таких как металл, пластик, стекло и дерево, а также для производства различных деталей и изделий по индивидуальному заказу.
В рамках услуг по прецизионной обработке с ЧПУ предлагается несколько возможностей, включая механические, химические, электрические и термические процессы.Фрезерование с ЧПУ — это процесс механической обработки, наряду с сверлением, токарной обработкой и множеством других процессов обработки, что означает, что материал удаляется с заготовки с помощью механических средств, таких как действия режущих инструментов фрезерного станка.
В этой статье основное внимание уделяется процессу фрезерования с ЧПУ, излагаются его основы, а также компоненты и инструменты фрезерного станка с ЧПУ. Кроме того, в этой статье рассматриваются различные операции фрезерования и предлагаются альтернативы процессу фрезерования с ЧПУ.
Обзор процесса фрезерования с ЧПУ
Как и большинство обычных процессов механической обработки с ЧПУ, процесс фрезерования с ЧПУ использует компьютеризированные средства управления для управления станками, которые режут и формируют заготовку. Кроме того, процесс следует тем же основным этапам производства, что и все процессы обработки с ЧПУ, в том числе:
- Создание модели САПР
- Преобразование модели САПР в программу ЧПУ
- Настройка фрезерного станка с ЧПУ
- Выполнение операции фрезерования
Процесс фрезерования с ЧПУ начинается с создания 2D- или 3D-модели детали в САПР.Затем завершенный проект экспортируется в формат файла, совместимый с ЧПУ, и преобразуется программным обеспечением CAM в программу станка с ЧПУ, которая определяет действия станка и движения инструмента по заготовке. Перед тем, как оператор запускает программу ЧПУ, он подготавливает фрезерный станок с ЧПУ, прикрепляя заготовку к рабочей поверхности станка (например, рабочему столу) или зажимному устройству (например, тискам) и прикрепляя фрезерные инструменты к шпинделю станка. В процессе фрезерования с ЧПУ используются горизонтальные или вертикальные фрезерные станки с ЧПУ — в зависимости от технических характеристик и требований фрезерного приложения — и вращающиеся многоточечные (т.е.е., многозубые) режущие инструменты, такие как фрезы и сверла. Когда станок готов, оператор запускает программу через интерфейс станка, предлагая станку выполнить операцию фрезерования.
После запуска процесса фрезерования с ЧПУ станок начинает вращать режущий инструмент со скоростью, достигающей тысяч оборотов в минуту. В зависимости от типа используемого фрезерного станка и требований применения фрезерования, когда инструмент врезается в заготовку, станок выполняет одно из следующих действий для выполнения необходимых разрезов на заготовке:
- Медленно вставьте заготовку в неподвижный вращающийся инструмент
- Переместите инструмент по неподвижной заготовке
- Переместите инструмент и заготовку относительно друг друга
В отличие от ручного фрезерования, при фрезеровании с ЧПУ станок обычно подает подвижные детали с вращением режущего инструмента, а не против него.Операции фрезерования, которые подчиняются этому соглашению, известны как процессы фрезерования с подъемом, в то время как противоположные операции известны как обычные процессы фрезерования.
Как правило, фрезерование лучше всего подходит в качестве вторичного или чистового процесса для уже обработанной детали, обеспечивая определение или создание таких элементов детали, как отверстия, пазы и резьбы. Однако этот процесс также используется для формирования заготовки материала от начала до конца. В обоих случаях в процессе фрезерования постепенно удаляется материал, чтобы сформировать желаемую форму и форму детали.Во-первых, инструмент отрезает от заготовки небольшие кусочки, то есть стружку, для придания приблизительной формы и формы. Затем деталь подвергается процессу фрезерования с гораздо более высокой точностью и большей точностью, чтобы закончить деталь с ее точными характеристиками и характеристиками. Как правило, готовая деталь требует нескольких проходов обработки для достижения желаемой точности и допусков. Для более геометрически сложных деталей может потребоваться несколько наладок станка для завершения процесса изготовления.
После завершения операции фрезерования и изготовления детали в соответствии с заданными спецификациями, фрезерованная деталь переходит на этапы чистовой обработки и последующей обработки.
Фрезерные работы с ЧПУ
Примеры инструментов для работы на фрезерных станках, включая фрезы, сверла и протяжные долота.Изображение предоставлено: Sugrit Jiranarak / Shutterstock.com
Фрезерование с ЧПУ — это процесс механической обработки, подходящий для изготовления деталей с высокой точностью и высокими допусками в прототипах, единичных и малых и средних производственных партиях. В то время как детали обычно производятся с допусками от +/- 0,001 дюйма до +/- 0,005 дюйма, некоторые фрезерные станки могут достигать допусков до и более +/- 0.0005 дюймов. Универсальность процесса фрезерования позволяет использовать его в самых разных отраслях промышленности и для обработки различных деталей и конструкций, включая пазы, фаски, резьбу и карманы. К наиболее распространенным фрезерным операциям с ЧПУ относятся:
- Торцевое фрезерование
- Плоское фрезерование
- Угловое фрезерование
- Фрезерование формы
Торцевое фрезерование
Торцевое фрезерование — это фрезерные операции, при которых ось вращения режущего инструмента перпендикулярна поверхности заготовки.В этом процессе используются торцевые фрезы, которые имеют зубья как на периферии, так и на торце инструмента, при этом периферийные зубья в основном используются для резки, а торцевые зубья используются для чистовой обработки. Как правило, торцевое фрезерование используется для создания плоских поверхностей и контуров на готовой детали и позволяет получить более качественную отделку, чем другие процессы фрезерования. Этот процесс поддерживают как вертикальные, так и горизонтальные фрезерные станки.
Типы торцевого фрезерования включают концевое и боковое фрезерование, при котором используются концевые и боковые фрезы соответственно.
Обычное фрезерование
Плоское фрезерование, также известное как фрезерование поверхности или слябов, относится к фрезерным операциям, при которых ось вращения режущего инструмента параллельна поверхности заготовки. В этом процессе используются плоские фрезы с зубьями на периферии, которые выполняют операцию резания. В зависимости от характеристик фрезерной обработки, таких как глубина резания и размер заготовки, используются как узкие, так и широкие фрезы. Узкие фрезы позволяют выполнять более глубокие разрезы, а более широкие фрезы используются для резки больших площадей.Если простое фрезерование требует удаления большого количества материала с заготовки, оператор сначала использует фрезу с крупными зубьями, медленные скорости резания и высокие скорости подачи для получения приблизительной геометрии детали, разработанной по индивидуальному заказу. Затем оператор вводит фрезу с более мелкими зубьями, более высокие скорости резания и более низкие скорости подачи для обработки деталей готовой детали.
Угловое фрезерование
Угловое фрезерование, также известное как угловое фрезерование, относится к фрезерным операциям, при которых ось вращения режущего инструмента расположена под углом по отношению к поверхности заготовки.В процессе используются одноугловые фрезы, расположенные под углом в зависимости от обрабатываемой конструкции, для создания угловых элементов, таких как фаски, зубцы и канавки. Одним из распространенных применений углового фрезерования является производство «ласточкин хвост», при котором используются фрезы «ласточкин хвост» под углом 45 °, 50 °, 55 ° или 60 ° в зависимости от конструкции типа «ласточкин хвост».
Фрезерование форм
Фрезерование формы относится к операциям фрезерования неровных поверхностей, контуров и контуров, таких как детали с криволинейными и плоскими поверхностями или полностью искривленные поверхности.В этом процессе используются формованные фрезы или фрезы, специально предназначенные для конкретного применения, такие как фрезы для выпуклости, вогнутости и закругления углов. Некоторые из распространенных применений формовочного фрезерования включают изготовление полусферических и полукруглых полостей, бусинок и контуров, а также сложных конструкций и сложных деталей с помощью одной настройки станка.
Прочие операции с фрезерными станками
Помимо вышеупомянутых операций, фрезерные станки могут использоваться для выполнения других специализированных фрезерных и механических операций.Примеры других доступных типов операций на фрезерном станке:
Поворотное фрезерование : Подъемное фрезерование относится к операциям фрезерования, при которых станок обрабатывает две или более параллельных поверхностей заготовки за один проход. В этом процессе используются две фрезы на одной оправке станка, расположенные так, что фрезы находятся по обе стороны от заготовки и могут фрезеровать обе стороны одновременно.
Групповое фрезерование : Что такое групповое фрезерование? Групповое фрезерование относится к фрезерным операциям, в которых используются две или более фрезы — обычно разного размера, формы или ширины — на одной оправке станка.Каждый резак может выполнять одну и ту же операцию резки или другую одновременно, что позволяет производить более сложные конструкции и сложные детали в более короткие сроки.
Профильное фрезерование : Профильное фрезерование относится к фрезерным операциям, при которых станок создает траекторию резания вдоль вертикальной или наклонной поверхности заготовки. В этом процессе используется профильное фрезерное оборудование и режущие инструменты, которые могут быть параллельны или перпендикулярны поверхности заготовки.
Зуборезание : Зуборезание — это операция фрезерования, при которой для изготовления зубьев шестерни используются эвольвентные зуборезы.Эти фрезы, являющиеся разновидностью формованных фрез, доступны в различных формах и размерах шага в зависимости от количества зубьев, необходимых для конкретной конструкции шестерни. Для изготовления зубьев шестерен в этом процессе также может использоваться специальная фреза токарного станка.
Другие процессы обработки : Поскольку фрезерные станки поддерживают использование других станков, помимо фрезерных, их можно использовать для процессов обработки, отличных от фрезерования, таких как сверление, растачивание, развёртывание и нарезание резьбы.
Фрезерное оборудование и компоненты с ЧПУ
В процессе фрезерования с ЧПУ используются различные программные приложения, станки и фрезерные станки, в зависимости от выполняемой операции фрезерования.
Программное обеспечение поддержки ЧПУ
Как и большинство процессов обработки с ЧПУ, процесс фрезерования с ЧПУ использует программное обеспечение САПР для создания начального проекта детали и программное обеспечение САМ для создания программы ЧПУ, которая предоставляет инструкции по обработке для производства детали. Затем программа ЧПУ загружается в выбранный станок с ЧПУ для запуска и выполнения процесса фрезерования.
Компоненты фрезерного станка с ЧПУ
Несмотря на широкий спектр доступных фрезерных станков, большинство станков имеют в основном одни и те же основные компоненты. Эти общие детали машин включают:
- Машинный интерфейс
- Колонна
- Колено
- Седло
- Рабочий стол
- Шпиндель
- Беседка
- Баран
- Станок
Рисунок 1. Конфигурации и компоненты фрезерного станка с ЧПУ
Интерфейс станка : Интерфейс станка относится к компоненту станка, который оператор использует для загрузки, запуска и выполнения программы станка с ЧПУ.
Столбец : Столбец относится к компоненту машины, который обеспечивает поддержку и структуру для всех других компонентов машины. Этот компонент включает прикрепленное основание и может включать дополнительные внутренние компоненты, которые помогают процессу фрезерования, такие как резервуары для масла и охлаждающей жидкости.
Колено : Колено относится к регулируемому компоненту машины, который прикреплен к стойке и обеспечивает поддержку седла и рабочего стола. Этот компонент регулируется по оси Z (т.е.е., с возможностью подъема или опускания) в зависимости от характеристик фрезерной операции.
Седло : Седло относится к компоненту машины, расположенному на верхней части колена, поддерживающему рабочий стол. Этот компонент может перемещаться параллельно оси шпинделя, что позволяет горизонтально регулировать рабочий стол и, соответственно, заготовку.
Рабочий стол : Рабочий стол относится к компоненту станка, расположенному на верхней части опоры, который представляет собой заготовку или зажимное приспособление (например,г., патрон или тиски). В зависимости от типа используемой машины этот компонент можно регулировать в горизонтальном, вертикальном, обоих направлениях или ни в одном из них.
Шпиндель : Шпиндель относится к компоненту станка, поддерживаемому колонной, которая удерживает и управляет используемым станком (или оправкой). Внутри колонны электродвигатель приводит во вращение шпиндель.
оправка : оправка относится к компоненту вала, вставленному в шпиндель горизонтальных фрезерных станков, на которых можно установить несколько станков.Эти компоненты доступны различной длины и диаметра в зависимости от технических характеристик фрезерования. Доступные типы оправок включают в себя стандартные фрезерные станки, винты, фрезы для продольной резки, концевые фрезы и оправки для торцевых фрез.
Ползун : Ползун относится к компоненту станка, обычно в вертикальных фрезерных станках, расположенному сверху и прикрепленному к колонне, которая поддерживает шпиндель. Этот компонент можно регулировать для размещения в различных положениях во время фрезерования.
Станок : Станок представляет собой компонент станка, удерживаемый шпинделем, который выполняет операцию удаления материала. В процессе фрезерования может использоваться широкий спектр фрезерных станков (как правило, многоточечные фрезы) в зависимости от технических характеристик фрезерования, например, от обрабатываемого материала, требуемого качества отделки поверхности, ориентации станка и т. Д. варьируются в зависимости от количества, расположения и расстояния между зубьями, а также их материала, длины, диаметра и геометрии.Некоторые из типов используемых горизонтальных фрезерных станков включают плоские фрезы, фрезы со снятой кромкой, ступенчатые зубья и двухугольные фрезы, в то время как используемые вертикальные фрезерные станки включают плоские и шаровые фрезы, фрезы для снятия фасок, торцевые и спиральные сверла. Фрезерные станки могут также использовать инструменты для сверления, растачивания, развёртывания и нарезания резьбы для выполнения других операций обработки.
Рекомендации по фрезерному станку
В целом фрезерные станки подразделяются на горизонтальные и вертикальные конфигурации станков, а также различаются по количеству осей движения.
В вертикально-фрезерных станках шпиндель станка ориентирован вертикально, а в горизонтально-фрезерных станках шпиндель ориентирован горизонтально. Горизонтальные станки также используют оправки для дополнительной поддержки и устойчивости во время процесса фрезерования и имеют возможность поддержки нескольких режущих инструментов, например, при групповом фрезеровании и двухконтурном фрезеровании. Органы управления как вертикальным, так и горизонтальным фрезерным станком зависят от типа используемого станка. Например, некоторые станки могут поднимать и опускать шпиндель и перемещать рабочий стол в боковом направлении, в то время как другие станки имеют стационарные шпиндели и рабочие столы, которые перемещаются как горизонтально, вертикально, так и вращательно.При выборе между вертикальными и горизонтальными фрезерными станками производители и ремонтные мастерские должны учитывать требования к применению фрезерования, такие как количество поверхностей, требующих фрезерования, а также размер и форма детали. Например, более тяжелые заготовки лучше подходят для горизонтального фрезерования, в то время как операции по штамповке лучше подходят для вертикального фрезерования. Также доступно дополнительное оборудование, которое модифицирует вертикальные или горизонтальные машины для поддержки противоположного процесса.
Большинство фрезерных станков с ЧПУ имеют от 3 до 5 осей, обычно обеспечивая производительность по осям XYZ и, если применимо, вокруг осей вращения. Ось X и ось Y обозначают горизонтальное движение (из стороны в сторону и вперед и назад, соответственно, на плоской плоскости), в то время как ось Z представляет вертикальное движение (вверх и вниз), а направление W. -ось представляет собой диагональное движение в вертикальной плоскости. В базовых фрезерных станках с ЧПУ горизонтальное перемещение возможно по двум осям (XY), в то время как в новых моделях предусмотрены дополнительные оси движения, такие как 3, 4 и 5-осевые станки с ЧПУ.В таблице 1 ниже представлены некоторые характеристики фрезерных станков, классифицированные по количеству осей движения.
Таблица 1 — Характеристики фрезерных станков по осям движения
Кол-во осей | Характеристики |
3 |
|
4 |
|
5 |
|
В зависимости от типа используемого фрезерного станка станок, рабочий стол станка или оба компонента могут быть динамическими.Обычно динамические рабочие столы перемещаются по осям XY, но они также могут перемещаться вверх и вниз, чтобы регулировать глубину резания, и поворачиваться по вертикальной или горизонтальной оси для увеличения диапазона резания. Для фрезерных операций, требующих динамического инструмента, в дополнение к присущему ему вращательному движению, станок перемещается перпендикулярно по нескольким осям, позволяя окружности инструмента, а не только его кончику, врезаться в заготовку. Фрезерные станки с ЧПУ с большей степенью свободы обеспечивают большую универсальность и сложность производимых фрезерованных деталей.
Типы фрезерных станков
Доступно несколько различных типов фрезерных станков, которые подходят для различных областей применения. Помимо классификации, основанной исключительно на конфигурации станка или количестве осей движения, фрезерные станки дополнительно классифицируются на основе комбинации их конкретных характеристик. Некоторые из наиболее распространенных типов фрезерных станков включают:
Коленный тип : Фрезерные станки коленного типа используют фиксированный шпиндель и регулируемый по вертикали рабочий стол, который опирается на седло, поддерживаемое коленом.Колено можно опускать и поднимать на стойке в зависимости от положения станка. Некоторые примеры коленных фрезерных станков включают в себя напольные и настольные плоские горизонтальные фрезерные станки.
Плунжерный тип : Фрезерные станки плунжерного типа используют шпиндель, прикрепленный к подвижному корпусу (т. Е. Плунжеру) на стойке, что позволяет станку перемещаться по осям XY. Двумя наиболее распространенными фрезерными станками с ползуном являются напольные универсальные горизонтальные фрезерные станки и фрезерные станки с поворотной фрезой.
Станина : Фрезерные станки станины используют рабочие столы, прикрепленные непосредственно к станине станка, что предотвращает перемещение заготовки как по оси Y, так и по оси Z. Заготовка располагается под режущим инструментом, который, в зависимости от станка, может перемещаться по осям XYZ. Некоторые из доступных фрезерных станков со станиной включают односторонние, дуплексные и тройные фрезерные станки. В то время как в симплексных станках используется один шпиндель, который движется либо по оси X, либо по оси Y, в дуплексных станках используется два шпинделя, а в тройных станках используется три шпинделя (два горизонтальных и один вертикальный) для обработки по осям XY и XYZ соответственно.
Строгальный тип : Фрезерные станки строгального типа похожи на фрезерные станки со станиной в том, что у них есть рабочие столы, закрепленные по оси Y и Z, и шпиндели, способные перемещаться по осям XYZ. Однако строгальные станки могут поддерживать одновременно несколько станков (обычно до четырех), что сокращает время выполнения сложных деталей.
Некоторые из доступных специализированных типов фрезерных станков включают фрезерные станки с вращающимся столом, барабанные и планетарные фрезерные станки.Фрезерные станки с вращающимся столом имеют круглые рабочие столы, которые вращаются вокруг вертикальной оси, и используют станки, расположенные на разной высоте для черновой и чистовой обработки. Барабанные фрезерные станки похожи на станки с вращающимся столом, за исключением того, что рабочий стол называется «барабаном», и он вращается вокруг горизонтальной оси. В планетарных станках рабочий стол неподвижен, а заготовка — цилиндрической. Вращающийся станок перемещается по поверхности заготовки, обрезая внутренние и внешние элементы, такие как резьба.
Материальные аспекты
Процесс фрезерования с ЧПУ лучше всего подходит в качестве вторичного процесса обработки для придания чистовой обработки деталям, спроектированным по индивидуальному заказу, но также может использоваться для производства нестандартных конструкций и специальных деталей от начала до конца. Технология фрезерования с ЧПУ позволяет обрабатывать детали из широкого спектра материалов, в том числе:
- Металлы (включая легированные, экзотические, тяжелые и т. Д.)
- Пластмассы (включая термореактивные и термопласты)
- Эластомеры
- Керамика
- Композиты
- Стекло
Как и во всех процессах обработки, при выборе материала для фрезерования необходимо учитывать несколько факторов, таких как свойства материала (т.е.е. твердость, прочность на разрыв и сдвиг, химическая и температурная стойкость), а также рентабельность обработки материала. Эти критерии определяют, подходит ли материал для процесса фрезерования, и бюджетные ограничения приложения фрезерования, соответственно. Выбранный материал определяет тип (ы) применяемого станка (ов) и его / их конструкцию (ы), а также оптимальные настройки станка, включая скорость резания, скорость подачи и глубину резания.
Альтернативы
Фрезерование с ЧПУ — это процесс механической обработки, подходящий для обработки широкого спектра материалов и производства различных деталей по индивидуальному заказу.Хотя этот процесс может демонстрировать преимущества по сравнению с другими процессами обработки, он может не подходить для каждого производственного применения, а другие процессы могут оказаться более подходящими и рентабельными.
Некоторые из других более традиционных доступных процессов механической обработки включают сверление и токарную обработку. Для сверления, как и для фрезерования, обычно используются многоточечные инструменты (например, сверла), тогда как при токарной обработке используются одноточечные инструменты. Однако, в то время как при токарной обработке заготовка может перемещаться и вращаться аналогично некоторым фрезерным операциям, при сверлении заготовка остается неподвижной на протяжении всей операции сверления.
Некоторые из нетрадиционных процессов механической обработки (т. Е. Не используют станки, но все же используют процессы механического удаления материала) включают ультразвуковую обработку, гидроабразивную резку и абразивно-струйную обработку. Нетрадиционные, немеханические процессы обработки, то есть процессы химической, электрической и термической обработки, предоставляют дополнительные альтернативные методы удаления материала с заготовки, которые не используют станки или процессы механического удаления материала, и включают химическое фрезерование, электрохимическое удаление заусенцев , лазерная резка и плазменная резка.Эти нетрадиционные методы обработки поддерживают производство более сложных, требовательных и специализированных деталей, что обычно невозможно с помощью обычных процессов обработки.
Сводка
Выше описаны основы процесса фрезерования с ЧПУ, различные операции фрезерования с ЧПУ и необходимое для них оборудование, а также некоторые соображения, которые могут быть приняты во внимание производителями и механическими цехами при принятии решения о том, является ли фрезерование с ЧПУ наиболее оптимальным решением для их конкретной ситуации. приложение для обработки.
Чтобы получить дополнительную информацию о местных коммерческих и промышленных поставщиках услуг и оборудования для изготовления на заказ, посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы найдете информацию о более чем 500 000 коммерческих и промышленных поставщиков.
Источники
- http://www.cs.cmu.edu/~rapidproto/students.06/ibrown/CNC%20Mill/information.html
- http://www.cs.cmu.edu/~rapidproto/students.03/dwm3/project2/process.html
- http: // www.hnsa.org/wp-content/uploads/2014/07/milling-machine.pdf
- http://uhv.cheme.cmu.edu/procedures/machining/ch8.pdf
- http://www.mech5study.com/2016/05/types-of-milling-machine.html
- https://www.theengineerspost.com/15-different-types-of-milling-machines/
- http://www.qhunt.com/2015/10/types-of-milling-machine.html
- http://www.me.nchu.edu.tw/lab/CIM/www/courses/Manufacturing%20Processes/Ch36-NontraditionalMachining-Wiley.pdf
- https: // www.technoxmachine.com/milling-services-cnc-planer
- https://www.pro-type.com/blog/cnc-milling-guide/
- https://www.mfeng.com/blog/understanding-the-cnc-milling-process/
Прочие изделия с ЧПУ
Больше от Custom Manufacturing & Изготовления
9 самых интересных фрезерных станков с ЧПУ Видео в Интернете
А, фрезерный станок с ЧПУ. Работаете ли вы с ними или просто восхищаетесь ими, не может быть никаких сомнений в том, что огромное разнообразие трехмерных объектов, которые они могут создать, ошеломляет.
От чисто функциональных деталей до произведений искусства, кажется, им нет границ, кроме человеческого воображения.
Здесь мы отмечаем их 9 наиболее интересными видеороликами о фрезерных станках с ЧПУ, которые нам удалось найти в Интернете. Конечно, нижеследующий выбор является произвольным и довольно субъективным, поэтому мы с нетерпением ждем ваших предложений.
Если вы когда-нибудь задумывались, как работают эти машины, эта статья дает довольно полезный обзор. В любом случае, без лишних слов, давайте рассмотрим это, не так ли?
1.Variaxis I-700
Удовлетворительно? Удивительно, что такой сложности можно достичь только фрезерованием с ЧПУ. Эти плохие парни, произведенные Mazak, имеют вертикальные обрабатывающие центры с продвинутыми возможностями одновременной обработки нескольких поверхностей по 5 осям.
Очевидно, это позволяет точно обрабатывать детали со сложной профилированной поверхностью за один проход. Вы можете подключить его к дополнительному устройству смены поддонов на два поддона.
Это позволит вам загружать, выгружать и проверять детали на одном поддоне, в то время как машина работает без помех на другом.В любом случае хватит торгового жаргона, этого больше не повторится.
2. Фрезерованная свинья с ЧПУ
Да, верно, какой-то гений решил создать свинью на фрезерном станке с ЧПУ. Мало того, что они оказали нам огромную услугу, сняв весь процесс. Большое спасибо.
Невероятный уровень детализации и управления, который эти машины могут достичь с такой сложной 3D-моделью.
Вас легко простят за то, что вы думаете, что им руководит человеческая рука.Музыка немного банальная, но мы не будем противить им. Хороший.
3. M8 Cube Станок Datron с ЧПУ и инструменты для резки пенопласта Datron
Чувак, я мог смотреть это весь день. Довольно завораживающе, правда? Такой изящный, конечно, звук в конце концов может действовать вам на нервы.
Нас всегда поражает, как они могут резать металл, как пластик или дерево. Мы просто рады, что нам не нужно потом наводить порядок. Представьте, что все это нужно делать вручную?
Кто бы мог подумать, что машина может выглядеть так изящно, вырезая кусок металла.В любом случае идем дальше.
4. Торопитесь да есть
Вау, просто вау. Это замедленное видео Gold-Max 4 с зубчатыми вставками в действии действительно очень приятно, если мы так говорим.
Музыка немного раздражает, но, возможно, здесь что-то есть. Кто бы не хотел, чтобы фрезерный станок с ЧПУ замедлился в качестве музыкального клипа, как мы говорим? Представьте несколько хитов Tool, может быть, Vicarious, с этим видео? Может какая-нибудь классика? Может, джаз тоже сработает? Вам придется подбирать темп, но это может породить совершенно новый жанр… Во всяком случае, мы отвлеклись, продвигаясь стремительно.
5. Предпочитаете орлов свиньям?
Немного больше похоже на небольшой рекламный ролик, тем не менее, это все еще очень удовлетворительное видео. Хорошо, он немного надоедает, извините, но честно. Во всяком случае, вернемся к видео. Если честно, это произведение искусства. Скульптурам нужно сидеть, они скоро могут остаться без работы. По крайней мере, физически лепить. Очевидно, кому-то нужно смоделировать это в САПР. Замечательно то, что они могут делать с этими машинами.Ваше воображение кажется единственным ограничением.
6. Шлем, фрезерованный на станке с ЧПУ
Кто-нибудь еще создавал свои собственные звуковые эффекты, когда двери камеры закрывались? Хорошо, тогда только мы. Совершенно невероятный контроль и «ловкость», если применить такое существительное к машинам.
Уровень детализации финального шлема ошеломляет. Представьте, что вам нужно выполнить это вручную. Хорошо, с металлом трудно работать в лучшие времена, но как получить такой уровень детализации? Удивительный.
7. Давайте немного ускорим процесс
Остальные были слишком вялыми, на ваш вкус? Тогда вам понравится этот. Хорошо, это немного обманывает с некоторыми ускоренными кадрами, но, честно говоря, смотреть на это довольно приятно. Невероятно изящно, если так можно сказать. Посмотри на этот конец, блестящее, блестящее совершенство. Бита иногда едва ли касается поверхности. Абсолютно красивый.
8. Ограничение скорости до предела
Хорошо, если последнее видео было разочарованием, то это точно не будет.Смотрите, это быстро. Фрезерные станки с ЧПУ с полным дросселем, эти ребята действительно раздвигают границы своих возможностей. Удивительно, но бит не подводит. Действительно здорово смотреть, и продукт был завершен менее чем за две минуты. Удивительный.
9. Подборка под конец
И напоследок красивый подборочный видеоролик во славу фрезерных станков с ЧПУ. Наконец, саундтрек, который действительно кажется подходящим к содержанию.
Мы не уверены, что больше удовольствия от работы этих станков по дереву или по металлу? Мы позволим вам решать.Извините, мы отвлеклись, наблюдая за этим, поистине гипнотическим. Мы призываем всех вас не смотреть на это безмолвие. Невероятно, чего можно достичь с помощью этих машин.
Последнее слово
Итак, поехали. Мы надеемся, что вам понравился наш скромный выбор самых интересных видеороликов о фрезерных станках с ЧПУ. Конечно, подобная тема очень субъективна, поэтому, если у вас есть какие-либо предложения, мы будем очень рады их услышать.
Какой из представленных выше вам понравился больше всего? Возможно, вам не понравился какой-либо из них, и в этом случае поделитесь некоторыми лучшими в комментариях ниже.
Источники: Gizmodo, EMS
СМОТРИ ТАКЖЕ: 10 самых крутых оружейных установок Nerf для всех детей
Руководство инженера по токарным центрам с ЧПУ> ENGINEERING.com
(слева) Изображение древнеегипетского токарного станка. (Справа) современный горизонтальный токарный центр с ЧПУ.
Токарный станок — одна из старейших производственных технологий на Земле. Самые ранние версии датируются древними египтянами, которые изобрели двухчеловеческий токарный станок с луковым приводом около 1300 г. до н.э.Тем не менее, несмотря на эту почтенную историю, токарная технология была далека от статичности, о чем свидетельствуют современные современные токарные центры с ЧПУ.Читайте обзор компонентов, типов, операций и областей применения токарных центров с ЧПУ.
Основные сведения о токарном центре
Токарные станкии токарные центры: в чем разница?
Вы, наверное, видели термины «токарный станок с ЧПУ» и «токарный центр с ЧПУ» как синонимы.
«[Это] в основном то же самое в моей книге», — сказал Дэвид Фишер, специалист по токарным изделиям в Okuma America Corporation.
Тем не менее, хотя формального различия между токарными станками и токарными центрами нет, первый термин часто используется для обозначения исключительно более простых станков, предназначенных только для токарных операций. Напротив, термин «токарный центр» обычно обозначает станки, которые объединяют возможности фрезерования или сверления, или станки с вспомогательными шпинделями для выполнения второстепенных операций.
«На мой взгляд, токарный станок с ЧПУ просто точит строго; Это двухосевой токарный станок с осями X и Z и обычно только одним патроном », — сказал Рик Брамштедт, менеджер по продукции подразделения Mazak Advantec.«Токарный центр с ЧПУ имеет возможность фрезерования или второй шпиндель плюс возможность фрезерования, и поэтому он также может иметь ось Y. Мы также называем эти машины многозадачными. Вот как я вижу токарные центры: они предлагают больше, чем просто токарные «.
Марлоу Кнабах, технический директор DMG MORI USA, согласился:
«Я считаю это эволюцией токарного станка», — сказал он. «В прошлом большинство людей называли это токарным станком, но по мере того, как ЧПУ становилось все более сложным и с добавлением фрезерных и вспомогательных шпинделей, он превратился в токарный центр с ЧПУ.”
Независимо от того, работаете ли вы на токарном станке или на токарном центре, основные части одинаковы.Передняя бабка
В передней бабке находится главный шпиндель, а также механизмы переключения скоростей и передач. Конец главного шпинделя часто имеет конус Морзе. На заре промышленных токарных станков шпиндель приводился в движение напрямую через шкив с плоским ремнем. В наши дни он приводится в движение электродвигателем.
Кровать
Станина токарного станка представляет собой основание, соединенное с передней бабкой таким образом, что каретка и задняя бабка перемещаются параллельно с доступом к шпинделю.Этому движению способствуют станины, которые удерживают каретку и заднюю бабку на заданной колее.
Подающие и ходовые винты
Пневматический винт — это длинный приводной вал, который соединяется с рядом шестерен в фартуке, чтобы приводить каретку в движение по оси Z. Ходовой винт выполняет ту же функцию, но работает перпендикулярно ходовому винту, перемещая каретку по оси X.
Ходовые и ходовые винты производятся по британским или метрическим стандартам, что может вызвать проблемы совместимости между заготовками, изготовленными на разных токарных станках.
Каретка
Каретка удерживает режущий инструмент и перемещает его в продольном направлении к заготовке для токарных операций или перпендикулярно для торцевания. Каретка состоит из двух отливок: верха, или седла, и борта, или фартука.
Задняя бабка
Под задней бабкой понимается центральное крепление, которое расположено напротив передней бабки. В отличие от передней бабки, шпиндель в задней бабке, который может иметь конус для удержания сверл, центров или другого инструмента, не вращается.Вместо этого он перемещается в продольном направлении под действием ходового винта.
Операционный центр токарного центра
Есть много операций, которые можно выполнить на токарном станке, и даже больше операций, которые можно выполнить на токарном центре. Вот некоторые из наиболее распространенных:
Облицовка
Торцевые операции используются для получения плоских поверхностей на конце детали.
Нарезание резьбы
Операции нарезания резьбы создают внешнюю или внутреннюю резьбу на детали.
Накатка
Накатка используется для создания шероховатости правильной формы на цилиндрических поверхностях.
Бурение
Одна из основных операций, сверление, используется для создания отверстий в заготовках.
Расточка
Растачивание включает в себя увеличение отверстия или полости для получения круглых внутренних канавок.
Развертка
Операции развертывания включают определение размеров и чистовую обработку существующих отверстий.
Токарная обработка конуса
При точении конуса диаметр детали постепенно уменьшается по длине детали.
Конфигурации токарного центра
«По сути, у вас есть два разных типа обрабатывающих центров с ЧПУ: традиционный горизонтальный тип, который существует уже довольно давно, а затем у вас есть вертикальный тип, который вращает деталь как волчок, а не вращает ее, как автомобильная шина, — сказал Джеймс Петиприн, менеджер по работе с ключевыми клиентами EMAG, LLC.
«Горизонтальные станки, вероятно, составляют 60 или 70 процентов рынка, потому что они существуют дольше — каждый машинист учился на горизонтальном токарном станке».
Сравнение горизонтальной токарной обработки и вертикальной токарной обработки
Токарные центрыс ЧПУ бывают горизонтальной или вертикальной конфигурации. Существуют также перевернутые вертикальные токарные центры, которые меняют положение шпинделя и патрона. Все три типа машин обычно состоят из одних и тех же основных компонентов (например, передняя бабка, каретка и т. Д.), но различаются по своей ориентации. Решение о выборе горизонтального, вертикального или перевернутого вертикального токарного станка зависит от множества факторов, но есть несколько практических правил, которые могут помочь вам принять решение.
«Преимущество горизонтального токарного станка в том, что гравитация отводит стружку от детали», — сказал Кнабах. «Другими словами, когда вы поворачиваете, все стружки падают на конвейер или бункер для стружки».
Горизонтальный токарный станок: QTU-200 Мазака. (Изображение предоставлено Mazak.)
«Преимущество вертикального токарного станка в том, что сила тяжести помогает закрепить деталь в зажиме», — продолжил он. «Но стружки могут быть проблемой, особенно если ваша деталь вогнутая, так как они могут застрять внутри. Таким образом, у вас есть возможность повторно нарезать стружку. Другая проблема вертикального токарного станка заключается в том, что стружка падает в сам шпиндель, поэтому ваша защита должна быть чрезвычайно эффективной ».«Как правило, горизонтальные токарные станки более универсальны, поскольку они могут иметь большую длину станины по сравнению с размером шпинделя», — сказал Фишер.«Они также могут использовать загрузчики и обычно имеют задние бабки, что является редкостью для вертикальных станков. С другой стороны, если вы обрабатываете короткие детали большого диаметра, особенно если они тяжелые, вертикальный токарный станок работает хорошо ».
Вертикальный токарный станок: Okuma V920EX. (Изображение любезно предоставлено Okuma.)
«Это в первую очередь размер детали; это самый важный фактор, который определяет между ними, — сказал Брамштедт. «Когда мы смотрим на небольшие токарные операции, многие автомобильные токарные операции (заготовки трансмиссионных шестерен, тормозные диски и т. Д.)) выполняются вертикально и обычно с двойным шпинделем. Одно из преимуществ этого состоит в том, что на вас работает гравитация; когда вы вставляете деталь в патрон, она садится сама. Еще одним преимуществом является отток стружки, опять же благодаря силе тяжести — стружка имеет тенденцию падать с детали на поддон или конвейер ».«Я видел детали диаметром 30 дюймов, работающие на горизонтальном станке, — добавил он, — но загрузить его сложно, потому что вам нужно протолкнуть деталь в патрон, а затем удерживать ее, пока вы ее зажимаете».
Еще один фактор, который следует учитывать при выборе между горизонтальной и вертикальной конфигурациями, — это степень автоматизации вашего токарного станка.«Горизонтальные токарные станки обычно легче [автоматизировать], поскольку шпиндели и / или задняя бабка находятся на противоположных концах станка, а револьверная головка может быть расположена таким образом, чтобы создавать минимальные проблемы с зазором», — сказал Фишер.
Перевернутый вертикальный токарный станок: EMAG VL 4. (Изображение любезно предоставлено EMAG.)
Брамштедт высказал иное мнение: «Что касается автоматической загрузки, то, вероятно, вертикальный метод является предпочтительным из-за потока стружки и потому, что вам не нужно, чтобы робот толкал деталь, чтобы установить ее.”Что касается перевернутых вертикальных токарных станков, Петиприн отметил, что «перевернутая вертикаль дает вам встроенную автоматизацию, которой у вас нет на горизонтали, так как шпиндель поднимается и захватывает деталь, тогда как в горизонтальном вам нужен робот или портал для загрузки детали ».
Подходит ли вам перевернутый вертикальный поворот? Перейдите по ссылке, чтобы узнать.
Токарная обработка
«Сегодня токарные центры с ЧПУ используются в большинстве сред по резке металла — будь то автомобильная, аэрокосмическая или сельскохозяйственная промышленность, — сказал Кнабах.«Любой компонент с высокой степенью округлости деталей — любой тип шестерни — обычно обрабатывается на токарном центре, по крайней мере, в чистом виде, перед обработкой любой из шестерен».
«Токарные центры действительно можно найти во всех отраслях», — сказал Петиприн. «Бизнес EMAG на 85% состоит из автомобилестроения. Если вы сломаете автомобиль, то есть трансмиссия и карданный вал, поскольку они имеют самые круглые детали, а если вы используете токарный станок, вы будете обтачивать детали ».
Револьверная головка и стандартная оснастка
Что касается производства стружки, то, когда речь идет о токарных центрах с ЧПУ, частые споры среди профессионалов в области производства вызывает выбор между револьверной головкой и инструментальной группой.
Наборный инструмент на токарном станке с ЧПУ.
Инструмент для револьверной головки включает установку набора режущих инструментов на вращающуюся сменную оправку. В отличие от этого, набор инструментов включает установку ряда инструментов внутри токарного станка на поперечных суппортах, аналогичных столу на фрезерном станке.Выбор оптимальной конфигурации зависит — как всегда — от вашего приложения, но есть несколько практических правил, которые могут помочь вам принять решение.
«Как правило, набор инструментов больше подходит для небольших токарных станков, обрабатывающих мелкие детали с использованием ограниченного числа инструментов», — сказал Фишер.«В этих ситуациях хорошо работают инструменты группы, поскольку время цикла может быть минимизировано, поскольку исключается время поворота револьверной головки. Кроме того, время смены инструмента может быть сокращено почти до нуля, поскольку пластины для инструментов можно быстро менять для каждой работы ».
Брамштедт согласился: «Это основная причина выбора группового инструмента: специализированные крупносерийные детали.
Инструмент револьверный на токарном станке с ЧПУ.
«Револьверная головка может дать вам 12 инструментов, но для индексации каждого инструмента требуется десятая или полсекунды, а для этого обычно нужно оторваться от детали.Это требует затрат времени на выполнение цикла, но при этом очень гибко — вы можете оставить там те же 12 инструментов и просто перепрограммировать станок для резки другой детали ».«Преимущество револьверной головки в том, что у вас обычно гораздо больший рабочий диапазон, поэтому у вас меньше помех от инструмента к инструменту», — сказал Кнабах, «что позволяет поддерживать больший диаметр с револьверной головкой, в отличие от группового инструмента. . Конечно, это определяется конфигурацией станка, но в целом инструменты группы расположены намного ближе друг к другу, и поэтому у вас меньшая зона вмешательства.”
«Револьверная головка обеспечивает больший зазор для инструментов и, как правило, лучше подходит для больших деталей», — добавил Фишер. «На револьверных головках быстросменный инструмент можно использовать на каждой отдельной станции, чтобы ускорить переналадку, но это будет не так быстро, как замена инструментальной пластины».
Кнабах согласился. «В современных технологиях это довольно короткое время — вы говорите секунду или меньше, — но если у вас много инструментов, они все равно могут сосчитать, особенно если вы смотрите на точение формы, близкой к чистой», — сказал он.
Это означает, что если вы собираетесь работать с большими объемами, как правило, лучше выбрать набор инструментов, чтобы сократить время цикла. «Мы предлагаем пару автоматов», — сказал Брамштедт. «Но они обычно предназначены для деталей большого объема из-за того, что время индексации револьвера составляет полсекунды».
С другой стороны, если вас больше всего беспокоит переналадка и гибкость, лучшим вариантом может быть револьверная головка. «Переналадка многоцелевого станка длится очень долго, — прокомментировал Брамштедт, — потому что вам нужно расположить инструменты, измерить их, сделать пробную резку, немного переместить их и сделать еще одну пробную резку и т. Д.В то время как с револьверной головкой вы загружаете инструменты, снимаете инструмент для наладки и вперед ».
Живые инструменты
Многие токарные центры с ЧПУ могут быть оснащены приводным инструментом, то есть вращающимися режущими инструментами с приводом от независимых электродвигателей. Это позволяет просверливать отверстия в детали, перпендикулярной главной оси, что может быть чрезвычайно полезным. Означает ли это, что использование живых инструментов всегда полезно?
Приводной инструмент на токарном центре с ЧПУ.
«Живой инструмент действительно произвел революцию в токарных станках, особенно в DMG MORI», — сказал Кнабах.«У нас есть технология, в которой мы встраиваем двигатель с прямым приводом в нашу револьверную головку. Обычный приводной механизм будет полагаться на шестерни или ремень и шкив для приведения в движение инструмента, но у нашего это встроенный шпиндель ».«Живые инструменты часто являются одной из тех вещей, о которых вы даже не подозреваете, пока не начнете их использовать», — согласился Фишер. «Когда клиенты приобретают некоторый опыт работы с этим, мы часто видим, что они добавляют ось Y, чтобы обеспечить еще больше возможностей и гибкости».
«Если я делаю обойму подшипника или конус подшипника — что-то, в чем не нужно сверлить какие-либо отверстия, — тогда мне не понадобится вращающийся инструмент», — сказал Брамштедт, — «Но кроме этого, я не могу действительно подумайте о случаях, когда это было бы бесполезно.”
Фишер согласился: «Конечно, есть определенные ситуации, когда лучше разбить отдельные процессы, но таких случаев все меньше и меньше. По мере того, как размеры партий становятся меньше, а возможности машин улучшаются (и быстрее), необходимость в разделении процессов уменьшается ».
«Преимущество живых инструментов состоит в том, что они сокращают незавершенное производство, то есть доллары в вашем кармане», — сказал Брамштедт. «Если мне нужно повернуть эту деталь на токарном станке, а затем снять ее, чтобы вырезать паз под шпонку, я должен поставить ее на вертикальный обрабатывающий центр, поэтому теперь моя деталь сидит на салазках, пока я ее настраиваю.”
Живой инструмент на DMG MORI CTX beta 800 TC. (Изображение любезно предоставлено DMG MORI.)
«У нас на самом деле есть клиенты, работающие в приложениях, где они даже не используют токарный станок для токарной обработки», — сказал Кнабах. «Они используют его как автоматизированный производственный центр с подачей прутка, подает пруток в станок и, возможно, никогда не включает токарный шпиндель, а просто использует приводные инструменты в качестве обрабатывающего центра. Они могут использовать токарный шпиндель только для того, чтобы повернуть пруток достаточно долго для операции отрезания.Затем вы можете использовать уловитель деталей или подвесной портал, в зависимости от того, что требуется, и теперь это полностью автоматизированная система, состоящая из простого токарного станка с приводным инструментом и, возможно, с осью Y ».Автоматика для токарного центра
С наступлением Индустрии 4.0 автоматизированная обработка становится все более распространенной. Токарные центры с ЧПУ не являются исключением, хотя автоматизация токарного станка с ЧПУ зависит от конфигурации станка (вертикальный, горизонтальный или перевернутый).
Робот разгрузочный горизонтальный токарный станок.(Изображение любезно предоставлено Закобрией.) «Горизонтальный токарный станок обычно загружается вручную оператором, поэтому для автоматизации вы пользуетесь роботом или порталом — чем-то, что могло бы поднять его из известного места, а затем вставить в патрон», — пояснил Петиприн. «Вы хотите использовать 80 процентов времени робота, поэтому обычно это означает, что вы можете разделить две машины между одним роботом, хотя если у вас более короткое время цикла, вам понадобится один робот на машину».«Обычно горизонтальные токарные станки проще, поскольку шпиндели и / или задняя бабка находятся на противоположных концах станка, а револьверная головка может быть расположена таким образом, чтобы создавать минимальные проблемы с зазором», — добавил Фишер.«В любом случае, все наши машины были автоматизированы во многих различных конфигурациях».
Хотя токарные центры с ЧПУ так же поддаются автоматизации, как и другие станки, есть некоторые важные различия между автоматизацией токарного станка и автоматизацией обрабатывающего центра.
Вертикально-перевернутые токарные станкиEMAG имеют встроенную автоматизацию. (Изображение любезно предоставлено EMAG.)
«Самая большая разница в креплении или креплении», — сказал Брамштедт. «Мы регулярно автоматизируем обрабатывающие центры, но вы обычно загружаете их в какое-то специальное приспособление с автоматическим или даже последовательным зажимом.Это гораздо более сложное приспособление, и обычно оно предназначено для отдельной детали. В отличие от токарного станка, где я могу загружать множество различных деталей с помощью всего лишь трехкулачкового патрона. Он очень гибкий в том, что касается удержания работ ».Токарная обработка с ЧПУ: узкие места и ошибки
На производстве следует любой ценой избегать ошибок и снижения эффективности. Это справедливо даже для такой старой технологии, как токарный станок, хотя появление вычислительной техники в производстве значительно сократило эти проблемы.
«Хотите верьте, хотите нет, но я до сих пор слышу о людях, у которых в мастерских есть ручные токарные станки», — прокомментировал Брамштедт. «Это их первое ЧПУ, и меня просто поражает, насколько они конкурентоспособны».
Фишер предложил совершенно иную точку зрения:
«Опытный машинист-ветеран (который также оказался моим отцом) однажды сказал мне, что независимо от того, сколько станков с ЧПУ было в цехе, у них всегда будет хотя бы один токарный станок с ручным приводом, и это правда здесь, где у нас есть два ручных станка Okuma. токарные станки все еще в эксплуатации.”
Узкие места для токарной обработки с ЧПУ
Одно из основных ограничений эффективности токарного станка заключается в самой токарной операции. Как пояснил Брамштедт, эту проблему нельзя решить с помощью более совершенных инструментов:
«Станки всегда стараются не отставать от инструментальных возможностей. Возможно, вы сможете резать с X скоростью на поверхности, но я не могу вращать патрон достаточно быстро, чтобы создать такую скорость на поверхности. При токарной обработке ваша частота вращения ограничена из-за возможности захвата патрона.Центробежная сила означает, что при вращении патрона кулачки хотят двигаться наружу. На обрабатывающем центре деталь неподвижна, а мой инструмент, который очень компактен, можно без проблем вращать со скоростью 10, 12, 20 или даже 40 000 об / мин. Невозможно вращать патрон со скоростью 40 000 об / мин; он просто развалится ».
Еще одно узкое место для повышения эффективности токарной обработки — это то, что касается большинства производственных процессов: переналадка.
«В зависимости от размера партии важность переналадки варьируется, — сказал Фишер.«Для цеха, который занимается мелкосерийным производством, переналадка имеет решающее значение, и необходимо тщательно продумать ваши системы оснастки и инструментов. Эти вещи сокращают доступное производственное время машины ».Это поднимает проблему подтверждения программы, которая может занять много времени, хотя есть способы уменьшить ее. «За счет наличия хорошего программного обеспечения для моделирования и использования системы предотвращения столкновений Okuma (CAS) время проверки может быть минимизировано, а машина защищена от ошибок оператора», — прокомментировал Фишер.«И ничто так не отнимает у вас время производства, как поломка машины!»
Распространенные ошибки при токарной обработке с ЧПУ
Повышение эффективности — одна из целей производства, но она идет рука об руку с минимизацией ошибок. Брамштедт и Фишер указали на разные источники ошибок при использовании токарных центров с ЧПУ.
«Некоторые клиенты хотят максимизировать подачу и скорость, поэтому они увеличивают скорость на 20 процентов», — сказал Брамштедт. «Они могут это сделать, но тогда они должны стоять и ждать, пока что-нибудь взорвется, тогда как, если они немного отступят, они могут уйти от этого.Это не значит, что ничего не произойдет, но вероятность неожиданного отказа инструмента сводится к минимуму, потому что мы не доводим его до максимума. У нас, в Mazak, много необслуживаемых ячеек, и мы этим занимаемся. Время цикла будет меньше, но в конце месяца производительность лучше ».Фишер подчеркнул важность обучения: «Вы передаете высокотехнологичное оборудование в руки оператора / установщика / программиста. Инвестируйте в обучение этих людей, чтобы они могли работать на высоком уровне.”
Максимально эффективное использование токарного центра с ЧПУ
Токарные станки использовались на протяжении большей части истории человечества, и не без оснований. Хотя лежащая в основе технология продолжает развиваться, токарные операции остаются жизненно важной частью многих производственных процессов.
При этом токарная обработка — лишь один из многих аспектов производства. Следите за изданием Manufacturing 101, чтобы получить более подробные сведения о производстве, в том числе:
Дополнительную информацию о токарных центрах можно найти на сайтах DMG MORI, EMAG, Mazak и Okuma.
.