Оцениваем возможности 3d фрезерных станков с ЧПУ

Одним из самых распространенных типов фрезерования дерева и металла является обработка, которую выполняет 3d фрезерный станок с ЧПУ. Она бывает как художественной, или как еще называют, фигурной, так и грубой, которая используется в основном в строительстве и построении различных конструкций, не требующих особой точности деталей.

Главным ее преимуществом над ручной обработкой является в первую очередь точность и качество детали на выходе, к остальным преимуществам можно отнести минимальное влияние человеческого фактора на сам процесс и, конечно же, снижение трудоемкости в несколько раз.

Особенности конструкции станков

Все станки, обладающие числовым ПУ имеют схожее строение и принцип работы, а отличаются лишь комплектацией, немного формой корпуса и деталей. Принцип работы, как вы уже знаете, прост, фрезерная головка перемещается по рабочему полю, срезая слои материала и формирует готовое изделие необходимой формы.

Для каждого материала программа обработки составляется индивидуально. Например, если это 3d фрезерный станок с ЧПУ по металлу, то скорость подачи и вращения фрезы подбираются исходя из конструктивных особенностей станка и структуры обрабатываемого   материала. Если же производится обработка на станке с ЧПУ по дереву, то параметры программы будут совершенно другими.

Именно от качества составления программы и будет напрямую зависеть качество конечного изделия.

Конструктивные элементы станка и их влияние на обработку

1. Инструмент (в данном случае фрезы). Служит непосредственно для снятия слоев материала в процессе работы.
2. Система фиксации заготовки. Закрепляет деталь на рабочем столе. Может быть как подвижной, так и неподвижной. Зачастую на промышленных машинах установлены неподвижные вакуумные столы. На более дешевых вариантах устанавливаются металлические прижимы или струбцины.
3. Сервомоторы и шаговые двигатели. Предназначены для приведения в движения элементов станка в соответствии с ранее написанной программой.
4. Контроллер ЧПУ. Служит для управления всеми узлами машины (моторами, периферией, системой защиты).
5. Концевые датчики. Предназначены для остановки моторов в случае сбоя программы и первоначального позиционирования режущего инструмента.

Как уже было указано выше, скорость фрезеровки напрямую зависит от выбранного материала и глубины его фрезерования.

Применение

Сфера применения 3d фрезеров с ЧПУ огромна:

По сути, автоматические станки могут использоваться практически в любом производстве. Но наибольшую популярность они получили в сувенирном бизнесе, поскольку именно тут постоянно нужно изготавливать массу различных изделий разной формы, размеров и конструкций. На ручном фрезерном станке такая работа совершенно не продуктивна, поскольку присутствует человеческий фактор, который значительно замедляет процесс.

Кроме сувенирного бизнеса, 3д фрезерный станок с ЧПУ используется и в художественном производстве, к которому можно отнести:

• рекламную продукцию. Благодаря применению программного управления для станков, у рекламных агентств появилась возможность не только производить гравировку логотипов различных брендов, а также производить массивные рекламные конструкции высокой сложности;
• производство мебели. Криволинейный раскрой материалов, изготовление резных фасадов, точная подгонка каждой детали – это лишь минимум, который может выполнить фрезерный станок;
• машиностроение. При помощи автоматических агрегатов появилась возможность изготавливать максимально точные детали для различных механизмов и машин.

Также сейчас фрезерные станки с ЧПУ часто используются в домашних условиях для хоббийных и любительских целей. Некоторые умельцы и вовсе сами собирают станки с ЧПУ своими руками.

Выбор фрез

Как уже было сказано, основную погрешность в процесс вносит механическая часть станка, а вот на окончательное качество поверхности влияет только рабочий инструмент. В данном случае – фреза.

Необходимо помнить, что обработку лучше проводить в несколько этапов (черновая-черновая-чистовая) разными фрезами и с постепенным уменьшением скорости подачи.

Разновидности машин с ЧПУ

Хоть принцип работы и похож для всех станков такого типа, их конструкция может несколько различаться. В первую очередь это связано с предназначением конкретной машины. Исходя из этого, выбирая станок по дереву 3d, необходимо тщательно его проанализировать.

1.  Форма обрабатываемой заготовки – плоская или объёмная. Данный фактор влияет на то, как будет расположена фрезерная головка и какие движения она будет совершать в процессе работы. Также при выборе станка нужно не забыть учесть необходимую мощность шпинделя и размер рабочего поля.
2.  Тип и максимальный диаметр рабочего инструмента. В домашних станках используются фрезы с диаметром хвостовика не более 8 мм, в то время как на промышленных машинах устанавливаются составные фрезы со сложной конструкцией и сменными ножами, достигающие в диаметре 120 мм и более.
3.  Наличие 4 оси. Если планируется трехмерная фрезеровка деталей по принципу токарного станка, то необходимо сразу учесть это при покупке. Как правило, большинство производителей устанавливают на свои станки поворотную ось как опцию.
4.  Количество одновременно работающих фрезерных головок (шпинделей). На промышленных машинах их количество может достигать 16 штук! Закономерность такова: чем больше шпинделей- тем быстрее производится фрезерование, но тем сложнее написать программу.

На самом деле список всех параметров, на которые необходимо обратить внимание при покупке, намного длиннее. Но приведенных здесь параметров вполне достаточно для ориентирования на рынке автоматических машин.

Среди разновидностей фрезеровки можно выделить гравировку, которая представляет собой врезку в материал на небольшую глубину и нанесение определенного узора или рисунка на нем.

Технические параметры машины

В первую очередь они рассчитываются исходя из материала, который планируется обрабатывать, его веса и максимальных размеров.

В начале составляется примерная схема технологии производства с указанием размера заготовки на каждом этапе. И только после этого уже происходит выбор станка под конкретные требования.

Если количество места в производственном помещении ограничено, то лучше приобрести настольный станок. Он имеет ряд преимуществ, среди которых можно выделить малый вес, небольшие габариты и возможность его постоянного перемещения. Главным его недостатком является то, что нужно постоянно следить чтобы он не скользил по столу из-за вибрации и был выставлен по уровню относительно пола помещения.

3d фрезер с чпу

Если же места в цеху достаточно, то лучше обратить внимание на напольный станок, который имеет больший вес, и обычно большое рабочее поле. Главным его преимуществом является то, что после его установки он жестко фиксируется к полу и не двигается по нем на протяжении всего срока эксплуатации. Благодаря этому значительно снижается вибрация и повышается точность и качество готовой продукции.

И напоследок подведем итоги и укажем дополнительные параметры, на которые также необходимо обращать внимание при выборе станка с ЧПУ:

• максимальная скорость перемещения режущего инструмента без нагрузки;
• диапазон скоростей вращения фрезы;
• способ регулировки оборотов шпинделя (коробка передач или преобразователь частоты);
• тип приводных двигателей (преимущество отдается сервомоторам ввиду их высокой точности, но и цена на них выше, чем на шаговые двигатели);
• габариты и общая масса всего станка, включая все навесное оборудование (вытяжки, вакуумный стол, охлаждение).