Используя компьютеризированное управление и вращающиеся режущие инструменты, фрезерование с ЧПУ удаляет материал из заготовки, чтобы создать готовый продукт, который соответствует требуемым спецификациям. Этот процесс можно использовать для обработки различных материалов, таких как, модельный пластик, поликарбонат, текстолит, фторопласт, акрил, пвх и другие полимеры, массив дерева, мдф, дсп, лдсп, фанера, стали различных марок, дюраль, магний, латунь, медь, алюминий, цветные металлы, мягкие металлы, композитные панели, керамика, натуральный камень, мрамор, тюф, гранит, искусственный камень, стекло.
Оборудование с ЧПУ позволяет производить удаление материала из заготовки несколькими методами:
- Механический
- Электрический
- Химический
- Тепловой
Фрезерование с ЧПУ относится к категории механических автоматизированных процессов, поскольку резка и сверление осуществляются механически и не требуют ручного управления.
Как работает фрезерный станок с ЧПУ
Процесс фрезерования с ЧПУ повторяет те же шаги, что и многие другие типы обработки, включая создание модели автоматизированного проектирования (САПР), настройку фрезера с ЧПУ и управление станком для создания желаемой детали. Вот быстрый пошаговый процесс:
- Создайте 2D- или 3D-дизайн детали в САПР и экспортируйте его в формат файла ЧПУ, который преобразуется в программу станка ЧПУ с использованием программного обеспечения CAM.
- Программа ЧПУ содержит исполняемый код (как правило G-код) с информацией обо всех необходимых операциях и перемещениях станка.
- Оператор подготавливает станок, устанавливая на рабочий стол зажимное приспособление, а также закрепляя фрезерные и фрезерно-гравировальный инструменты в шпинделе станка с ЧПУ.
- Используя станочный интерфейс, оператор запускает программу и контролирует ее на протяжении всего процесса, чтобы убедиться, что все идет гладко.
В зависимости от типа детали, которую необходимо создать, можно использовать горизонтальные или вертикальные фрезерные станки с ЧПУ. После начала фрезерования станок будет вращать режущий инструмент с невероятно высокой скоростью - до 24 тысяч оборотов в минуту!
Этот режущий инструмент может вращаться в разных направлениях и по нескольким осям. Он может создавать множество различных форм, отверстий и любых других поверхностей, которые требуются для детали. Фрезерование с ЧПУ часто используется для изготовления чистовых деталей из заготовки уже прошедшей черновую обработку, но его также можно использовать для придания формы заготовке от начала до конца.
Независимо от того, был ли материал обработан ранее или нет, фрезерный станок будет постепенно удалять материал, чтобы создать желаемую форму. По мере того, как процесс продолжается, он становится более точным и точным, поэтому готовая деталь соответствует правильным спецификациям. Кроме фрезерных работ, данные станки могут проводить фрезерно- гравировальные ЧПУ работы.
Виды фрезерных станков с ЧПУ
Фрезерные станки с ЧПУ делятся на категории в зависимости от количества осей, в которых они могут работать. Оси X и Y указывают, как заготовка относительно фрезы перемещается по горизонтали, а ось Z относится к вертикальному движению инструмента. Фрезеры, которые работают в координатах X,Y, Z называются трехкоординатными, они позволяют изготавливать огромное количество различных изделий, таких как, элементы декора, элементы мебели из массива с 3Д резьбой, сувенирная продукция (шкатулки, нарды, панно, иконостасы, ГО,) мебельные фасады, корпусная мебель, рамы, двери, технические изделия . Оси А и C относятся к угловым положениям инструмента или заготовки, что необходимо для изготовления таких изделий как, балясины, ножки кабриоль, входные столбы, тела вращения, статуэтки, бюсты, гнутые и выгнутые мебельные фасады.
Большинство фрезерных станков с ЧПУ имеют от трех до пяти осей:
Трехкоординатные (Трехосевые)- 2D, 2,5D, 3D обработка, раскрой листовых материалов.
Четырехкоординатные (Четырехосевые)-3D, 4D обработка, позиционная обработка, непрерывная 4 осевая обработка.
Пятиосевые (Пятикоординатные)- 3D, 4D, 5D-обработка, позиционная обработка 5 координатная, непрерывная 5 осевая обработка.
Агрегаты фрезерного станка с ЧПУ.
Как и следовало ожидать, конструкция фрезерного станка с ЧПУ довольно сложна, как и детали, которые они создают. Хотя разные фрезеры с ЧПУ могут отличаться, обычно они состоят из следующих частей:
Станина - это нижняя часть станка с ЧПУ, которая поддерживает машину. По сути, это основа, обеспечивающая стабильность в процессе фрезерования.
Шпиндель - это верхняя часть фрезерного станка с ЧПУ, где могут быть установлены держатели инструмента. В зависимости от задач на станке с ЧПУ могут быть установлены как один шпиндель, так и несколько (ЧПУ 2 шпинделя, станок 3 шпинделя, фрезер 4 шпинделя). Соответственно фрезерные станки с ЧПУ могут быть многошпиндельнми.
Рабочий стол- стол фрезерного станка с ЧПУ, который удерживает заготовку для обработки. Обычно размер обрабатываемой области определяется по модели станка, например: 4040- станок с ЧПУ с размером обрабатываемой заготовки 400мм х 400 мм. Самыми распространенными моделями (размерами рабочих столов) являются: 4040, 4060, 6060, 6090, 6012, 1212, 1515, 1325, 1525, 1531, 2131, 2141.
Оси станка с ЧПУ- Как уже упоминалось, на фрезерном станке с ЧПУ существует несколько различных осей: X, Y, Z, A, C. Станок работает по этим осям в зависимости от требований к изготовлению детали. Оси приводятся в движение за счет шарико-винтовых передач или зубчатых реек. В приводах осей используются шаговые двигатели (ШД), гибридные шаговые двигатели с энкодером (серво-шаговые), трехфазные серво двигатели.
Контроллер ЧПУ - это то, что управляет станком. Здесь оператор вводит G-код, определяющий функции машины. В зависимости от функционала станка с ЧПУ существуют следующие системы числового управления: NCStudio, RichAuto, A11, A12, A15, A18, Weihong, NK 105 G2, NK105 G3, SYNTEC, 6mb, 11mb, FC-60 ca, FANUC, SIEMENS.