Какие бывают фрезерные станки: Основные типы фрезерных станков и их компоновка

alexxlab | 04.07.2023 | 0 | Разное

11 основных типов станков с ЧПУ [Часть 1]

Благодаря огромным преимуществам технологии ЧПУ, она находит применение практически в каждой отрасли производства, независимо от масштаба. Производители всегда находятся в поиске новых технологий и станков с ЧПУ, которые они могут использовать для еще большего ускорения производства и экономии затрат.

В этой статье мы рассмотрим различные типы технологий обработки с ЧПУ. Мы также рассмотрим типы станков, классифицированных на основе множества факторов.

Что такое механическая обработка с ЧПУ?

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) позволяют автоматизировать промышленные производственные процессы. Эти станки выполняют всю работу, которая традиционно делалась вручную, например, придание формы и обработку материалов.

Эти станки работают по алгоритму, написанному конструкторами, которые инструктируют станки о том, куда двигаться, как работать и управлять другими вторичными процессами станков. Процесс обработки на станках с ЧПУ очень масштабируем и может создавать все, что угодно, от небольших электронных компонентов до крупномасштабных авиационных и аэрокосмических деталей.

Каковы различные типы станков с ЧПУ?

Как мы узнаем из последующих разделов, существует несколько способов классификации станков с ЧПУ. Самая основная классификация осуществляется в соответствии с конструкцией и функциями станка с ЧПУ. Согласно этой классификации, станки с ЧПУ бывают следующих типов:

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ используют режущие инструменты для удаления материала с заготовки и придания ей точной формы в соответствии с требуемыми характеристиками. Заготовка обычно фиксируется на месте, а высокоскоростной вращающийся режущий инструмент снимает с нее материал.

Фрезерные станки с ЧПУ могут иметь широкий спектр режущих инструментов, каждый из которых имеет различную форму реза. Некоторые распространенные режущие инструменты – концевые фрезы, развертки, торцевые фрезы, метчики, сверла и другие. Эти станки бывают как вертикальной, так и горизонтальной конструкции.

Применение фрезерных станков с ЧПУ

Некоторые распространенные области применения фрезерных станков с ЧПУ следующие:

• Шкафы;
• Мебель;
• Прототипы;
• Вывески;
• Музыкальные инструменты.

Ограничения фрезерных станков с ЧПУ

Фрезерная обработка с ЧПУ является широко распространенной технологией, поскольку она вполне успешно справляется со своей задачей, обеспечивая высокоскоростное производство с прецизионной обработкой с ЧПУ. Некоторые из факторов, которые могут рассматриваться как ограничения для определенных пользователей, следующие:

• Ограничение по размеру: Любой конкретный фрезерный станок с ЧПУ имеет ограничение по размеру детали, которую вы можете обрабатывать на нем. Этот размер обычно зависит от максимального расстояния перемещения инструментов и размера корпуса;
• Квалификация оператора: Фрезерные станки с ЧПУ требуют от операторов хороших навыков работы в этой области и с этими станками. Небольшая ошибка оператора может привести к значительным погрешностям в точности и проблемам проектирования на более поздних этапах;
• Стоимость: Некоторые пользователи считают относительно высокую начальную стоимость фрезерного станка с ЧПУ ограничением этого метода.
  Однако важно отметить, что высокая стоимость также приносит ряд преимуществ, таких как точность и прецизионная обработка с ЧПУ, которые другие альтернативы не обеспечивают.

Роутеры с ЧПУ (фрезерные станки с ЧПУ)

Изначально CNC milling machine (фрезерный станок с ЧПУ) и CNC Router (Роутер с ЧПУ) переводилось с английского языка как фрезерный станок с ЧПУ. Это произошло, из-за того, что у обоих типов этих станков есть много общего. Но давайте для большей ясности в этой статье разделим эти два понятия.

Роутеры с ЧПУ(фрезерные станки с ЧПУ) заменяют множество ручных инструментов, традиционно используемых в столярных и металлообрабатывающих мастерских, таких как сверлильные станки, панельные пилы и шпиндельные формовочные станки.

Применение роутеров с ЧПУ

Благодаря способности роутеров с ЧПУ вырезать сложные формы, их применение включает в себя:

• Резную деревянную мебель;
• Молдинги;
• Внутренние и внешние украшения;
• Резьба на дверях;
• Вывески;
• Музыкальные инструменты.

Ограничения роутеров с ЧПУ

• Высокий уровень шума: роутеры с ЧПУ обычно оснащены такими деталями, как шпиндель, вытяжная система и вакуумная система. Общая работа станка может создавать высокий уровень шума;
• Остаточная пыль: рабочая среда роутеров с ЧПУ содержит большое количество древесной или металлической пыли.

Плазменные резаки с ЧПУ

Плазменная резка с ЧПУ – это высокоточный процесс резки. Плазменные станки с ЧПУ используют электрическую разрядную дугу для ионизации воздуха и расплавления материала в месте удара дуги. Поскольку процесс осуществляется с помощью электрической дуги, он применим только к электропроводящим материалам.

Области применения плазморезов с ЧПУ

• Автомобильное производство;
• Ремонт автомобилей;
• Производственные цеха;
• Утилизация и отбраковка.

Ограничения плазморезов с ЧПУ

• Материалы: Плазменная резка позволяет резать только металлы и токопроводящие сплавы. Это ограничение является решающим для пользователей, которые хотят обрабатывать такие материалы, как дерево и пластик;
• Зоны термического воздействия: Плазменная резка – это процесс горячей резки, который осуществляется путем плавления материала. В результате на месте разреза остаются визуально видимые зоны термического воздействия (ЗТВ).

Токарные и токарно-винторезные станки с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ работают за счет вращения материала заготовки вокруг центральной оси. Затем к заготовке подводится режущий инструмент для удаления материала и придания ей формы требуемого изделия.

Токарные станки с ЧПУ используются для различных процессов, таких как резка, шлифовка, торцевание, сверление, точение, накатка и т.д. При токарной обработке с ЧПУ невращающийся режущий инструмент линейно перемещается по вращающейся заготовке, создавая спиралевидную траекторию резания.

Применение токарных и токарно-винторезных станков с ЧПУ

Токарный станок с ЧПУ находит применение практически во всех отраслях промышленности для изготовления таких инструментов, как:

• Распределительные валы;
• Автомобильные запчасти;
• Стволы оружия;
• Коленчатые валы;
• Бейсбольные биты;
• Музыкальные инструменты;
• Обеденные столы;
• Мебельные ножки.

Ограничения токарных и токарно-винторезных станков с ЧПУ

• Симметричная природа: Токарные станки с ЧПУ в целом могут создавать только симметричные компоненты из-за способа формирования материалов. Поэтому эти станки не справляются, когда требуются нестандартные, асимметричные формы.

Станок лазерной резки с ЧПУ

Лазерные резаки с ЧПУ используют световые лучи для резки листов любого материала. Лазерный резак с ЧПУ – это один из самых точных процессов резки, точность которого выше, чем даже у плазменной резки. Лазерные резаки с ЧПУ не ограничиваются токопроводящими материалами, поскольку они могут резать материалы любого типа.

Области применения лазерных резаков с ЧПУ

• Аэрокосмические детали;
• Автомобильные рамы;
• Медицинское оборудование;
• Гравировка материалов.

Ограничения лазерных резаков с ЧПУ

• Ограниченная толщина: Станки лазерной резки ограничены максимальной толщиной материала, который вы можете разрезать с их помощью;
• Технические знания: Для работы на станках лазерной резки требуются высококвалифицированные операторы. Эти станки работают с мощным лазером, который может отражаться назад, поэтому требуется опытный оператор, чтобы знать, как правильно ими управлять.

Электроэрозионные станки с ЧПУ (EDM)

Электроэрозионные станки (EDM) работают аналогично плазменным резакам, используя электрическую дугу для удаления материала в требуемом месте. Этот метод полезен для создания быстрых двухмерных разрезов на металлических листах.

Области применения электроэрозионных станков с ЧПУ

• Изготовление пресс-форм для литья под давлением;
• Литье под давлением;
• Заготовительные пуансоны;
• Прототипирование.

Ограничения электроэрозионных станков с ЧПУ

• Ограничения по материалам: Электроэрозионная обработка с ЧПУ работает только для проводящих материалов. Вы не можете использовать этот метод для обработки пластика, керамики, дерева или любого другого непроводящего материала;
• Медленная скорость резки: Резка EDM очень медленная на углах и кривых из-за высокого износа электродов. Это приводит к увеличению затрат, а также к замедлению производства в целом.

Станки гидроабразивной резки с ЧПУ

Гидроабразивный станок с ЧПУ использует очень тонкую струю воды для резки любого материала. Это один из самых универсальных методов резки благодаря его способности работать с любым типом материала. Гидроабразивные станки с более высокой осью способны выполнять и трехмерную резку. Кроме того, толщина материала, пригодного для гидроабразивной резки, достаточно высока.

Области применения гидроабразивной резки с ЧПУ

• Резка пенопласта;
• Резка бумаги;
• Горное дело;
• Резка текстиля;
• Резка металлических блоков.

Ограничения гидроабразивной резки с ЧПУ

• Время резки: Гидроабразивная резка – это более медленный процесс резки, чем другие альтернативы. Скорость особенно снижается при обработке углов и криволинейных срезов;
• Разрушение деталей: Гидроабразивные резаки работают за счет использования струй сверхвысокого давления. При использовании низкокачественной гидроабразивной системы существует вероятность поломки компонентов резака.

Обзор разновидностей фрезерных станков по металлу

Фрезерные станки предназначены для обработки металлических заготовок с помощью фрезы. Главный элемент станка это режущий инструмент, при вращении которого осуществляется процесс фрезерования. Заготовка в свою очередь перемещается при помощи поступательных движений, которые называются движением подачи. Широкое распространение подобное оборудование получило в области металлообработки в промышленной сфере.

Конструктивное разнообразие фрезерных станков обусловлено тем, что фрезерованию подлежит детали различной формы, длины и разной сложностью поверхности.

Несмотря на разнообразие, все виды фрезерных станков имеют общие конструктивные элементы.

Возможности фрезерного оборудования расширяется при помощи дополнительных элементов:

• универсальная, вертикальная или долбежная головка;
• универсальный делительный аппарат;
• круглый делительный стол;
• устройство для нарезания гребенок.

Горизонтально-фрезерные

Станок имеет шпиндель, который расположен горизонтально. Такой тип оборудования применяется для обработки небольших заготовок. Конструкция станка позволяет обрабатывать винтовые и фасонные, горизонтальные и вертикальные поверхности, а также углы и пазы. Для обработки детали используются фрезы разного типа – дисковые, цилиндрические, угловые, концевые, торцевые и фасонные.

Отличительная особенность горизонтально-фрезерного станка это возможность перемещать стол параллельно и перпендикулярно оси шпинделя. Все элементы станка смонтированы на станине. Внутри станины установлена шпиндельный узел и коробка скоростей. Для поддержки инструмента предусмотрены серьги и хобот. На консоли установлена коробка подач, которая перемещается по вертикальным направляющим.

Вертикально-фрезерные (консольные)

Для обработки деталей в данном виде станков используется концевые, торцевые, цилиндрические и фасонные фрезы. Также предусмотрено выполнение сверлильных работ. Вертикально-фрезерные станки используются для обработки углов, замков, пазов, колес, горизонтальных и вертикальных плоскостей, которые выполнены из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов.

Такой тип оборудование не оснащен консолью, при этом стол перемещается по направляющим станины. Такая конструкция обладает большой прочностью, что гарантирует точность обработки. В данном случае шпиндельная головка является коробкой скоростей. Шпиндель с гильзой двигается в осевом направлении.

Различают два типа вертикально-фрезерного оборудования:

• консольно-фрезерный станок;
• фрезерный станок без консоли.

Сверлильно-фрезерные станки

Сверлильно-фрезерные станки используются для обработки горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей, а также пазов в заготовках большого размера.

Благодаря совмещению двух процессов (сверление и фрезеровка) в одном оборудовании значительно экономится производственное пространство, а также сокращаются расходы при производстве.

Головка станка позволяет делать обработку наклонных плоскостей и сверлить под углом. Головка оснащена автоматическим реверсивным циклом.

Универсальные

Универсальные станки используются в мелкосерийном производстве, небольших ремонтных мастерских, а также инструментальных цехах. Оборудование предназначено для изготовления деталей способом фрезеровки.

Конструктивные особенности данного вида оборудования позволяют проводить работы качественно и быстро. Шпиндель и коробка скоростей размещаются внутри станины вместе с другими элементами станка. Консоль передвигается по вертикальным направляющим, а по консольным направляющим перемещаются салазки с поворотным устройством, на котором располагается специальный стол, он в свою очередь, перемещается в горизонтальной плоскости под разными углами относительно оси шпинделя.

Широкоуниверсальные

Широкоуниверсальные фрезерные станки используют для выполнения фрезерных работ со сталью, чугуном и сплавами. В отличие от горизонтально-фрезерных станков, имеет вторую шпиндельную головку, установленную на выдвижном хоботе. Головка поворачивать под любым углом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Станок позволяет работать одновременно с двумя шпинделями. На поворотной головке устанавливают накладную фрезерную головку, которая дает возможность работать с заготовками сложной формы. Станок позволяет не только фрезеровать, но и сверлить, растачивать и зенкеровать.

В некоторых моделях широкоуниверсальных станков вместо консольной панели используют специальную каретку, которая имеет вертикальную рабочую поверхность и Т-образные пазы. АН каретку устанавливается дополнительные элементы – стол или другие делительные устройства.

Бесконсольные фрезерные

Один из самых слабых узлов любого фрезерного станка является консоль. Поэтому часто при производстве крупногабаритных деталей используют оборудование без консоли.

В таком станке стол двигается по горизонтальным направляющим, которые имеют поперечное перемещение по направляющим станины. Это позволяет перемещаться столу в трех направлениях – продольно, горизонтально и поперечно. Вертикально перемещаться может только шпиндельная головка по направляющим стойки.

Продольно-фрезерные

Стол в таком станке перемещается только в продольном направлении. Вертикальное и поперечное перемещение возможно только для шпиндельной бабки и шпинделя. Продольно-фрезерные станки бывают одностоечными и двухстоечными с размерами стола от 320×1000 мм, до 3600×12000 мм.

На стойках смонтированы шпиндельные бабки с горизонтальными шпинделями. Некоторые модели имеют траверсу или поперечину, на которой установлены шпиндельные бабки с вертикальными шпинделями.

При наладке продольно-фрезерного оборудования шпиндельные бабки с горизонтальными шпинделями можно перемещать по стойкам вверх и вниз. Шпиндельные бабки с вертикальными шпинделями – влево и вправо по траверсе, а вверх и вниз вместе с траверсой.

Копировально-фрезерные (объемно-фрезерные)

Данный тип оборудование используется для работы со сложными деталями, для создания неплоских поверхностей, которые отвечают исходному образцу. Также станки используют для производства объемных скульптурных деталей.

Различают такие типы копировально-фрезерных станков:

• с нижним расположением шпинделя – на шпинделе расположено несколько фрез, которые устанавливаются в рабочее положение, благодаря перемещению шпинделя по высоте;
• с верхним расположением шпинделя – шпиндель вращается при помощи клиноременной передачи. Рабочий стол устройства оснащен направляющей линейкой. В вырезе стола находится приводной обрезиненный приводной ролик, а в другой части неприводной ролик, который прижимается к первому педалью;
• с верхним шпинделем и подвижным столом. Главное отличие, которых заключается в том, что для заготовок перемещается в двух направлениях;
• двусторонние с подвижной кареткой – имеют протяженную станину с направляющими, по которым двигается каретка.

Шпоночные фрезерные

Данный вид станков используется для фрезерования врезных шпоночных канавок концевыми фрезами. Существует два способа прорезания шпоночных канавок:

• Первый способ. Сначала врезается на полную глубину канавки, а затем перемещается в продольном направлении.
• Второй способ. Фреза, совершая возвратно-поступательные движения вдоль шпоночной канавки, врезается на каждом ходу на некоторую глубину.

Вертикальный шпоночно-фрезерный станок имеет основание, на котором установлена стойка. По вертикальным направляющим стойки перемещается консоль. Стол имеет только установочное поперечное перемещение по направляющим консоли. На верхней части стойки закреплена головка с продольными направляющими для движущейся возвратно-поступательно шпиндельной каретки. Шпиндельный узел каретки перемещается по вертикали в конце каждого рабочего хода на заданную глубину резания.

Фрезерные станки с ЧПУ

Станки данного вида используются для массового производства деталей высокого качества для разных областей промышленности.

Фрезерные станки с ЧПУ кардинально отличаются от других типов станков, благодаря применению передовых технологий.

Особенностью такого оборудования является большая скорость производства, а также высокое качество полученных деталей.

Настольные фрезерные станки

Станки такого типа легко обрабатывают сталь и чугун. Конструкция предусматривает наличие подвижного стола, который передвигается по горизонтали. Основной инструмент движется по вертикали.

Возле стола по направляющим перемещаются стойки, которые соединены с порталом и направляющими для поперечного движения каретки со шпиндельным узлом. Каждый вал соединен с шаговым двигателем. Компьютерное управление позволяет перемещать заготовку в трех осях. Шпиндель имеет собственный отдельный привод с регулируемой скоростью вращения.

Настольные фрезерные станки с ЧПУ

Станки предназначены для фрезерных работ, сверления и зенкерования. Кроме того, позволяют выполнять работы по растачиванию отверстий в деталях из металла и сплавов. Оборудование используется в единичном, мелкосерийном и серийном производстве. Настольные станки с ЧПУ оснащается приводами, которые управляются контроллерами, подключенными компьютеру.

Основные преимущества данного типа оборудования:

• большая производительность благодаря компьютерному управлению;
• отсутствие необходимости большого количества персонала;
• уменьшение сроков перехода на изготовление новых деталей;
• практичное и простое технологическое оснащение;
• сокращение сроков производства.

Фрезерный станок | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полета на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые питают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Связанный контент

Что такое CAM для фрезерования?

Перейти к содержимому

• 30 августа 2021 г.
• Мишель Немет
• Опубликовано в Продукт

CAM для фрезерования является одним из наиболее часто используемых методов в мире производства для производства деталей чрезвычайно точных форм и размеров, поскольку он сочетает в себе два мощных инструмента: фрезерование и программное обеспечение CAM. Фрезерование — это тип процесса субтрактивной обработки, означающий удаление материала с заготовки. Он делает это с помощью вращающегося инструмента, такого как концевая фреза, для резки материала заготовки. Автоматизированное производство (CAM) относится к использованию специализированного программного обеспечения для автоматизации производства на совместимом оборудовании. Программное обеспечение CAM использует файлы деталей, созданные в программном обеспечении автоматизированного проектирования (САПР), и создает код для управления станками с ЧПУ для резки детали. Mastercam, например, представляет собой программное обеспечение CAM со встроенным CAD, но вы также можете импортировать файлы CAD практически из любого программного обеспечения CAD для подготовки к обработке на фрезерном станке с ЧПУ. CAM для фрезерования — это использование программного обеспечения CAM для автоматизации фрезерных станков с ЧПУ для эффективного производства.

Каковы преимущества CAM для фрезерования?

Альтернативой использованию программного обеспечения CAM для автоматизации процесса фрезерования на станке с ЧПУ является использование ручного фрезерного станка или создание G-кода станка с ЧПУ вручную. Оба варианта отнимают много времени и оставляют возможность для человеческой ошибки. Почти всегда лучше оставить этот процесс на усмотрение сложного программного обеспечения, которое предназначено для поиска наиболее эффективного возможного процесса обработки. С помощью этой опции магазины также могут сохранять файлы на случай, если в будущем они снова будут производить те же детали. Мало того, что магазины могут соответствовать строгим стандартам, автоматизация также приводит к значительному увеличению скорости производства и эффективности по сравнению с альтернативным процессом измельчения.

В чем разница между 2D и 3D фрезерованием?

Разница между 2D-фрезерованием и 3D-фрезерованием в основном заключается в количестве осей станка, которые могут быть заданы в каждой строке кода ЧПУ. Как правило, при 2D-фрезеровании только оси X и Y будут использоваться для любого движения станка. Напротив, при 3D-фрезеровании можно использовать одновременное перемещение по осям X, Y и Z. Например, при фрезеровании в 2D можно перемещаться только из стороны в сторону, по направлению к окну и от него. В 3D-фрезеровании можно было перемещаться из стороны в сторону, вперед-назад и вверх-вниз одновременно. При обработке сложных поверхностей, например при обработке компонентов пресс-форм и штампов, Mastercam Mill 3D можно использовать для программирования любой сложной поверхности или набора поверхностей.

Решения для фрезерных станков Mastercam

От методов общего назначения, таких как оптимизированная обработка карманов, до узкоспециализированных траекторий, таких как 5-осевая турбинная резка, с помощью Mastercam Mill детали изготавливаются быстрее, с большей точностью, качеством и повторяемостью.