Покупка первого чпу фрезера. Выбираем оптимальный размер поля. Критерии выбора фрезерного станка с чпу

Вы неоднократно хотели узнать возможности фрезерного станка с ЧПУ? Перед тем, как начать поиск такого станка для своих целей, необходимо определить, для чего именно вы будете его использовать. Размер и функции фрезерного станка с ЧПУ для обработки различных материалов могут значительно отличаться, но в целом они схожи для всех видов станков.

В первую очередь необходимо определиться с размерами машины и убедиться, что для нее хватит места в помещении (цеху или мастерской). Потом нужно изучить последние новости в мире ЧПУ и убедиться, что покупаемый вами станок соответствует всем новациям (только если это важно и не критично в финансовом плане).

Одним из значительных факторов, влияющим на выбор фрезерного станка с ЧПУ, является стоимость покупки и установки. ЧПУ, что расшифровывается как «Числовое Программное Управление», представляет собой процесс управления автоматом с помощью компьютерной программы. В недалеком прошлом, качественные машины были очень дорогими, но сейчас их цена значительно снизилась.

Перед приобретением обязательно нужно узнать о точности покупаемого станка и его скорости, а также, как их изменение будет отражаться на стоимости.

Более быстрые машины, которые могут делать резку и фрезерование с определенным допуском, будут стоить дороже, в то время как более медленные, меньшие по габаритам и менее точные будут стоить дешевле. Для любительских целей или домашней мастерской вполне достаточно станка с невысокой скоростью работы, а для профессионального использования, чтобы справиться со всей рабочей нагрузкой, лучше сделать выбор в сторону автомата с большой скоростью обработки и высокой точностью.

Классификация фрезерных станков с ЧПУ

Классификация фрезерных станков ЧПУ довольно различна. Некоторые модели станков будут отличаться по конструкции, а именно, возможностью фрезерного станка с ЧПУ самостоятельно менять инструмент. Эта функция позволяет станку, выбирая по программе, заменять рабочий инструмент (фрезу) без вмешательства человека. Машина знает, какую фрезу следует выбрать и использовать для определенных задач, что позволяет непрерывно обрабатывать заготовку без остановки.

Более дешевые станки нуждаются в ручной замене режущего инструмента, что добавляет работы оператору и замедляет весь процесс в целом. Станок производит резку кромок и даже фигур внутри заготовки, где затрудняется смена инструмента, с помощью быстро вращающихся фрез, установленных на двигателе. Ручная же замена рабочего инструмента потребует постоянного внимания к процессу.

Другие функции, которые необходимо рассмотреть при выборе фрезерного станка с ЧПУ, это:

система охлаждения шпинделя (воздушное или жидкостное);
широкая платформа, на которой без труда можно закрепить деталь для фрезеровки;
высококачественные материалы рамы, такие как сталь и алюминий;
простота в использовании ЧПУ Программ.

Какой фрезерный станок с ЧПУ выбрать, исходя из таких функций?

Одной из очень полезных опций для фрезерного станка, является система сбора и отвода пыли (вытяжка), которая отводит пыль прямо от места реза, что позволяет держать в чистоте рабочее помещение. Система сбора пыли предотвратит накопление мелких частиц в воздухе, таким образом, избегая проблем с дыханием, плохой видимости и т. д.

Как правильно выбрать машину с ЧПУ

Существует множество типов и производителей станков с ЧПУ. При покупке нового или бывшего в употреблении (б/у) станка с ЧПУ существует ряд ключевых характеристик, на которые следует обратить внимание.

На рисунке изображена простая конструкция фрезерного станка с ЧПУ, он состоит из таких частей:

Ось Х;
Ось Y;
Ось Z;
Привод оси X;
Привод оси Y;
Рабочий стол;
Шпиндель;
Патрон для установки режущего инструмента;
Корпус станка (в данном случае алюминиевый).

Рассмотрим самые важные характеристики станка:

Количество осей

Это самое фундаментальное качество любой машины с ЧПУ. В большинстве базовых конструкций режущая головка перемещается в трех направлениях — X, Y и Z — и сам инструмент всегда направлен вниз и совмещен с осью Z. Эта конструкция немного ограничена по сравнению с много направленными машинами, содержащими четвертую и даже пятую ось.

Материал, из которого сделан станок

Чугунная или стальная конструкция обеспечивает более высокий уровень жесткости и возможность изготавливать даже самое большое рабочее пространство, но является очень тяжелой. Если перемещение станка по мастерской не планируется, то такой вариант является оптимальным, если же планируются частые перестановки, то лучше обратить внимания на станки из алюминия, они гораздо легче, а по прочности практически не уступают стальным.

В случае, если вы будете обрабатывать мягкие материалы и станок не будет испытывать больших нагрузок при работе, то можно сделать выбор в сторону конструкции из полимерных материалов (акрил, ПВХ).

Использование специализированного шпинделя

Шпиндель, соединяющий двигатель и вращающийся инструмент, оказывает большое влияние на точность станка с ЧПУ. Его основная задача — обеспечить, чтобы вращение инструмента было сконцентрировано в одной точке, имело минимальную вибрацию, и чтобы эти условия соблюдались даже при максимальной нагрузке.

Шпиндель более высокого качества увеличивает точность, уменьшив общее количество колебаний по сторонам, а также уменьшает разницу между предполагаемым и фактическим диаметром инструмента.

Для цветных металлов, древесины, пластмассы и других похожих материалов рекомендуется высокая скорость вращения шпинделя. Обрабатывая мягкие материалы на низких скоростях шпинделя, канавки на торцевых фрезах будут забиваться стружкой и портить деталь. Единственный способ избежать гуммирования фрез в мягких материалах при низких оборотах шпинделя — это снизить скорость подачи.

Диапазоны механического перемещения

Большие диапазоны перемещения инструмента позволяют обрабатывать большую площадь заготовки за один проход. Чтобы определить габариты станка, который вам нужен, продумайте, изделия с каким максимальным размером вы собираетесь производить на нем.

Скорости перемещения

Есть много факторов, которые влияют на количество времени, затрачиваемое для выполнения обработки определенной заготовки, но главным из них всегда является производительность самого станка с ЧПУ. «А почему бы не провести обработку на максимальной скорости?» – спросите вы. Как уже было написано выше, высокая скорость передвижения не всегда положительно сказывается на качестве готовой продукции. Например, акрил, при большой скорости подачи начинает плавиться и деформироваться, древесина обугливается, это плохо сказывается и на рабочем инструменте, фрезы тоже «горят».

Если вы задаетесь вопросом: «Как выбрать фрезерный станок с ЧПУ?», то очень важно обратить внимание на максимальную скорость передвижения, если он будет использован не для любительских целей.

Шаговый двигатель или сервопривод: достоинства и недостатки

Типы приводных двигателей для каждой из осей делятся на шаговые двигатели и сервоприводы.

Сервоприводы имеют более высокую точность по сравнению с шаговыми, и стоят намного дороже. Основным преимуществом сервосистемы является то, что она проверяет свое положение при каждом движении относительно независимого измерительного устройства — стеклянной шкалы. Это целый комплекс.

Сервопривод

Шаговые двигатели — это системы с открытым контуром, выполняющие цепочку команд без проверки положения относительно измерительного устройства.

Шаговый двигатель

Однозначно, сервоприводы являются более точными, но и шаговые двигатели в работе добавляют не очень большую погрешность. Выбор между серво и шаговой системой зависит только от того, насколько точным должен быть конечный продукт.

Выбор оборудования для организации производства – это непростая задача, требующая специальных инженерных знаний и профессиональной подготовки. Каждый вид оборудования подбирается, исходя из конкретных нужд и задач производства. При грамотной организации производства составляется технологическая карта операций, где расписано:

Какие необходимо выполнить операции
Какова последовательность выполнения операций
Какова периодичность выполнения повторяющихся операций
Сколько времени необходимо на выполнение каждой из операций
Какие материалы и какое оборудование необходимо для выполнения операций.

Развитие производства ставило разные задачи по обработке заготовок, потому конструкции фрезерных станков также менялись и развивались, что привело к огромному количеству типов и моделей данного вида оборудования. Фрезерные станки бывают горизонтальными, вертикальными, консольными и бесконсольными, продольными, универсальными и т. п. Название станка, как правило, отображает расположение шпиндельной оси или способ фрезерования деталей.

На фрезерных станках можно использовать различные типы фрез в зависимости от поставленной производственной задачи. Существует несколько типов фрез:

шпоночные,
фасонные,
цилиндрические,
концевые,
торцевые,
дисковые.

Фрезы имеют одну или несколько режущих поверхностей. Каждый тип предназначен для выполнения конкретной операции. Шпоночные фрезы, например, выбирают паз под шпонку, цилиндрические - обрабатывают плоскости, отрезные - прорезают канавки и пазы и т. д.

Критерии выбора фрезерного станка с ЧПУ

При выборе типа станка необходимо определить те задачи, которые способен выполнить приобретаемый станок. Критериями при выборе фрезерного станка с ЧПУ могут быть следующие:

Способы управления станком
Характеристики шпинделя
Комплектация станка

Высота портала и размеры рабочей зоны

Важным критерием при выборе фрезерного станка является высота портала и размер рабочей зоны. Малогабаритные изделия можно обрабатывать на малогабаритном станке, а для обработки крупногабаритных заготовок необходим полноразмерный станок. Рабочая площадь станка в любом случае должна быть больше габаритов заготовки для того, чтобы была возможность заготовку закрепить струбцинами. Если станок имеет вакуумный стол, то необходимость в закреплении заготовки отпадает, размеры рабочей зоны станка могут быть одинаковыми с размерами заготовки.

Высота портала зависит от толщины заготовки и от необходимости устанавливать поворотную ось. Высота измеряется от рабочего стола до цанги. Так если высота портала 100 мм, а фреза из цанги выступает на 30 мм, то толщина заготовки не может быть больше 70 мм. Чем больше высота портала и диапазон движения шпинделя, тем лучше, т.к. со временем небольшая высота портала может стать непреодолимым препятствием в использовании станка.

Способы управления станком

Фрезерные станки могут управляться различными способами:

С помощью персонального компьютера, когда станок подключается к компьютеру при помощи специальной платы. При этом на компьютер устанавливается управляющие программы, в которых задаются частота вращения шпинделя и скорость подачи заготовки. Такой способ управления идеален для индивидуального производства, так как управлять станком и создавать управляющие программы можно, пользуясь одним ПК.
С помощью DSP контроллера – небольшого пульта, управляющего станком. Такое управление удобно для серийного производства большого ассортимента стандартных деталей. Управляющие программы вводятся в контроллер с флэш-носителя. Это удобно при серийном производстве тем, что управляющие программы не меняются так долго, пока есть спрос на серию выпускаемых деталей.
С помощью специальных систем управления станком, позволяющих управлять сменой инструмента в автоматическом режиме, программно корректировать длину инструмента, обеспечивать обратную связь с серводвигателями и многое другое.

Господа, приветствую! Надумалось приобрести чпу фрезерный станок по металлу. Весь собственно вопрос в размере девайса и хода по осям. Не могу купить 1500х1500х1500 просто чтоб был запас, важно приобрести машину которая будет загружена и отрабатывала вложенные бабки на 100%.Не могу себе позволить купить здоровенный хаас и обрабатывать на нем детали 200х200х50 мм. Покупка должна быть максимально практичной. Понимаю что на большой стол можно выставить сразу 5 заготовок мелких, но обойдусь. Сменю заготовку и перепривяжу заново. В целом я думаю те кто работают на производстве должны примерно представлять какой примерно размер детали самый ходовой +-, какой редко используется. В общем от практиков хотелось бы услышать нечто вроде совета на какое поле обработки смотреть. К примеру у кого то есть в цеху 2-3 хааса и вот какие в среднем изделия на них получаются? Или хотя бы до какого размера смотреть? Буду очень благодарен. Если есть еще рекомендации и по токарным, то было бы вообще здорово. Возможно кто то видит что иметь мелкий с фрезерной приспособой лучше чем нечто вроде 16к20 с револьверкой.

evidence 03 November 2016 - 22:18

Город: Киев

Покупка первого чпу фрезера. Выбираем оптимальный размер поля

А как понимать "самый ходовой размер деталей"? Это ж не Икеа

Вообще, самый "ходовой" размер станков - это с расходом по Х в районе 750мм. В таких случаях Y и Z до 500-550мм. Это если классическая компоновка, а не портал.
У меня есть ОЦ и с 750мм и с 1000мм, но скажу честно, детали, для которых нужны даже и 750мм расхода, пока не встречались. Стандартный набор на столе - это две пары тисков с разжимом в 200мм и 160-й патрон. Иногда уголок. Комплект шпанайзеров для каждого станка обязателен.

По токарным, Ваше сравнение неправильно, так как нормальный б.у. Мазак с приводным инструментом стоит 30-35к у.е., а 16а20ф3 (или как там они...) стоит 5к у.е., при равных габаритах обработки. Только Мазак крутит спокойно 3500 оборотов, а 16к20 уже при 2000 "взлетает", и деталь выходит не за полчаса, а за 3-4 минуты. Но опять же таки, все зависит от конкретной работы. Ведь можно взять и с приводным, с контр-шпинделем, и с Y-осью, а точить шпильки-втулки-ширпотреб. Опять же, из личного опыта, не попадались мне работы, где без приводного, ну никак не обойтись. Хотя много деталей дорабатываем вручную и приводным только производим операцию центровки, а сверление и нарезание резьбы уже "ручками", или все операции с отверстиями перебрасываем на фрезерный, так как там оправок по более))