Як працює Фрезерний верстат з ЧПУ

0 Comments

Принцип роботи фрезерувального верстата з ЧПУ

Фрезерування — вельми поширений спосіб обробки пластику або алюмінієвого композиту. Домогтися максимальної швидкості і точності дозволяють пристрої з числовим програмним управлінням (ЧПУ). Розглянемо докладніше принципи роботи фрезерного верстата з ЧПУ і його переваги.

Фрезерний верстат з ЧПУ: принцип роботи

Принцип роботи фрезерного верстата з ЧПУ полягає в тому, що ЧПУ використовує цифрові файли і інтерпретує дизайн як інструкції для руху інструментів. Здатність програмувати керування підвищує продуктивність, автоматизуючи високотехнологічні і трудомісткі процеси.

У загальних рисах процес створення або обробки деталі на фрезерувальному верстаті складається з таких етапів:

  • розробка моделі у відповідному програмному забезпеченні;
  • перетворення файлу в програму ЧПУ;
  • настройка обладнання;
  • безпосередньо фрезерування

Обертовий циліндричний різак (фреза) у фрезерному верстаті з ЧПУ може переміщуватися по декількох осях, створюючи унікальні форми, пази, отвори і деталі — виїмки, канавки, кишені. Більшість верстатів працюють на трьох-п’яти осях, що дозволяє передовим інструментам виконувати обробку з надзвичайно складною геометрією.

Сучасні ЧПУ-фрезери представлені як в горизонтальних, так і в вертикальних модифікаціях і дозволяють обробляти деталі з дерева, пластика, алюмінієвого композиту і металів. Сучасне оснащення верстата обов’язково передбачає наявність системи охолодження і можливість зміни інструментів.

Успішне фрезерування залежить від трьох складових:

  • достатньо гострої різальної крайки фрези;
  • правильно виставленої швидкості обертання фрези;
  • правильної швидкості подачі і просування матеріалу.

Фрезерний верстат з ЧПУ: переваги

Найочевиднішим перевагою ЧПУ, особливо у виробництві, є автоматизація. Якщо виробнику необхідно створити тисячі однакових деталей, налаштування необхідно виконати тільки один раз. Потім один оператор може одночасно запускати кілька машин, просто завантажуючи і вивантажуючи деталі і натискаючи кнопку «Пуск». Ця ефективність привела до можливості масового виробництва складних оброблених деталей.

Ще однією ключовою перевагою ЧПУ є точність і повторюваність. Підтримувати жорсткі допуски при ручному управлінні верстатом непросто. Потрібно, щоб оператор мав хороші математичні навички, знав машину і приділяв велику увагу деталям. Якщо машиніст повертає рукоятку на кілька градусів далі, деталь, можливо, доведеться утилізувати, оскільки вона не відповідає допускам, необхідним інженерам.

Верстати з ЧПУ, з іншого боку, можуть ідеально повторювати свої програми знову і знову. Після того, як програма обробки деталей була запущена і налагоджена, виробник може бути упевнений, що всі деталі будуть ідентичні одна одній. Поки верстат працює нормально, а інструмент у порядку, одна програма обробки деталі може працювати нескінченно з ідеальними результатами.

В автоматизованих верстатах ризик людської помилки зводиться до мінімуму. За допомогою комп’ютерних програм можна отримувати деталі високої точності з похибкою аж до 50 мкм. Важливим є і те, що верстати з ЧПУ здатні до рухів, які люди не можуть відтворити.

Також варто згадати про економію робочого часу. Один фахівець може одночасно керувати декількома верстатами з ЧПУ і отримувати при цьому чудові результати, виробляючи деталі найвищої складності.

Ще одна перевага — величезний асортимент оброблюваних матеріалів, включаючи метали, пластики, дерево, АКП.

Першокласний результат на Mecanumeric MecaPro 3020

Компанія AVERS пропонує українським рекламістам скористатися професійними послугами фрезерування на промисловому обладнанні Mecanumeric MecaPro 3020. Завдяки цьому рішенню, ви можете виготовити:

  • рекламні букви, фігури, світлові конструкції;
  • інтер’єрний декор;
  • оригінальні світильники і багато іншого

Устаткування пропонує високу точність роботи (+/- 50 мкм) і може обробляти заготовки довжиною до 6 м і висотою до 250 мм. Таким чином, можна фрезерувати лицьову поверхню товстих виробів, наприклад, рекламних щитів, а також можна наносити об’ємний текст або рельєфно декорувати товсті пластикові плити або АКП.

Паз після фрезерування практично не потрібно обробляти, досягається 8-10 клас чистоти. Ще одна перевага — автоматизоване розміщення деталей на аркуші, що дає можливість зменшити відходи і знизити вартість замовлення.

Отже, розуміючи принцип роботи ЧПУ-верстата ви можете точніше уявити собі його можливості і ефективно використовувати ці знання в дизайні майбутніх шедеврів вашої реклами і фасадної творчості.

Компанія AVERS пропонує українським користувачам великий вибір матеріалів для реклами і дизайну, а також послуги з їх професійної обробки. Звертайтеся у чат або за телефонами за професійною консультацією.

Як працює фрезерування з ЧПУ

Фрезерування з ЧПУ це виробничий процес, під час якого керований комп’ютером верстат видаляє матеріал із суцільного блоку матеріалу (відомого як заготовка) для створення спеціально розробленої деталі або продукту. Букви «CNC» означають «комп’ютерне числове керування», що означає, що фрезерний верстат запрограмовано за допомогою комп’ютерного програмного забезпечення, щоб керувати його ріжучими інструментами по заздалегідь визначеній траєкторії для створення потрібної форми.

Процес фрезерування з ЧПУ

Технологія ЧПК, розроблена в 1950-х роках, зробила значний крок вперед із появою комп’ютерів у 1980-х роках. Процес ЧПК починається з двовимірного або тривимірного візуалізації, створеного комп’ютером, на відміну від інших методів виробництва. Інструкції створюються за допомогою САПР, системи автоматизованого проектування, для виконання верстатами з ЧПК.

Програмне забезпечення САПР точно визначає розміри та вимоги до деталей. Він використовується інженерами та дизайнерами для перевірки, вдосконалення та затвердження прототипів. Завдяки цьому методу вони можуть детально перевіряти свої ідеї без необхідності створювати прототип на машині. CAD пропонує переваги безпечної роботи над концепцією без втрати часу чи праці. Сьогодні на ринку є багато предметів, які вперше були розроблені з використанням Програмне забезпечення САПР.

Щоб запрограмувати верстат з ЧПК, деталь потрібно перетворити на мову програмування. Інструкції для верстата з ЧПК перетворюються на загальний або інший код, G-Code або M-Code за допомогою CAM, автоматизованого виробництва.

Перекладена інформація надсилається на виробництво для налаштування верстата з ЧПК і завантаження програм CAD. Додавання інструментів, вставлення сировини та тестування процесу – це всі частини налаштування обладнання. Після того, як верстат з ЧПК запрограмований, вставляється сировина або заготовка. Щоб створити готовий продукт, машина автоматично виконує запрограмовані інструкції.

Окрім металу, пластику, скла та дерева, ЧПК здатний також змінювати форму багатьох інших матеріалів. Його можна запрограмувати на виробництво спеціально розроблених деталей відповідно до точних специфікацій за лічені хвилини. У сучасному виробництві за допомогою ЧПУ виробляється різноманітна продукція ефективно та економічно.

З 1952 року фрезерування з ЧПК було найпоширенішим видом обробки з ЧПК. З початку 19 століття фрезерування було одним із найстаріших процесів виробництва. Оскільки він призначений для видалення матеріалу із заготовки, він є ідеальним партнером для методу ЧПК.

Фрезерні верстати з ЧПУ

Фрезерний верстат з ЧПК — це різновид верстатів, які використовують технологію цифрового програмного керування (ЧПК) для автоматизації процесу обробки. Фрезерні верстати з ЧПК широко використовуються в обробній промисловості для виробництва високоточних компонентів для різних застосувань.

Основним принципом фрезерного верстата з ЧПК є видалення матеріалу з заготовки шляхом обертання ріжучого інструменту на високій швидкості, а заготовка утримується нерухомо. Ріжучий інструмент керується комп’ютерною програмою, яка визначає траєкторію інструменту та параметри різання, такі як швидкість, швидкість подачі та глибина різання.

Фрезерні верстати з ЧПК бувають різних типів і розмірів, починаючи від невеликих настільних верстатів, які використовуються для хобі чи в навчальних цілях, до великих промислових верстатів, які використовуються для виробництва великої кількості. Деякі поширені типи фрезерних верстатів з ЧПК включають вертикальні фрезерні верстати, горизонтальні фрезерні верстати та портальні фрезерні верстати.

Верстати вертикально-фрезерні

Вертикальні фрезерні верстати є найпоширенішим типом фрезерних верстатів і зазвичай використовуються для фрезерування плоских поверхонь або пазів у заготовці. Ріжучий інструмент встановлений вертикально і рухається вгору-вниз для різання заготовки.

Горизонтально-фрезерні верстати

Горизонтальні фрезерні верстати — це тип фрезерних верстатів, у яких ріжучий інструмент встановлено горизонтально, а не вертикально. Вони зазвичай використовуються для фрезерування пазів, канавок або інших плоских поверхонь на заготовці. Ці верстати часто використовуються для важких операцій механічної обробки та зазвичай зустрічаються на виробничих підприємствах, які виробляють велику кількість металевих компонентів.

Портальні фрезерні верстати

Портальні фрезерні верстати — це більші верстати, які використовуються для важких операцій механічної обробки. Вони зазвичай використовуються для фрезерування великих деталей або компонентів, які вимагають високого рівня точності. Портальні фрезерні верстати мають мостоподібну конструкцію, яка охоплює ширину робочої зони та дозволяє ріжучому інструменту рухатися в кількох напрямках.

Переваги фрезерного верстата з ЧПУ

Однією з головних переваг фрезерних верстатів з ЧПК є їх здатність виготовляти високоточні компоненти з високим ступенем точності та повторюваності. Це робить їх ідеальними для виготовлення складних деталей із жорсткими допусками. Фрезерні верстати з ЧПК також високоефективні та можуть виготовляти деталі набагато швидше, ніж ручні фрезерні верстати.

Ще однією перевагою фрезерних верстатів з ЧПУ є їх гнучкість. За допомогою фрезерного верстата з ЧПК ви можете легко змінювати параметри різання для виготовлення різних типів деталей або компонентів. Це робить їх ідеальними для використання в різних галузях промисловості, включаючи аерокосмічну, автомобільну, медичну та електроніку.

Окрім точності та гнучкості, фрезерні верстати з ЧПК також відрізняються великою універсальністю. Їх можна використовувати для обробки широкого діапазону матеріалів, включаючи метали, пластмаси та композити. Це робить їх ідеальними для виробництва деталей для різних застосувань, від простих кронштейнів до складних аерокосмічних компонентів.

Хоча фрезерні верстати з ЧПК мають багато переваг перед ручними фрезерними верстатами, вони також вимагають більш високого рівня технічних знань для роботи. Фрезерні верстати з ЧПК вимагають кваліфікованих операторів, які знайомі з комп’ютерним програмуванням і операціями обробки. Крім того, фрезерні верстати з ЧПК зазвичай дорожчі, ніж ручні фрезерні верстати, що може бути перешкодою для деяких малих підприємств або любителів.

Види фрезерування з ЧПУ

Точність фрезерування з ЧПК робить його придатним для різноманітних галузей промисловості. За допомогою програми САПР фрезерування з ЧПК можна використовувати для створення прототипів для перевірки, одноразових деталей, вузлів із кількох частин і невеликих тиражів. Його універсальність робить його популярним методом виробництва. Фрезерування з ЧПУ має чотири загальні процеси фрезерування.

Торцеве фрезерування

При торцевому фрезеруванні вісь фрези орієнтована під прямим кутом до плоскої поверхні. Фрези для цього процесу мають зуби на периферії та торці інструменту. При різанні периферичних зубів і обробці торцевих зубів кожен набір зубів виконує певну функцію. Метод торцевого фрезерування забезпечує кращу обробку і може використовуватися вертикально або горизонтально.

Звичайне фрезерування

Коли вісь фрези паралельна поверхні, що фрезерується, це називається гладким фрезеруванням, поверхневим фрезеруванням або фрезеруванням плити. На столі фрезерного верстата заготовку встановлюють паралельно поверхні, а фрезу – на оправці фрезерного верстата. Між шпинделем і опорами валика фрезерного верстата розташовано декілька опор. Заготівля притискається безпосередньо до столу. На гладких фрезах по периферії є зуби.

Залежно від розміру поверхні, вузькі різці можуть робити глибокі надрізи, а широкі – великі. Оператори використовують фрези з грубими зубами, повільні швидкості різання та високі швидкості подачі, щоб отримати приблизну геометрію деталей, які потребують видалення великої кількості матеріалу, а потім фрези з більш тонкими зубами, вищими швидкостями різання та меншими швидкостями подачі, коли потрібні деталі.

Кутове фрезерування

Кутове фрезерування – це фрезерування плоских поверхонь під кутом до поверхні заготовки. Кутові фрези використовуються для фрезерування кутових поверхонь, таких як фаски, зубці та канавки. Як приклад кутового фрезерування, фрезерування ластівчин хвіст використовує кут 45°, 50°, 55° або 60° на основі конструкції. Після чорнової обробки гребця або канавки боковою фрезою кутові фрези використовуються для обробки кутових сторін і основи.

Фрезерування форми

Використовуючи фрезерування форми, ви можете фрезерувати нерівні поверхні, такі як криві, площини або всі криві. Формування може бути виконано одним розрізом за допомогою фрези або муфти, сформованої за контуром розрізу. Фрезерування загальної форми передбачає фрезерування напівкруглих виїмок і бісерів або четвертих радіусів на заготовках. Залежно від необхідного круглого діаметра, фрези можуть бути опуклими, увігнутими або кутовими. За допомогою фрезерування форми можна створювати складні візерунки або фрезерувати кілька складних поверхонь одночасно. Цей процес також можна використовувати для формування напівсферичних і напівкруглих порожнин, намистин і контурів.

Спеціалізовані фрезерні операції

Зуборізка

Зуборізні верстати використовуються для чорнової обробки та обробки зубів шестерень, підгонки шестерень, а також для чистової обробки та округлення торців зубів шестерень. З них виготовляють прямозубі, косозубі, ялинкові, черв’ячні передачі. Для вертикальних моделей доступні як рухомі, так і стаціонарні підставки. Фрези бувають різних форм і розмірів залежно від кількості зубів для конструкції шестерні.

Фрезерне фрезерування

Процес розрізного фрезерування передбачає обробку двох або більше паралельних вертикальних поверхонь за один раз шляхом встановлення двох фрез на одну оправку, розділених під точним кутом. Обидві сторони заготовки обробляються одночасно з точними розмірами. Індексні пристосування або вертикальні поворотні лещата утримують заготовку.

Фрезерування профілю

У профільному фрезеруванні різні фрези використовуються для чорнової обробки або обробки вертикальних або похилих поверхонь, а багатовісь можна використовувати для 2D і 3D опуклих і увігнутих форм. Ріжучі інструменти можуть бути розташовані паралельно або перпендикулярно площині заготовки. Загалом круглі пластини та фрези з радіусною концепцією використовуються для чорнової та напівчорнової обробки, тоді як торцеві фрези з кульковим носом використовуються для чистової обробки.

Групове фрезерування

Під час групового фрезерування кілька різців використовуються для обробки кількох поверхонь заготовки одночасно. Фрези можуть бути однакового діаметру або різного діаметру. Цей процес може створювати більш складні надрізи для складних деталей і скорочувати час виробництва. Групове фрезерування є ідеальним вибором, коли потрібно кілька вирізів, наприклад, прорізів, плоских і кутових канавок.

Спеціалізовані фрезерні функції становлять лише частину загальної кількості доступного унікального фрезерного обладнання. У міру розробки більш складних конструкцій і деталей будуть винайдені нові типи методів фрезерування. Незважаючи на те, що фрезерування є давнім процесом, воно стало невід’ємною частиною сучасного виробництва.

Висновок

Верстати з ЧПК використовуються в різних галузях промисловості для різних цілей. Як відомий футуролог Рей Курцвейл одного разу сказав: «Наші технології, наші машини є частиною нашого людства. Ми створили їх, щоб розширити себе, і це те, що є унікальним у людях». Незалежно від того, в якій галузі ви працюєте, Обробка з ЧПУ практики точно відповідатимуть вашим потребам. Тому ви повинні вміти визначити, який з них підходить саме вам.