Особенности координатно-фрезерных станков по металлу на примере X716

Значительная часть современных фрезерных станков с ЧПУ имеет возможность обрабатывать заготовки по трем независимым координатным осям. В 3-х координатных установках фреза производит продольное и поперечное движение в горизонтальной плоскости, параллельно рабочему столу и закрепленной на нем заготовке. Это соответствует осям X и Y. В 3-х координатном станке эти движения производятся перемещением стола с заготовкой.

Вертикальное движение по оси Z в 3-х координатных станках может осуществляться как путем перемещения стола, так и шпиндельного узла. В случае перемещения стола с заготовкой оно производится при помощи гидравлической консоли. Этот способ имеет существенные недостатки, поскольку требует движения массивных деталей. Поэтому этот способ используется только в легких и средних горизонтальных и широкоуниверсальных фрезерных станках. Из-за низкой точности данный способ ограниченно используется в координатно-фрезерных станках. В 3-х координатных станках вертикальное перемещение преимущественно выполняет шпиндель с инструментом.

4-х координатный фрезерный станок оснащается поворотным устройством, которое позволяет выполнять поворот фрезы относительно одной из осей. Чаще всего обеспечивается поворот относительно оси Y. Это расширяет технологические возможности фрезерного станка по сравнению с 3-х координатными установками. На 4-х координатном станке можно одновременно производить обработку ряда поверхностей заготовки без смены ее положения.

При увеличении степеней свободы перемещения инструмента до 5, возможности станка также возрастают. Дополнительная рабочая ось у 5-ти координатного фрезерного станка появляется либо за счет поворота рабочего стола, либо шпинделя. Это приводит к усложнению конструкции фрезерного станка и повышению его цены, однако компенсируется значительным расширением технологических возможностей. Также существуют фрезерные станки по металлу, которые имеют возможность поворота рабочего стола по двум осям. Это значительно ограничивает размеры и массу доступной заготовки, но и в то же время позволяет производить крайне сложные детали. У 5-ти координатных фрезерных станков один из наиболее широких функционалов среди всего оборудования для обработки металла, ради чего его и стоит купить.

Особенности многокоординатных фрезерных станков

Преимущества координатно-фрезерных станков:

• Возможность производства наиболее сложных деталей. К таким относятся изделия с криволинейной и фасонной поверхностью. В современной технике данные детали используются достаточно часто, ими являются многие зубчатые колеса, крыльчатки, роторы и т. д. В некоторых случаях деталь может быть произведена только на 4-х координатном или даже на 5-ти координатном фрезерном станке.
• Возможность изготовления деталей за небольшое количество операций. Даже детали обычной сложности, особенно корпусные, содержат большое количество конструктивных элементов. К ним относятся ребра жесткости, скругления, бобышки, отверстия и т. д. Выполнение таких элементов на 5-ти координатном фрезерном станке с ЧПУ довольно простое.
• Широкие возможности. Удобство 3-х координатного фрезерного станка и станков с большим количеством рабочих осей в том, что они позволяют выполнять множество операций, не переставляя заготовку. Используя эти станки с ЧПУ, можно произвести значительную часть обработки в автоматическом режиме.

Многокоординатные фрезерные станки по металлу с ЧПУ получили значительное распространение благодаря своей эффективности.

Координатно-фрезерный станок обладает значительно большей жесткостью, но сложные требования к конструкции приводят к появлению ограничений по массе и размеров заготовки. Поэтому их сфера использования ограничена, они применяются для небольших и средних деталей сложной формы. В ряде случаев для производства простых деталей более выгодно купить простые станки — с меньшим функционалом, но и меньшей ценой. Поэтому перед тем, как купить станок, следует тщательно проанализировать варианты технологического процесса и выбрать оптимальное решение по цене.

Координатно-фрезерный станок с ЧПУ

Фрезерные станки ЧПУ чаще всего осуществляют обработку заготовок из разных материалов в трех независимых плоскостях. При этом в вертикальных станках шпиндель при работе может смещаться по оси. Тем не менее, фрезерный инструмент движется по трем координатам, одновременно фрезерно обрабатывая несколько поверхностей заготовки под управлением ЧПУ.

Пятикоординатный фрезерный станок с ЧПУ

Современные технологические решения позволили расширить координатный диапазон фрезерных станков ЧПУ до пяти осей. В этом случае осевой фрезерный инструмент станков ЧПУ получает возможность наклоняться дополнительно вокруг двух осей. Это значительно расширяет технологические возможности фрезерных ЧПУ станков.

Преимущества 5-ти осевого фрезерного станка с ЧПУ

5-ти координатные фрезерные станки ЧПУ незаменимы при обработке сложных криволинейных поверхностей. В ряде случаев только такие станки способны выполнить поставленные задачи. 5-ти координатные фрезерные станки обеспечивают непрерывный производственный процесс, заданный ЧПУ. Это обеспечивается за счет того, что фрезерные инструменты перемещаются по сложной осевой траектории относительно заготовки.

Поэтому не требуется остановка фрезерных станков, перенастройка шпинделя, а также новое закрепление заготовки. Кроме того, станок ЧПУ автоматически подводит фрезерный инструмент к очередному участку обработки заготовки.

Благодаря таким особенностям, 5-ти координатный фрезерный станок с ЧПУ фрезерно обрабатывает заготовки на высоком уровне качества за короткое время. При этом работа на таких станках полностью исключает негативное влияние человеческого фактора.

Фрезерный станок с ЧПУ 5-ти координатный

5-ти координатный фрезерный станок ЧПУ эффективно эксплуатируется на различных производственных предприятиях. Силовые фрезерные головки, а также жесткая конструкция станков позволяют фрезерно обрабатывать металлические заготовки на высоком уровне точности и качества.

Задача оператора сводится к установке компьютерной программы на станки. После этого ЧПУ обеспечивает процесс комплексной обработки различных материалов с высоким качеством. Фрезерный станок автоматически выполняет фрезерные работы высокой сложности в строгой последовательности.

Процесс производства детали станком ЧПУ состоит из двух важнейших этапов:

1. Создание управляющей компьютерной программы станков ЧПУ. При этом компьютерная система должна направлять фрезерные инструменты по оптимальной осевой траектории по пяти координатам.
2. Установка программы на станки ЧПУ. Обеспечение совместимости с различными форматами данных станков ЧПУ.

Таким образом, комбинирование достоинств токарного производства и фрезерно-сверлильных центров позволяет станкам, работающим по пяти координатам, значительно повысить производственные возможности того или иного производства. Такой фрезерный станок отличается высокой производительностью, а также гибкостью и простотой при перенастройке.

4-х осевой фрезерный станок с ЧПУ

Четырех-осевые станки ЧПУ характеризуются тем, что шпиндель на таком станке движется координатно по четырем осям. Это позволяет таким станкам обрабатывать 3D детали максимальной сложности со смещенным центром и с отрицательным углом. 4-х осевой фрезерный станок с ЧПУ отличается большой прочностью конструкции, поэтому точность обработки деталей такими станками значительно возрастает.

Такие станки оборудованы специальным блоком управления, который позволяет оператору вручную контролировать процесс обработки деталей этим станком. Кроме того, осевой станок имеет механический стол для фрезерной обработки плоских деталей.

На 4-х осевых станках можно выпускать качественные крупногабаритные изделия из разных материалов. Эти станки с ЧПУ эффективно обрабатывают древесину, ПВХ, искусственный камень, цветные металлы, акриловое и органическое стекло.

Купить координатно-фрезерный станок с ЧПУ

Приобретение координатно-фрезерного станка лучше производить через интернет. Компания ООО «Лазеркат» предлагает на своем сайте большие возможности для выбора любого станка через свои каталоги. Наши менеджеры помогут выбрать оптимальный станок в соответствии с нуждами производства и личными пожеланиями клиентов.

Отдавая преимущества определенному станку, специалисты с инженерным образованием подробно опишут его преимущества, достоинства и недостатки. Кроме того, фирма дает гарантию на все оборудование. Также работать на координатном станке можно с сервисным обслуживанием, которое предоставляет компания.

Координатно-фрезерный станок

Запросы производства постоянно увеличиваются, а вместе с ними увеличивается количество уникальных деталей, которые используются в тех или иных узлах машин. При производстве очень сложных деталей, обработка которых происходит по трем осям пространства, есть необходимость использовать координатно-фрезерные станки.

Такой станок нашел широкое применение в так называемой «3D фрезеровке», то есть фрезеровке максимально сложных или очень рельефных деталей и изделий. Современное машиностроение и приборостроение характерно наличием огромного количества самых разнообразных типов приспособлений, пресс-форм для отливок, штампов. Профили этих изделий имеют, как правило, довольно сложные профили. Высокие требования предъявляются к чистоте поверхности обработанной детали. Механизация при таком виде работ крайне важна, однако, ручной труд в этой области обработки до сих пор преобладает и составляет порядка 60% от общих затрат

Координатно-фрезерный станок представляет собой мощную станину, с установленным на ней разметочным столом. По торцам станины находятся стойки для крепления поперечной балки. На поперечной балке присутствуют направляющие, на которых, в свою очередь установлены шпиндель с приводом передвижения. Таким образом, фреза станка может не только вращаться вокруг своей оси (главное движение), но и перемещаться в пространстве в трех степенях свободы.

Обработка детали происходит по заранее заданным координатам. Существует возможность загрузки в память установки программы обработки детали. Причем модель детали может быть отрисована инженером на компьютере с высокой точностью. Все припуски на обработку программа высчитает сама в зависимости от технологической карты и обрабатываемого материала.

Характерными параметрами станков такого типа являются:

1. рабочие перемещения по трем осям
2. габаритные размеры стола
3. максимальный вес заготовки
4. скорость вращения шпинделя
5. скорость поступательных перемещений фрезы.

Отличительными особенностями координатно-фрезерных станков являются: высокая производительность, удобная и надежная система ЧПУ; надежные и усиленные направляющие нагрузка на которые приходится немалая; наличие автоматической смазки винтов и направляющих; литые чугунные станины для увеличения жесткости конструкции; прекрасная совместимость программного обеспечения с различными CAD системами, в том числе AutoCAD; возможность обновления и доустановки дополнительных опций.

Технология 5-ти координатной обработки на фрезерном станке

Большинство современных моделей фрезерных станков с ЧПУ осуществляют обработку заготовок по трём независимым координатам. При этом фреза совершает продольное (Х) и поперечное (Y) движение в горизонтальной плоскости (параллельно рабочему столу с закреплённой заготовкой), а также вертикальное перемещение «Z» (в плоскости, перпендикулярной заготовке). При наличии специального поворотного устройства (для обработки цилиндрических заготовок), одно из горизонтальных перемещений фрезы (чаще всего — поперечное, вдоль координаты Y) заменяется поворотом самой заготовки вокруг своей продольной оси. Однако в любом случае траектория движения фрезы определяется только тремя независимыми координатами. При этом, технологических возможностей станка оказывается достаточно для обеспечения перемещения фрезы по сложному маршруту и одновременной обработки нескольких поверхностей без изменения положения заготовки.

Нетрудно догадаться, что при расширении степеней свободы перемещения фрезы до пяти, возможности станка возрастают ещё больше. Так называемая «5-ти координатная обработка» означает, что к вышеописанным движениям фрезы по трём координатам добавляется поворот вокруг двух осей (т. е. наклон инструмента). На практике изменение угла инструмента относительно заготовки может осуществляться поворотом рабочего стола (платформы) и/или наклоном самого шпинделя. Соответствующее усложнение конструкции и удорожание станка компенсируется существенным расширением технологических возможностей.

Преимущества 5-ти координатной обработки

Наиболее сложными в плане обработки являются криволинейные и т. н. фасонные поверхности (то есть плоскости с прямолинейной направляющей и криволинейной образующей). В то же время в технике такие поверхности встречаются повсеместно — особенно в деталях машин и механизмов (например, зубчатые колёса, крыльчатки насосов, роторы компрессоров и т. п.). Даже фреза самого станка (или обычное сверло бытовой дрели) содержит стружечную канавку хитрого профиля, изготовление которого является очень непростой задачей. И в ряде случаев 5-ти координатный станок является единственным средством фрезерования «сложной» детали.

Достоинства 5-ти координатной обработки не ограничиваются фрезерованием сложных профилей. Порой «обычные» детали (в частности, корпусные) содержат множество конструктивных элементов: рёбра жёсткости, галтели и скругления, приливы, бобышки, а главное — большое количество отверстий. Такие детали являются сложной задачей для технолога, разрабатывающего последовательность операций по их обработке. В этом случае, возможность сложного взаимного перемещения фрезы и заготовки относительно пяти координат позволяет обрабатывать множество различных участков детали без остановки станка и перезакреплении заготовки. Это существенно экономит время на выпуск детали, а кроме того, обеспечивает высокое качество фрезерования, в частности избавляя от необходимости каждый раз, вручную подводить инструмент к началу очередного участка обработки — станок с ЧПУ сделает это автоматически и гораздо точнее даже самого опытного оператора!

Особенности 5-ти координатной обработки

Изготовление детали на современном оборудовании с ЧПУ условно может быть разделён на два этапа — создание управляющей программы (УП) и её воплощение непосредственно механической обработкой заготовки на станке. И если физические возможности 5-ти координатной обработки определяются типом оборудования и, по большому счёту, не зависят от обслуживающего персонала, то разработка программы управления целиком во власти «человеческого фактора».

Несколько упрощая, можно представить стандартную последовательность программирования станка с ЧПУ в виде следующих этапов:

• разработка собственной (или импорт готовой — что в условиях современного производства встречается чаще) 3D-модели детали
• построение траектории движения фрезы (отдельно для каждого этапа обработки — чернового, чистового и пр.)
• экспорт управляющей программы с использованием постпроцессора под конкретную модель фрезерного станка.

Как правило, современные CAD/CAM-приложения для создания УП не привязаны к конкретному оборудованию, т. е. позволяют разрабатывать технологию обработки «в чистом виде». А конкретные особенности кинематики станка будут учтены специальным постпроцессором — при экспорте готовых файлов непосредственно перед загрузкой в ЧПУ.

Однако, это не означает, что для создания «настоящей» УП под 5-ти координатный станок достаточно на финальном этапе воспользоваться нужным постпроцессором — и ограничиться этим. На сегодняшний момент далеко не все CAM-системы предоставляют средства для действительного программирования одновременной обработки по 5-ти координатам. Ведь эта технология довольно сложна и в обязательном порядке должна предполагать решение таких вопросов как:

• фрезерование по контуру (в том числе сложной формы)
• контроль и поддержание нормали к обрабатываемой поверхности (независимо от наклона фрезы/заготовки)
• дробление и отвод стружки (одинаково эффективно для различного типа материала и вида фрезы — с одной или несколькими спиральными канавками и пр.)
• полный контроль угла наклона инструмента.

Соответственно САМ-система должна в обязательном порядке решать эти и целый ряд других не менее сложных вопросов. Отдельно следует упомянуть обязательное требование компьютерной системы быть способной оптимизировать маршрут движения фрезы по 5-ти координатам, автоматически предлагать (назначать) параметры фрезерования (скорость, подачу) для конкретного материала и инструмента (в том числе нестандартного!), быть совместимой/воспринимать различные форматы импортируемых данных и т. д.

Без соблюдения вышеописанных требований (прежде всего относящихся к CAM-системе), «честная» процедура 5-ти координатной обработки будет затруднительна. А работа дорогостоящего оборудования без использования всех технологических возможностей обернётся потерей времени и средств.