Фрезерный станок из чего состоит: Из чего состоит фрезерный станок

Содержание

Описание основных узлов фрезерного станка с ЧПУ

      Станина

              Станина — несущая неподвижная  конструкция (основа) станка, предназначена для крепления, а также перемещения по ней других узлов . Станину в основном льют из чугуна, реже сваривают. 

        Рисунок 1-Станина

         

        Чугуны используемые для литья :

        Серый чугун

        1. Станины небольшого размера  льются из СЧ 21-40 и СЧ 35-56.

        2. Станины для больших и точных станков, а также сложной конфигурацией льются из СЧ 15-32 и СЧ 21-40.

        3. Некоторое применение для литья станины получил азотируемый чугун (содержит алюминий и хром) – повышенная износостойкость. 

        Для сварных станин используют сталь 3 и сталь 4. Сварные являются более дешевыми и легкими, однако, менее жесткими. Их в основном используют при единичном производстве станков.

        Направляющие

        Направляющие, основное их назначение — обеспечение линейного перемещения по осям станка (главное движение  и движение подачи), крепиться к основанию-станине. В зависимости от траектории движения узлов подразделяются на: направляющие прямолинейного и кругового движения. По форме поперечного сечения : ласточкин хвост (трапециевидные), прямоугольные , круглые и др.

        В основном используются двух видов:

        А) Направляющие качения

        Направляющие качения представляют собой опорный элемент при поступательном движении узлов станка. Бывают следующих видов: рельс-каретка, линейный подшипник-вал или рельс-рельс с плоским сепаратором.

        Рисунок 2- Направляющие качения

        Рассмотрим подробней комплект рельс-каретка, который чаще всего используются на станках.

        Рельс. Все посадочные места рельсы шлифуются и проходят закалку, в том числе и дорожки качения, необходимые для перемещения тел качения. Каретка направляющей состоит из следующих частей:

        • Корпус

        • Тела качения

        • Обойма, осуществляющая оптимальную рециркуляцию тел качения;

        • Торцевые крышки

        Рисунок 3-Каретка направляющей

        Подразделятся в зависимости от тела качения:

        1)     Шариковые направляющие качения

        Рисунок 4- Шариковые направляющие качения

        2)     Роликовые направляющие качения. Используются в высоконагруженных  станках с ЧПУ

        Рисунок 5- Роликовые направляющие качения

        Ролики в отличие от шариков позволяют увеличивать  жесткость направляющей, ее долговечность и грузоподъемность.

        Также направляющие качения подразделяются в зависимости от конструктивной формы.

        Основные преимущества направляющих качения:

        1. Очень низкий коэффициент трения.

        2. Плавное перемещение.

        3. Точность перемещения и позиционирования.

        4. Высокая скорость.

        Недостатки направляющих скольжения:

        1. Подвержены влиянию загрязнений.

        2. Плохо противодействуют скачкам.

        3. Высокая цена.

        Основные производители направляющих качения:

        • BOSCH (Германия)

        • HIWIN (Тайвань)

        • THK (Япония)

        • SKF (Швеция) 

        Б) Направляющие скольжения

        Рисунок 6-Направляющие скольжения 

        Направляющие скольжения выполняют ту же функцию, что и направляющие качения. Однако, в данном случае отсутствуют тела качения, а перемещение происходит по трению скольжения. Направляющие данного типа могут  изготавливаться, как одно целое со станиной из серого чугуна (закаленного до твердости 43….56 HRC) , также  возможно крепление на винты к станине (накладные направляющие), изготавливаются из стали 40Х (возможно также 15Х, 20Х) закаленной до твердости  57…63 HRC. Важно заметить, что направляющие скольжения из-за больших сил трения , менее точные и имеют менее плавный ход нежели направляющие качения, однако, они более просты и имеют меньшие габариты. На работоспособность очень сильно влияет температура. 

        По виду трения скольжения существуют следующие направляющие:

        • Гидростатические – смазочный слой образуется подачей под высоким давлением масла в специальные карманы.

         

        Рисунок 7- Гидростатические направляющие скольжения

        •  Гидродинамические направляющие- хорошо работают только при высоких скоростях. В данной направляющей используется гидродинамический эффект- эффект  всплывания подвижного узла. В конструкции присутствуют специальные клиновые скосы и при движении в эти сужающиеся зазоры затягивается смазка.

        •  Аэростатические направляющие- в данном случае вместо масла в карманы под давлением подается воздух. По конструкции похожи на гидростатические направляющие. Имеет недостаток- малая нагрузочная способность.

        Масла для направляющих должны соответствовать  DIN 51 502, ISO 6743-13 и ISO 3498. Всегда идут с различными присадками, улучшающие стойкость к окислению и антикоррозионные свойства, а также противозадирные и противоизностные присадки, антискачковые присадки. Преимущество направляющих скольжения:

        • Жесткость при кручении

        • Минимальный люфт

        • Большая нагрузочная способность

        • Надежность и долговечность работы.

        Производители направляющих скольжения:

        • SCHNEEBERGER GmbH (Германия)

        • ZITEC Industrietechnik GmbH (Германия)

        • item Industrietechnik GmbH

        • KAMMERER Gewindetechnik GmbH (Германия).

                  Шарико-винтовая передача (ШВП)

          Следующий узел фрезерного станка —  шарико-винтовая передача (ШВП) .

          Рисунок 8- Шарико-винтовая передача

          Основное назначение -это преобразования вращательного движения приводов станка  в возвратно-поступательное  движение исполнительных узлов с использованием механизма циркулирующего шарика между винтом и гайкой. Принцип действия ШВП следующий- в гайке сделаны специальные винтовые канавки, по ним перемещаются тела качения, т.е. между витками винта и гайки. Сами шарики (тела качения) движутся по замкнутой траектории при вращении винта и одновременно поступательно перемещают гайку. Число рабочих витков составляет  от 1 до 6. Большее число витков  используется при нагруженных передачах тяжелых станков. ШВП изготавливают из высоколегированной стали, подвергаются поверхностной закалке (закалка поверхности с помощью ТВЧ- тока высокой частоты) после шлифуются.

          Основные достоинства шариковинтовой передачи:

          • Высокий КПД, может быть больше 80% (т. к. проскальзывание шариков в ШВП минимальное)

          • Малые потери на трение

          • Высокая нагрузочная способность при небольших габаритах

          • Высокая точность при перемещении

          • Плавный ход

          Недостатки ШВП:

          1. Сложная в изготовлении конструкция.

          2. Высокая стоимость

          3. Ограничение по длине (из-за накапливаемой погрешности)

          Существуют две разновидности ШВП:

          1. Катанные ШВП, в данном случае резьбовой винт накатывается на специальном накатном оборудовании. Они проще в производстве, дешевле.

          2. Шлифованные ШВП. Сначала идет нарезка резьбы далее её шлифуют. Являются более точными, что, в свою очередь, влияет на точность позиционирования и повторяемости станка.

          Производители шарико-винтовых пар:

          • HIWIN (Тайвань)

          • THK (Япония)

          • SKF (Швеция)

          • SBC (Корея)

          • Steinmeyer (Германия)

          • MecVel (Италия).

          Помимо ШВП существуют РВП – ролико-винтовые передачи. В РВП в качестве элемента качения используются ролики, за счет этого увеличивается максимальная грузоподъемность, увеличивается срок эксплуатации, надежность. Однако, стоимость РВП в несколько раз превышает ШВП.

          Рисунок 9- Ролико-винтовая передача

                         Система ЧПУ- Числовое Программное Управление

            Рисунок 8 — Система ЧПУ  

            ЧПУ-  компьютеризированное управление обработкой заготовки по созданной заранее специальной программе , в которой всё представлено виде кодов. Принцип работы системы ЧПУ следующий- микроконтроллер подает сигналы (электрические импульсы) на исполнительные узлы станка, а также контроля их перемещения для реализации движения режущего инструмента согласно заданной программе. Исполнительными узлами  станка являются электродвигатель подач, электромотор шпинделя и другие системы.  Для мощных станков вместо электродвигателей используют серводвигатель (контроль перемещения осуществляется специальным датчиком положения).

            Система ЧПУ состоит из следующих основных узлов:

            • Микропроцессор- преобразования сигналов.

            • Оперативная память- для хранения текущей информации

            • Постоянная память- для хранения файлов управляющих программ.

            • Устройство загрузки информации (программ)- USB и др.

            • Устройство управление .

            Системы ЧПУ делятся в соответствии со следующими признаками:

            • По числу потоков информации (незамкнутые, замкнутые, самоприспосабливающиеся или адаптивные).

            • В соответствии с приводом: ступенчатый, регулируемый, следящий, шаговый.

            • По числу одновременно управляемых координат.

            Основные производители ЧПУ:

            • FANUC

            • SIEMENS

            • FIDIA

            • Fagor

            • HEIDENHAIN

            • Ижпрэст

            Привода

            Привод – узел, служащий для приведения в действия исполнительного органа станка с требуемыми характеристиками скорости и точности.

            Привода:

            •  Электродвигатели постоянного тока

            •  Электродвигатели переменного тока

            •  Гидродвигатели

            •  Пневмодвигатели

            Для ступенчатого регулирования используют в основном асинхронные двигатели переменного тока, из-за их невысокой стоимости. Для бесступенчатого регулирования используют электродвигатели постоянного тока с тиристорным регулированием.

            Крутящий момент передается от двигателей к рабочим органом с помощью различных передач:

            • Передача трением

            1. Фрикционные

            2. Ременные.

            • Передача зацеплением

            1. С непосредственным контактом (зубчатые, червячные, храповые, кулачковые)

            2. С гибкой связью (цепные).

            Рисунок 9- Передачи зацепления

            Привод подачи для станков с ЧПУ.

            В качестве привода используется синхронные или асинхронные электродвигатели, управляемые от цифровых преобразователей, передающие и принимающие сигналы от системы ЧПУ станка.

            В качестве привода главного движения для станков с ЧПУ используется двигатели переменного тока – для больших мощностей и постоянного тока — для малых мощностей.

            Рисунок 10- Сервоприводы

            Автоматическое устройство смены инструмента (АУСИ,магазины,автооператоры,револьверные головки)

            АУСИ — необходимо для смены инструмента в процессе обработки заготовки.

            Состоит из двух основных частей:

            1)  Инструментальный магазин для формирования запаса инструмента. Инструментальные магазины бывают следующих видов:

            • Дисковый- накопление небольшого количества инструмента до 30 штук.

            Рисунок 11-Дисковый инструментальный магазин

            • Цепного типа. Служит для накопления большого количества инструмента. Конфигурация цепи может быть изменена, за счет это можно увеличить количества инструмента- не значительно увеличивая общий объем магазина. Его можно располагать горизонтально, вертикально, наклонно.

            Рисунок  12- Цепной инструментальный магазин

            Анализ большого количества различных деталей средних размеров, показывает, что 18 % деталей требуют использования не более 10 инструментов, 50 % — до 20; 17 % — до 30, 10 % — 40 и 5 % — до 50 и более инструментов. В связи с этим в основном используют магазины с количеством инструмента равным 30 штук. Магазин может располагаться на шпиндельной бабке, на станине, колонне.  

            2)  Устройство смены инструмента, передающий инструмент из магазина в шпиндель и обратно.

            Существует два типа УСИ:

            А) Без манипулятора  (карусельного типа, «зонтик»). Смена инструмента осуществляется без каких-либо  дополнительных приспособление.  Инструментальный магазин перемещается по оси Х к шпинделю, осуществляет смену инструмента и отходит в первоначальное положение. Приблизительно время смены 7-10 секунд.

            Рисунок 13- УСИ без манипулятора

            Б) С манипулятором. Смена осуществляется с помощью двухплечевого манипулятора за 1,8 сек, сам инструментальный магазин и шпиндель остается при этом неподвижными.

            Рисунок 14- УСИ с манипулятором

            Вне зависимости от типа УСИ и инструментального магазина, все инструменты устанавливаются в гнездо магазина с помощью стандартизированной оправки (оправки с коническим хвостовиком 7:24).

            Стружкотранспортер

            Два типа:

            • Винтовой стружкотранспортер используется в основном для отвода мелкой, стружки надлома, скалывания (образует при обработке чугуна, твердых сталей).

            Рисунок 15-Винтовой стружкотранспортер

            • Ленточный стружкоуборончый транспортер, предназначен для отвода сливной стружки (образуется при обработки вязких и мягких материалов).

            Рисунок 16-Ленточный стружкотранспортер

             

                                           454139,
                                        Челябинск, ул. Новороссийская, 30, оф. 231   [email protected]

                                          +7
                                        (351) 217-08-14 (многоканальный) +7
                                        (351) 734-73-21

                                        возможности для бизнеса и для творчества

                                        Фрезерные станки интересуют самых разных покупателей – владельцев небольших мастерских и собственников крупных предприятий, индивидуальных предпринимателей и мастеров, работающие с деревом для собственного удовольствия. Это оборудование способно решать самые разные задачи: от массового выпуска однотипных деталей по индивидуальному шаблону до создания уникальных художественных изделий.

                                        Материалы, с которыми можно работать на фрезерном станке, также разнообразны – натуральная древесина, МДФ, пластик и даже мягкие металлы.

                                        Выгода очевидна

                                        Для многих предпринимателей серьезной проблемой становится человеческий фактор. Хотя ручная работа традиционно ценится дорого, все труднее найти настоящих мастеров, к тому же добиться стабильного качества при массовом выпуске непросто. Оптимальное решение в этом случае – заменить людей станками. Вся трудоемкая работа – изготовление и нанесение шаблона, получистовая и чистовая обработка выполняется механизмами в соответствии с созданной при помощи компьютера моделью. Так как производители все большее внимание уделяют простоте использования оборудования, обучиться работе на фрезерном станке самостоятельно вполне реально.

                                        Фрезерный станок заметно повышает производительность труда, при этом себестоимость продукции будет ниже. Станок с ЧПУ под управлением одного оператора способен выполнять тот же объем работ, что и небольшая бригада резчиков по дереву, причем качество будет стабильным, а отличить изготовленную на станке филенку от сработанной вручную практически нереально. Каждый изгиб или завиток будут аккуратно вырезаны и отшлифованы.

                                        Выбирайте без спешки

                                        Приобретение фрезерного станка может стать прекрасной инвестицией в развитие вашего бизнеса, но чтобы получить ожидаемый эффект, необходимо очень внимательно подойти к выбору. Прежде всего, нужно как можно более подробно ответить на вопрос — для чего вам нужен фрезерный станок?

                                        Стоит рассмотреть все аспекты, чтобы сделать выбор осознанно:

                                        • какой вид продукции предполагается изготавливать?
                                        • какие материалы нужно обрабатывать?
                                        • какая требуется производительность?
                                        • каковы максимальные габариты заготовок?

                                        Кроме того, не лишним будет ознакомиться с основами устройства фрезерного станка, что позволит лучше понять, какая модель наилучшим образом соответствует вашим запросам.

                                        Конструктивные особенности

                                        Разновидностей фрезерных станков с механическим управлением насчитывается более десятка, но под числовым программным управлением работают только горизонтально-фрезерные и вертикально-фрезерные станки.

                                        Вертикально-фрезерные станки наиболее популярны в силу того, что обладают высокой производительностью и могут использоваться для широкого спектра работ. При помощи такого станка можно обрабатывать горизонтальные и вертикальные плоскости, растачивать отверстия и делать пазы, могут применяться торцевые, концевые и другие фрезы, однозубые и многозубые. Благодаря хорошей жесткости конструкции можно прилагать значительные механические усилия к обрабатываемой заготовке. Криволинейные поверхности получаются путем поступательного или поворотного движения фрезы.

                                        Горизонтально-фрезерные станки могут быть консольными и бесконсольными. По сравнению с вертикальными у них есть важное преимущество – стружка с заготовки естественным образом падает вниз, и нет необходимости в принудительном удалении с обрабатываемой поверхности. Стол станка может перемещаться только параллельно или перпендикулярно оси шпинделя.

                                        В пространстве пяти координат

                                        При программировании фрезерного станка можно задавать координаты перемещения режущего инструмента по осям X и Y, что дает плоскую заготовку, или как иногда говорят, 2D. При добавлении перемещения по оси Z получается объемная трехмерная деталь, или 3D.

                                        Некоторые фрезеровальные станки предоставляют возможность работы с одной или двумя дополнительными осями (модели 4D и 5D), чтобы максимально приблизить результат к ручной работе. Инструмент резчика может проникать в закрытые в проекциях полости, вырезая к примеру, загнутые листики. Этот же эффект можно получить и на станке, однако придется приложить немало усилий, чтобы запрограммировать такой рисунок.

                                        Для серийного производства большое значение имеет скорость обработки. Один из наиболее распространенных приемов ускорения работы – обработка по векторам, которую можно задать программным путем. Значительно сокращают время обработки деталей специальные профильные фрезы, но для них нет достаточной программной поддержки.

                                        Для умельцев: станок своими руками

                                        Конструктивно фрезерный станок по дереву состоит из элементов, которые не составит труда приобрести или изготовить: нужны несущий стол, рабочая рама и фрезерная головка. При желании, руководствуясь схемами, которые есть на интернет-ресурсах, можно собрать несложное устройство за несколько дней.

                                        Самодельный фрезерный станок лучше всего изготавливать строго под определенные нужды, так как добиться универсальности удается не всегда. Нередко возникают проблемы, связанные с недостаточной жесткостью опорной конструкции и вибрированием заготовки.

                                        Целесообразность и практичность

                                        Стоит предостеречь от ошибок, которые нередко совершают покупатели фрезерных станков:

                                        1. Скупой заплатит не единожды. Решив обойтись затратами «по минимуму», вы рискуете получить «слабенький» станок, который не справится с нужным объемом работ.
                                        2. Универсальность – не всегда лучший выбор. Если для обработки заготовок потребуется часто менять инструмент, затраты времени на подготовительные операции могут существенно снизить производительность. Иногда выгоднее поставить два специализированных станка, чем один универсальный.
                                        3. Размер имеет значение, особенно когда речь идет о рабочем столе. Выбирая небольшой станок, вы существенно ограничиваете диапазон обрабатываемых заготовок. Следует учитывать, что может возникнуть потребность использовать дополнительную оснастку, которая требует места для крепления на рабочем столе;
                                        4. Лишнего не нужно! Даже если средства позволяют, не стоит выбирать самый «навороченный» станок с максимумом возможностей, если у вас нет подготовленных специалистов. Чтобы использовать его функции, потребуется освоить специализированное программное обеспечение и работу с настройками. Стоит обратить внимание на то, готов ли продавец обучить ваш персонал, а не просто ознакомить с азами работы станка.

                                        Если вы все же затрудняетесь выбрать фрезерный станок, наши консультанты помогут подобрать оптимальный вариант исходя из вашего бюджета и необходимой функциональности.

                                        Фрезерное оборудование для бизнеса | All Ready

                                        Без станков с ЧПУ невозможно представить промышленные предприятия. Серийное производство изделий из дерева, пластика, металла и других труднообрабатываемых материалов перешло на оборудование с автоматизированным управлением. Современные станки с ЧПУ имеют доступную цену, отличаются размерами и предназначением.

                                        Для руководителей, которые стоят на пути открытия бизнеса, представляется сложным выбор фрезерного оборудования с ЧПУ. Поскольку, у большинства из них отсутствует опыт работы на таких станках, да и на станочном рынке представлено огромное количество моделей.

                                        Для чего нужен фрезерный станок и из чего он состоит

                                        Фрезерные станки применяются во многих областях, но в основном их используют в строительной сфере и при изготовлении корпусной мебели. Фрезеровка позволяет создавать сувениры, ювелирные изделия, мебель и ее элементы.

                                        Многошпиндельный фрезерный станок ЧПУ Elixmate 1325MX

                                        Фрезерные станки с ЧПУ имеют стандартную комплектацию, которая состоит из:

                                        • Основания – оно должно быть мощным и тяжелым.
                                        • Рабочего стола.
                                        • Инструментов, предназначенных для резки материалов.
                                        • Вставного шпинделя.
                                        • Шпиндель-вала.
                                        • Переднего дискового тормоза.

                                        Современные конструкции фрезерного оборудования включают в себя устройства, которые удобны в использовании и способны проводить точную обработку. Знание основных элементов станка с ЧПУ облегчит выбор оборудования для бизнеса.

                                        Станина фрезерного станка

                                        В фрезерном станке станина является одним из важнейших компонентов. От ее прочности зависит качество работы и производимых изделий. Иногда станину собирают из разных элементов, скрепляют их между собой посредством винтовых соединений. Такая станина не надежная и не обеспечивает точность обработки. Поэтому лучше выбирать станки со сварной станиной, изготовленной из профилированного железа.

                                        Качество станины можно определить по ее термическому отпуску. Его проводят после сварки. В разогретую печь отправляют станину и выдерживают там около часа. После вытаскивают и она остужается без постороннего вмешательства. Далее наносится фрезеровка посадочных мест, куда помещают передающие рейки и направляющие. Таким образом, термический отпуск укрепляет станину и повышает механическую точность.

                                        Шпиндель фрезерного станка

                                        Шпиндель требует особого внимания при выборе станка с ЧПУ. Он влияет на скорость работы и от него зависит качество реза. Перед покупкой стоит ознакомиться с отзывами других покупателей, чтобы понять его авторитетность. Также нужно знать, что шпиндели бывают 2 типов:

                                        1. С воздушным охлаждением отличаются простотой использования, слишком шумны и подвержены засорению от продуктов резки, склонны к перегреву, что уменьшает их долговечность.
                                        2. С водяным охлаждением обладают большей универсальностью, в них установлена защита от засорений. Перегрев такого шпинделя практически невозможен, поскольку лучше настроена охлаждающая система. А значит, продлевается срок службы.

                                        Не стоит пренебрегать показателями мощности шпинделя. Если она высокая, то производительность станка будет лучше. Также для шпинделя важной характеристикой является частота вращения. Для современного фрезерного оборудования используют шпиндели импортного производства: китайского и итальянского.

                                        Рабочий стол фрезерного станка

                                        Четырехшпиндельный Фрезерный станок Elixmate 1325 SX

                                        При выборе рабочего стола с Т-слот панелями нужно обращать внимание на расположение слотов: ширина не более 10 см. За счет такого близкого расположения металлических слотов уменьшается риск фрезеровки бракованных изделий.

                                        При выборе станков с вакуумным столом нужно выяснить его материал изготовления. Недобросовестные производители в целях удешевления продукции устанавливают в станки вакуумные столы из фанеры.

                                        Фанера не влагоустойчива и поэтому со временем начинает деформироваться, на столе образуются неровности и на выходе получается бракованная продукция. Поэтому вакуумный стол для станка должен быть изготовлен из бакелита, который износостойкий и не подвергается деформации.

                                        На что опираться при выборе фрезерного станка

                                        Для того, чтобы выбрать станок с ЧПУ нужно понимать цель его использования и то, с какими материалами предстоит работать, также учитывать объемы производства. Фрезерные станки могут использоваться в малом и крупном бизнесе.

                                        Выбор станка для малого бизнеса проще, поскольку здесь небольшие производственные объемы и не используются сложные в обработке материалы. В основном это сфера затрагивает производство сувенирной продукции, фурнитуры для мебели, предметов интерьера.

                                        Elixmate mini 0609

                                        Станки для крупного бизнеса должны иметь высокую производительность. Здесь выбор основан на специфике деятельности предприятия. Это может быть мебельное производство, изготовление рекламной продукции или строений из дерева. Тут целесообразно приобретать станок, который запрограммирован под автоматическую подачу материала. Для оборудования крупного бизнеса можно докупать комплектацию. Например, двигающийся портал или автоматическую смену инструмента. Чем тяжелее и массивнее портал, тем лучше он сохраняет геометрию и не допускает перекосов.

                                        Для передвижных механизмов станка нужна центральная система смазки. Следует принимать во внимание и рейки, которые могут быть прямо- и косозубыми. В приоритете косозубые рейки с большей площадью соприкосновения зуба, лучшей устойчивостью, точностью, долговечностью и меньшим шумом.

                                        Для фрезерного станка важно наличие хорошего двигателя, от размера которого зависит его производительность. Также нужно обращать внимание на направляющие. Лучше выбирать рельсовые от известных производителей. Если производитель неизвестен, то направляющие прослужат недолго.

                                        Общий | Как делают токарные и фрезерные станки? | Практик-механик

                                        Мэтьюплак
                                        Пластик