Фрезерные станки применяются для финишной обработки плоских и фасонных деталей из металла и дерева. Заготовка обрабатывается вращающейся фрезой. Фрезы различаются по форме, размеру, углу заточки. Готовые детали используются в автомобиле- и судостроении, авиапромышленности, архитектуре и дизайне, ювелирном деле, стоматологии (для изготовления коронок).
Устройство и принцип действия
Рабочий инструмент станка — фреза. Воздействие на заготовку осуществляется при вращении на большой скорости. Фреза устанавливается в специальный зажим — цангу. Цанга в свою очередь крепится в шпинделе.
Форма фрезы подбирается в зависимости от желаемого результата. Различают следующие формы:
- цилиндрическая — для базовой обработки, оснащается зубьями винтового или прямого типа; дисковая — для прорезания пазов;
- торцевая — для обработки неровных поверхностей;
- отрезная — для раскроя заготовок.
Второй важный параметр — скорость вращения. Твёрдые сплавы обрабатываются на низких скоростях, мягкие — на средних и низких. Существуют таблицы по выбору режимов для металлов и сплавов. Примеры:
- нержавеющая сталь — 45–95 об/мин.;
- бронзовые сплавы — 90–320 об/мин.;
- алюминий и сплавы — 200–420 об/мин.
Обработка металлов и сплавов ведётся с учётом теплопроводности. Фреза, вращающаяся на высоких оборотах, разогревает заготовку и повышает ее пластичность.
Контроль работы фрезы осуществляется оператором или компьютерной программой в зависимости от вида оборудования. Станки с ЧПУ полностью автоматизированы и не требуют участия человека.
Работа на оборудовании с ЧПУ ведется в несколько этапов:
- Создание изображения, узора или надписи в графическом редакторе.
- Сохранение в векторном формате.
- Загрузка изображения в ПО станка.
- Выбор режима и установка фрезы.
Программное обеспечение переводит векторное изображение в G-код и создает алгоритм обработки. Оператор загружает программу и запускает станок, а по окончании работы забирает готовое изделие.
Виды фрезерных станков
Оборудование различается по следующим параметрам:
- Размер рабочего поля. Площадь подбирают в зависимости от максимального размера заготовок. Ювелирные станки имеют рабочее поле около 30×20 см, промышленные — около 120×120 см.
- Длина шпинделя. Чем больше этот показатель, тем выше допустимая толщина заготовки.
- Материал портала (основания). Чугунные порталы обеспечивают максимальную устойчивость. Лёгким и компактным станкам подходят более дешёвые алюминиевые опоры.
- Двигатель. Станки с ЧПУ оснащаются двумя видами моторов: серводвигателями и шаговыми. Первые — дороже, но надёжнее, обеспечивают стабильную и точную работу. Шаговые моторы дешевле, но не подходят для тонкой работы.
- Способ управления. Загрузка схемы обработки выполняется через подключенный компьютер или встроенный блок управления. Оборудование со встроенным блоком (стойкой) более эффективно.
- Шпиндель. Сменный элемент, от которого зависит качество обработки. В процессе работы шпиндель испытывает механические и температурные нагрузки и при недостаточной прочности выходит из строя. Оптимально выбирать шпиндели с запасом прочности и системой охлаждения.
Скорость обработки повышается при использовании станка с двумя шпинделями. Еще одна удобная функция — автоматическая смена инструмента.
Преимущества станков с ЧПУ
Фрезерные станки с ЧПУ применяются во всех отраслях промышленности для точной обработки деталей любого уровня сложности. Их ключевые преимущества:
- Высокая точность обработки, которая позволяет применять их для изготовления ювелирных изделий и стоматологических коронок.
- Снижение трудозатрат. Один оператор обслуживает несколько станков одновременно. Высокая квалификация не требуется.
- Минимизация брака. ЧПУ сводит к минимуму человеческий фактор и риск ошибок.
- Уменьшение себестоимости деталей. Экономия на персонале и снижение брака снижает затраты на производство.
- Высокая скорость обработки.
Единственный недостаток фрезерных станков с ЧПУ — высокая стоимость, но она окупается преимуществами.
