Самая простая операция которую можно выполнить с помощью фрезерного станка с числовым программным управлением это фрезерный раскрой или контурная резка. С помощью этой операции мы можем получать довольно-таки сложные изделия до той поры пока они у нас остаются плоскими.
Фрезерные станки были остаются весьма многообразными. В зависимости от их размеров и стоимости могут представлять собой либо домашний хоббийный аппарат, либо мощное производственную ячейку на промышленном предприятии, причём со всеми промежуточными вариантами. Из всех механизированных автоматизированных технологий механической обработки фрезерование наверное остается самой гибкой и универсальной. Фрезерованием мы можем получить печатную плату, табуретку или корпус хитровыдуманного устройства. Основным рабочим органам любого фрезерного станка является шпиндель, то есть устройство вращающее режущий инструмент (фрезу), который в свою очередь вступая в контакт с заготовкой удаляет материал согласно заданной программе.
Фрезерование это механическая обработка вращающимся режущим инструментом. Фреза издалека может наполнить нам сверло, но если сверло имеет режущие кромки только на торце, то фреза режущие кромки имеет еще и на боковых поверхностях. Сверлом мы можем войти в материал по оси вращения сверла, а фрезой мы можем войти в материалы и боком или же войдя в материал по оси Z продолжить обработку по осям X и Y. Мы можем использовать фрезу как сверло, но не наоборот. Фрезерный станок мы можем использовать как сверлильный, но не наоборот. Сверление это по сути частный случай фрезерования.
На фрезерном станке шпиндель перемещается относительно закрепленной заготовки по направляющим. У всех порядочных фрезерных станков таких направляющих по меньшей мере три и они, как правило, параллельны координатам X Y и Z. Ось Z всегда совпадает с осью вращения шпинделя.
Для начала, все фрезерные станки разделим на аналоговые и цифровые или станки с ручным управлением и с ЧПУ. На ручном станке может быть УЦИ (устройство цифровой индикации), но не путайте его с ЧПУ. УЦИ помогает нам понять где мы находимся и прийти именно туда куда мы хотим, ручками управляя перемещением шпинделя относительно заготовки. А вот система ЧПУ, в свою очередь, обеспечивает перемещение шпинделя относительно заготовки в точном соответствии с заранее подготовленной программой.
Разделив все станки на цифровые и аналоговые мы можем продолжить их деление, например по ориентации шпинделя. Станки имеющие вертикальный шпиндель носят название - вертикальные фрезерные станки. Также существуют станки с горизонтальным шпинделем и универсальные станки. У многоосевых станков с ЧПУ ориентация шпинделя может меняться по ходу выполнения программы.
В фрезерных станках по-разному может осуществляться перемещение шпинделя относительно заготовки. Например, шпиндель может быть абсолютно неподвижным, а стол заготовкой поднимается, опускаться и скользить взад-вперёд и вправо-влево. Либо наоборот, стол может быть стационарным, а по всем трём осям перемещаться будет шпиндель, например - сверлильно-фрезерные станки с ЧПУ. Встречаются компоновки, при которых стол перемещается по одной оси, а шпиндель по двум - портальные фрезерные станки с ЧПУ. Также встречаются станки у которых шпиндель перемещаться по одной оси, а стол двум. Это только варианты с тремя осями.
Станки можно и нужно делить по их назначению, которое в свою очередь определяется размерами станка его массой, жесткостью, мощностью и скоростью шпинделя. Мы можем назначение станка привязать к материалам для обработки которых этот станок предназначен.
Существует материалы, которые достаточно эффективно можно обрабатывать на любом фрезерном станке, например латунь или полиацеталь, но традиционно мы делим фрезерные станки на металлообрабатывающие и станки не для обработки металла.
Станки для металлообработки имеют систему подачи СОЖ, которая охлаждает инструмент и заготовку, снижая трение между ними. Фрезерные станки ЧПУ для металлообработки обычно исполняются с закрытой рабочей зоной. Станки для работы с неметаллическими материалами либо вообще не имеют подачу СОЖ, либо имеют опциональную возможность распылять в зоне резания быстросохнувшую аэрозоль. Попытка обрабатывать дерево на станке для металлообработки приведет к тому что древесная стружка и пыль налипнет на направляющие, ходовые винты, а при попадании СОЖ может начаться коррозия. Попытка обработать стальную заготовку на станке для обработки неметаллических материалов приведет скорее всего к поломке фрезы.
Шпиндели металлобрабатывающих станков имеют относительно небольшую скорость вращения, до 10-12 тысяч об/мин или даже меньше, и большой крутящий момент. Шпиндели для обработки неметаллических материалов имеют как правило меньший момент, но более высокую скорость вращения (18-24 тысячи об/мин). В последние лет 30 развивается концепция High-speed machining и даже в металлообработке стали появляться шпиндели с высокими скоростями вращения в 30, 40, 60 тыс. об/мин.
Фрезерный станок с чпу - именно этому посвящен настоящий раздел нашего ресурса. Для вас собрано большое количество полезной информации, разделенной на блоки.
Для промышленных предприятий, использующих процессы механической обработки деталей, актуальны задачи снижения трудоемкости операций и себестоимости изготовления деталей с сохранением заданных показателей качества. Поэтому технологические бюро ведут постоянный поиск путей совершенствования технологических процессов обработки с учетом возможностей, предоставляемых новым высокопроизводительным инструментом и современным информационно программным обеспечением.
Особенности современного этапа развития машиностроения характеризуется значительным распространением и использованием эффективных фрезерных станков с ЧПУ. Применение такого типа оборудования позволяет значительно повысить производительность обработки и улучшить качество изготавливаемых деталей. Главная особенность этого оборудования состоит в том, что движение инструмента относительно обрабатываемой заготовки заранее программируется и записывается в числовой форме.
Создание систем числового программного управления (СЧПУ) явилось своеобразным переломным моментом в развитии станкостроения, ознаменовав начало качественно нового этапа. Сочетание высокой производительности, присущей специальным станкам, с гибкостью, свойственной универсальному оборудованию, сделало станки с числовым программным управлением главным средством автоматизации серийного и мелкосерийного производств.
Сегодня фрезерные станки с ЧПУ (числовым программным управлением) распространены достаточно широко, начиная от малых предприятий и заканчивая предприятиями в больших промышленных зонах. Трудно найти область машиностроения, где не используются уникальные возможности такого оборудования. Поэтому каждый специалист в области машиностроения должен хорошо представлять, что дает производству использование этого высокотехнологического оборудования.
Так, конструктору необходимо обладать знаниями о возможностях ЧПУ с целью применения более эффективной техники назначения размеров или допусков при проектировании деталей, поверхности которых будут обрабатываться на фрезерных станках. Технологу необходимо понимать сущность ЧПУ для оптимального проектирования оснастки и режущего инструмента фрезерного станка. Инженеры, контролирующие качество изготовления, обязаны учитывать технологические возможности станков с ЧПУ в цеху для того, чтобы правильно планировать будущий процесс контроля качества, разработки плана загрузки оборудования. Наконец программисты, операторы-наладчики и другой персонал цехов обязаны иметь глубокий уровень знаний о фрезерном оборудовании с ЧПУ.
В данном разделе рассматриваются основы построения, использования и обслуживания фрезерных станков с ЧПУ. Главная цель заключается в том, чтобы студенты, инженеры и те, кто в будущем будет работать непосредственно на этих станках, ознакомились с возможностями которые предоставляет фрезерное оборудование с ЧПУ и могли расширить знания в целом об оборудовании с числовым программным управлением.
В настоящем разделе рассматриваются основы программирования оборудования и применения CAM-систем для написания управляющих программ, а также возможности разработки и применения виртуальных моделей технологического оборудования с ЧПУ, инструмента и приспособлений. Уделено внимание информации о возможностях современного металлорежущего инструмента для фрезерных станков с ЧПУ.
Желаем Вам с пользой провести время на нашем ресурсе посвященном фрезерным станкам с ЧПУ по металлу.
Техническая информация о фрезерных станках с ЧПУ
Инструменты для работы на фрезерном станке
Режущий инструмент фрезерного станка
Инструменты для фрезерного станка - это фрезы, основные типы которых торцовые и концевые цилиндрические
Станина фрезерного станка с ЧПУ
Основа оборудования фрезерного типа
На станине располагаются все основные узлы и механизмы, в том числе рельсовые или круглые направляющие
Надежность металлорежущих фрезерных станков с ЧПУ
Способность выпускать годную продукцию
С заданной производительностью в течение определенного срока службы при соответствующих условиях работы
Типы фрезерных станков по металлу
Классификация фрезерных станков по типам
Фрезерные станки предназначены для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, зубчатых колёс
Фрезерование наклонных поверхностей (плоскостей)
Рациональные методы фрезерования
Последовательность обработки зависит от многих факторов, в том числе от характера фрезерных операций
Фрезерование уступов и пазов
Один из сложных видов обработки
Контроль исполнительных размеров пазов и выступов осуществляют, как правило, с помощью мерных роликов
Брак при фрезеровании плоскостей
Изучаем причины появления брака
Виды брака: не выдержаны размеры; погрешности геометрической формы плоскостей - неплоскостность и др.
Фрезерование шлицев на станке
Выполнение на заготовках узких прорезей
Для разрезания куска металла на части или фрезерования шлицев используются отрезные и прорезные фрезы
Обработка фасонных поверхностей с помощью специальных приспособлений
Фрезерование на поворотном столе
Обработка фасонным инструментом
Фрезерование фасонной фрезой
Фасонные фрезы предназначены для изготовления деталей с фасонными поверхностями определенного профиля
Способы деления универсальной делительной головкой
Существуют три способа деления заготовок
Способ непосредственного деления применяется, когда требуется большая точность отсчета поворота заготовки
Внутренние силы и напряжения металла
Определение внутренних сил и напряжения
В процессе фрезерования между частицами обрабатываемой заготовки возникают внутренние силы упругости
Торцовые фрезы
Применяют для фрезерования плоскостей
Фрезы торцовые цельные (с мелким и крупным зубом) из быстрорежущей стали изготовляют по ГОСТу 9304-59
Установочная база заготовки
Фиксация положения заготовки
Установочной базой могут быть разные поверхности детали: плоскость, поверхности цилиндрических тел и др.
Погрешность базирования детали
Схемы базирования заготовок, деталей
Погрешность базирования - неточность размера детали при несовпадении установочной и измерительной баз
Расчет станка
Критерии работоспособности узлов и деталей
К числу критериев работоспособности относятся статическая и усталостная прочность, износостойкость и др.
Механизмы периодических движений станка
Точность периодических перемещений
В некоторых станках необходимо периодически изменять относительное положение заготовки и инструментов
Реверсирование движений (реверс) станка
Критерии применимости различных систем
Реверсирование движений в станках может быть осуществлено при помощи средств электротехники или гидравлики
Круговая направляющая станка
Для главного движения и для движения подачи
По технологическим соображениям (простота изготовления и сборки) чаще применяют плоские направляющие
Структура кулачковых станков автоматов
Основные и вспомогательные рабочие органы
Рабочая машина состоит из механизмов двигательного, передаточного, исполнительного и рабочего органа
Система управления автоматическим циклом при ходовых винтах
Применяется система управления с контролем
Гидравлический привод станков
Достоинства и недостатки гидравлических приводов
Гидравлический привод устанавливают для передачи движения основным и вспомогательным рабочим органам
Температурные деформации станка
Как один из критериев работоспособности
Причинами нагрева станка могут быть внешние источники тепла и источники, расположенные внутри станка
Шабрение направляющих станка
Ручной ремонт направляющих станины
В большинстве случаев производят сперва по плоскостному инструменту, а закачивают по сопряженной детали
Испытание станка на точность
Проверка соответствию нормам точности
Включает: измерение геометрической точности самого станка и точности изделий, обрабатываемых на станке
Расточной станок
Экономические возможности расточных работ
При растачивании основную часть цикла обработки занимает непосредственно резание в отличие от сверлильных работ
Загрузочные устройства, питатели и отсекатели автоматических линий
Установка, фиксация, зажим деталей на автолинии
Шпиндель станка
Высокие требования по точности изготовления
Шпиндель является одной из наиболее ответственных деталей станка. От него во многом зависит точность станка
Механизмы зажима заготовки на станках
Назначение зажимных механизмов станка
Для закрепления заготовок в процессе обработки в станках применяют установочно зажимные приспособления
Заточка расточных резцов
Последовательность заточки расточных резцов
От заточки зависят режущие свойства, стойкость и расход инструмента, а также производительность станков
Инструментальные материалы
Создание высокостойких и надёжных материалов
Проектирование металлоинструментов тесно связано с достижениями в области инструментальных материалов
Чертежи детали
Должен давать полное представление о детали
Является основным документом, на основании которого разрабатывается вся технологическая документация
Обработка плоских поверхностей на станках
Используют торцовые фрезы или цилиндрические фрезы
К плоской поверхности предъявляются требования по прямолинейности, плоскостности, точности расположения
Отрезные и прорезные работы на фрезерном станке
Выполняют отрезными и прорезными фрезами
Они похожи на дисковые фрезы, но имеют небольшую ширину и режущие кромки только на цилиндрической части
Формы отверстий и их обработка
Технологический процесс растачивания
По своей форме отверстия могут быть сквозными, прерывистыми, с выточками или с незамкнутой окружностью
Установка инструмента при обработке отверстий
Координация инструмента при обработке отверстий
Неправильно выполненная координация инструмента вызывает погрешности обработки: смещение или перекос осей
Фрезерно-сверлильно-расточной станок МА655А
Фрезерно сверлильно-расточные операции
При обработке деталей типа дисков, плит, рычагов, корпусных деталей и др. из сталей, титановых и легких сплавов
Закалка направляющих станка
Оборудование и последовательность операций
Поверхностную закалку направляющих выполняют с нагревом: ацетиленом, пропан-бутаном или природным газом
Рабочие столы станков
Применение для обработки деталей
Функции столов постоянно расширяются за счет введения дополнительных вращательных степеней подвижности
Фрезы со сменными пластинами
Способы крепления сменных пластин
Фрезы с многогранными сменными пластинами имеют ряд достоинств, что определяет их широкое применение
Производственный процесс
Совокупность действий людей и орудий производства
Техническая подготовка производства, процессы, непосредственно связанные с изготовлением деталей и др.
Допуски при механической обработке
Величина всегда положительная
Допуск при механической обработке - это разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами
Клиновые зажимные устройства
Обладают свойством самоторможения
Обеспечивают большую силу прижима, позволяют изменить направление передаваемой силы и при углах клина
Вакуумные зажимные устройства
Для использования на обрабатывающих центрах
Применяют при фрезеровании для крепления тонких заготовок больших размеров из немагнитных материалов
Попутное фрезерование
Силы резания направлены на «прижим» заготовки
Максимальная толщина срезаемого слоя соответствует моменту врезания, «нулевая» - моменту выхода зуба
Отрезание заготовок на фрезерных станках
Осуществляется отрезными фрезами
Процесс полного отделения части материала от целого (прутка, бруска, уголка и т. п.) режущим инструментом
Фрезерование кулачков
Схемы фрезерования профиля кулачка
В большинстве случаев фрезерование производится используя горизонтально-фрезерные станки и концевые фрезы
Приспособления для установки деталей на фрезерных станках
Приспособления для установки бывают разными
Шпиндельные опоры качения
Подшипники качения специальных конструкций
В шпинделях станков для обеспечения высокой грузоподъемности, точности вращения, повышенной жесткости
Фрезерные станки с ЧПУ - современное высокотехнологичное оборудование с автоматической системой управления. На них обрабатывают детали из чугуна, стали, а также из сплавов легких металлов. Выполняется обработка корпусных деталей с полным комплексом операций в трех координатах (X, Y, Z) на станке в базовом исполнении и по четырем-пяти координатам - на станке в опциональной версии. Процесс фрезерования осуществляется на высокой скорости. Станки оснащены системой ЧПУ, экраном, что гарантирует высокоточное исполнение команд. Сервоприводы, оснащенные цифровым управлением, обеспечивают точное и быстрое перемещение по осям.
Станки с ЧПУ применяются в условиях штучного и серийного производства. Разновидности фрезерных станков с ЧПУ:
- универсальный фрезерный станок с ЧПУ (особенность - перемещение стола по горизонтальной плоскости под произвольными углами);
- горизонтально-фрезерный станок (особенность - перемещение стола только под углом 90° к оси шпинделя);
- широкоуниверсальный станок для фрезерных работ (отличительная особенность - поворот стола под любым углом);
- вертикальный консольный агрегат (особенность - вертикальный шпиндель, который разрешает смещение по своей оси и поворот);
- вертикальный и горизонтальный бесконсольный станок с ЧПУ (особенность - отсутствие консоли, что обеспечивает жесткость и точность обработки деталей);
- продольный станок (особенность - возможность обработки при движущихся фрезерных головках и движущемся столе).
Большое разнообразие фрезерных работ определяет, какой тип фрезерных станков необходим для обработки деталей с требуемым качеством поверхности и необходимой точностью размеров.