3d фрезерний верстат з ЧПУ: особливості конструкції, застосування

Одним з найпоширеніших типів фрезерування дерева і металу є обробка, яку виконує 3d фрезерний верстат з ЧПУ. Вона буває як художньої, або як ще називають, фігурною, так і грубої, яка використовується в основному в будівництві та побудові різних конструкцій, що не вимагають особливої точності деталей.

Зміст

  • 1 Особливості конструкції верстатів
    • 1.1 Конструктивні елементи верстата та їх вплив на обробку
  • 2 Застосування
  • 3 Вибір фрез
  • 4 Різновиди машин з ЧПУ
  • 5 Технічні параметри машини

Головним її перевагою над ручною обробкою є в першу чергу точність і якість деталі на виході, до інших переваг можна віднести мінімальний вплив людського фактора на сам процес і, звичайно ж, зниження трудомісткості в кілька разів.

3d фрезерний верстат з ЧПУ: особливості конструкції, застосування

Особливості конструкції верстатів

Всі верстати, що мають числовим ПУ мають схожу будову і принцип роботи, а відрізняються лише комплектацією, трохи формою корпусу і деталей. Принцип роботи, як ви вже знаєте, простий, фрезерна головка переміщається по робочому полю, зрізуючи шари матеріалу і формує готовий виріб потрібної форми.

Для кожного матеріалу програма обробки складається індивідуально. Наприклад, якщо це 3d фрезерний верстат з ЧПУ по металу, то швидкість подачі і обертання фрези підбираються виходячи з конструктивних особливостей верстата і структури оброблюваного матеріалу. Якщо ж виробляється обробка на верстаті з ЧПУ по дереву, то параметри програми будуть зовсім іншими.

Саме від якості складання програми і буде залежати якість кінцевого виробу.

3d фрезерний верстат з ЧПУ: особливості конструкції, застосування

Конструктивні елементи верстата та їх вплив на обробку

  • Інструмент (в даному випадку фрези). Служить безпосередньо для зняття шарів матеріалу в процесі роботи.
  • Система фіксації заготовки. Закріплює деталь на робочому столі. Може бути як рухомого, так і нерухомої. Найчастіше на промислових машинах встановлені нерухомі вакуумні столи. На дешевших варіантах встановлюються металеві притиски або струбцини.
  • Сервомотори і крокові двигуни. Призначені для приведення в рух елементів верстата у відповідності з раніше написаної програмою.
  • Контролер ЧПУ. Служить для управління всіма вузлами машини (моторами, периферією, системою захисту).
  • Кінцеві датчики. Призначені для зупинки моторів у випадку збою програми і початкового позиціонування ріжучого інструменту.
  • Як вже було зазначено вище, швидкість фрезерування безпосередньо залежить від вибраного матеріалу та глибини його фрезерування.

    3d фрезерний верстат з ЧПУ: особливості конструкції, застосування

    Застосування

    Сфера застосування 3d фрезерів з ЧПУ величезна:

    По суті, автоматичні верстати можуть використовуватися практично в будь-якому виробництві. Але найбільшу популярність вони отримали в сувенірному бізнесі, оскільки саме тут постійно потрібно виготовляти масу різних виробів різної форми, розмірів і конструкцій. На ручному фрезерному верстаті така робота зовсім не продуктивна, оскільки присутній людський фактор, який значно уповільнює процес.

    Крім сувенірного бізнесу, 3д фрезерний верстат з ЧПУ використовується і в художньому виробництві, до якого можна віднести:

    • рекламну продукцію. Завдяки застосуванню програмного управління для верстатів, у рекламних агенцій з’явилася можливість не тільки проводити гравіювання логотипів різних брендів, а також виробляти масивні рекламні конструкції високої складності;
    • виробництво меблів. Криволінійний розкрій матеріалів, виготовлення різьблених фасадів, точна підгонка кожної деталі — це лише мінімум, який може виконати фрезерний верстат;
    • машинобудування. За допомогою автоматичних агрегатів з’явилася можливість виготовляти максимально точні деталі для різних механізмів і машин.

    Також зараз фрезерні верстати з ЧПК часто використовуються в домашніх умовах для хоббийных і аматорських цілей. Деякі умільці і зовсім самі збирають верстати з ЧПУ своїми руками.

    3d фрезерний верстат з ЧПУ: особливості конструкції, застосування

    Вибір фрез

    Як вже було сказано, основну похибку в процес вносить механічна частина верстата, а ось на остаточне якість поверхні впливає лише робочий інструмент. В даному випадку — фреза.

    Необхідно пам’ятати, що обробку краще проводити в кілька етапів (чорнова-чорнова-чистова) різними фрезами з поступовим зменшенням швидкості подачі.

    3d фрезерний верстат з ЧПУ: особливості конструкції, застосування

    Різновиди машин з ЧПУ

    Хоч принцип роботи схожий для всіх верстатів такого типу, їх конструкція може дещо відрізнятися. В першу чергу це пов’язано з призначенням конкретної машини. Виходячи з цього, вибираючи верстат по дереву 3d, необхідно ретельно її проаналізувати.

  • Форма оброблюваної заготовки — плоска або об’ємна. Даний фактор впливає на те, як буде розташована фрезерна головка і які рухи вона буде здійснювати в процесі роботи. Також при виборі верстата потрібно не забути врахувати необхідну потужність шпинделя і розмір робочого поля.
  • Тип і максимальний діаметр робочого інструменту. В домашніх верстатах використовуються фрези з діаметром хвостовика не більше 8 мм, у той час як на промислових машинах встановлюються складові фрези зі складною конструкцією і змінними ножами, що досягають в діаметрі 120 мм і більше.
  • Наявність 4 осі. Якщо планується тривимірна фрезерування деталей за принципом токарного верстата, то необхідно відразу врахувати це при покупці. Як правило, більшість виробників встановлюють на свої верстати поворотну вісь як опцію.
  • Кількість одночасно працюючих фрезерних головок (шпинделів). На промислових машинах їх кількість може досягати 16 штук! Закономірність така: чим більше шпинделів – тим швидше проводиться фрезерування, але тим складніше написати програму.
  • Насправді список всіх параметрів, на які необхідно звернути увагу при покупці, набагато довше. Але наведених тут параметрів цілком достатньо для орієнтування на ринку автоматичних машин.

    3d фрезерний верстат з ЧПУ: особливості конструкції, застосування

    Серед різновидів фрезерування можна виділити гравіювання, яка являє собою врізку в матеріал на невелику глибину і нанесення певного узору чи зображення на ньому.

    Технічні параметри машини

    В першу чергу вони розраховуються виходячи з матеріалу, який планується обробляти, його ваги і максимальних розмірів.

    На початку складається орієнтовна схема технології виробництва із зазначенням розміру заготовки на кожному етапі. І лише після цього відбувається вибір верстата під конкретні вимоги.

    Якщо кількість місця у виробничому приміщенні обмежена, то краще придбати настільний верстат. Він має ряд переваг, серед яких можна виділити мала вага, невеликі габарити і можливість його постійного переміщення. Головним його недоліком є те, що потрібно постійно стежити, щоб він не ковзав по столу із-за вібрації і був виставлений за рівнем відносно підлоги приміщення.

    3d фрезерний верстат з ЧПУ: особливості конструкції, застосування3d фрезер з чпу

    Якщо ж місця в цеху достатньо, то краще звернути увагу на підлоговий верстат, який має більшу вагу, і зазвичай велике робоче поле. Головною його перевагою є те, що після його установки він жорстко фіксується на підлозі і не рухається по ньому на протязі всього терміну експлуатації. Завдяки цьому значно знижується вібрація і підвищується точність і якість готової продукції.

    І наостанок підіб’ємо підсумки і вкажемо додаткові параметри, на які необхідно звертати увагу при виборі верстата з ЧПК:

    • максимальна швидкість переміщення ріжучого інструменту без навантаження;
    • діапазон швидкостей обертання фрези;
    • спосіб регулювання обертів шпинделя (коробка передач або перетворювач частоти);
    • тип приводних двигунів (перевага віддається сервомоторам через їх високої точності, але і ціна на них вище, ніж на крокові двигуни);
    • габарити і загальна маса всього верстата, включаючи все навісне обладнання (витяжки, вакуумний стіл, охолодження).