Фрезерный станок по металлу с ЧПУ

Консольно-фрезерные станки, выпускаемые в СССР и СНГ

Серия	Размер	Изготовитель	Год	Модель
6	2	ГЗФС	1932	682
6Б
1
2	ГЗФС	1937	6Б12, 6Б82, 6Б82Г
3
6К
1	ДЗФС	6К11, 6К81, 6К81Г, 6К81Ш
2	ГЗФС	6К12, 6К82, 6К82Г, 6К82Ш
3	ГЗФС	6К13П, 6К83, 6К83Г, 6К83Ш
6Н	Жальгирис	1969	6Н10, 6Н80, 6Н80Г, 6Н80Ш
1	ДЗФС	1970	6Н11, 6Н81, 6Н81Г, 6Н81А, 6Н81Д
2	ГЗФС	1951	6Н12, 6Н82, 6Н82Г
3	ГЗФС, ВМЗ	1951	6Н13, 6Н13Ф3, 6Н83, 6Н83Г, 6Н13ГА
6М	Жальгирис	6М10, 6М80, 6М80Г, 6М80Ш
1	ДЗФС	1971	6М11, 6М11К, 6М81, 6М81Г, 6М81Ш, 6М81Ш-1, 6М81Ш-1Ф1, 6М81ШФ2
2	ГЗФС	1961	6М12П, 6М12ПБ, 6М82, 6М82Г, 6М82ГБ, 6М82Ш
3	ГЗФС	1961	6М13П, 6М13ПБ, 6М83, 6М83Г, 6М83Ш
6Р	Жальгирис	1973	6Р10, 6Р80, 6Р80Г, 6Р80Ш
1	ДЗФС	6Р11, 6Р11К, 6Р11Ф3, 6Р81, 6Р81Г, 6Р81Ш
2	ГЗФС	1972	6Р12, 6Р12К, 6Р82, 6Р82Г, 6Р82Ш
3	ГЗФС, ВМЗ	1972	6Р13, 6Р13Б, 6Р13Ф3, 6Р13Ф3-3, 6Р83, 6Р83Г, 6Р83Ш
6Т	Жальгирис	1986	6Т10, 6Т80, 6Т80Ш
1
2	ГЗФС	1985	6Т12, 6Т82, 6Т82Г, 6Т82Ш
3	ГЗФС	1985	6Т13, 6Т83, 6Т83Г, 6Т83Ш
6Д	ДЗФС	1987	6Д10, 6ДМ80Ш
1	ДЗФС	1990	6Д81, 6Д81, 6Д81Г, 6Д81Ш
2	ДЗФС	6Д12, 6Д12Ф20, 6Д12Ф3, 6Д82, 6Д82Г, 6Д82Ш
3	ДЗФС	6ДМ83Ш

Основные производители фрезерных станков в СССР и России:

ВМЗ — Воткинский машиностроительный завод. В настоящее время — Воткинский Завод, ОАО

ГЗФС — Горьковский завод фрезерных станков. В настоящее время — Завод Фрезерных Станков ЗФС, ООО

ДЗФС — Дмитровский завод фрезерных станков. В настоящее время — Дмитровский завод фрезерных станков ДЗФС, ООО

УЗТС — Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков УЗТС. В настоящее время — Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков УЗТС, ООО

ВСЗ — Воронежский станкостроительный завод.

Жальгирис — Вильнюсский станкостроительный завод «Жальгирис»

Универсальные и широкоуниверсальные станки

Снабжены: в первом случае поворотным столом, во втором — поворотной шпиндельной головкой. Такой тип оборудования значительно расширяет перечень проводимых фрезерных операций.

Это интересно: Точилка для ножей своими руками — эффективное приспособление

Фрезерная металлообработка на станках с ЧПУ

Фрезерная металлообработка на станках с ЧПУ начинается с высокоскоростного вращения режущих инструментов. Скорость может быть до 1 тыс. об/мин. Все действия, которые выполняет машина, зависят от типа фрезерного оборудования и требований инструмента.

Оборудование может совершать следующие действия с целью выполнения необходимых резов:

• Продвигать заготовку во вращающийся, неподвижно стоящий станок.
• Двигать инструмент вдоль неподвижной заготовки.
• Подавать заготовку и инструмент вдоль друг друга.

Фрезерные станки с ЧПУ для металлообработки работают таким образом, чтобы механизм подавал подвижные детали посредством вращения режущего инструмента. Этим автоматизированный процесс отличается от ручного фрезерования. Такой вид обработки известен как фрезерование при скалолазании. Обратная же операция считается обычным процессом фрезеровки.

Фрезерование больше всего подходит для чистовой (повторной) металлообработки изделия, ранее прошедшего первичную резку. С помощью этого процесса создаются различные мелкие детали изделия, такие как резьба, отверстия или пазы. Однако существуют операции, при которых данный вид металлообработки применяют от начала и до конца.

Сам процесс заключается в постепенном удалении металла и формировании формы детали. В начале происходит грубая металлообработка с отсеканием стружки и приблизительным созданием формы. Затем станок приступает к более точному фрезерованию. Вся обработка завершается в несколько подходов, после чего можно сверять деталь с заданными параметрами.

После завершения фрезерования и проверки соответствия детали индивидуальным параметрам, происходит чистовая металлообработка изделия.

Самыми часто встречающимися операциями фрезерования на станках с ЧПУ являются: торцевое, обычное, угловое, фрезерование формы.

Торцевое фрезерование.

Это одна из операций, при которой поверхность детали перпендикулярна оси вращения режущих инструментов. Для работы применяются торцевые фрезы. Они покрыты зубьями и на периферии, и на поверхности. Для резки используют периферийные зубья, а для чистовой металлообработки – торцевые. Обработка торцевым фрезерованием проводится на плоских поверхностях и для создания контуров на готовых деталях. Такой метод способен сделать отделку более качественной. Он используется как на вертикальных, так и на горизонтальных станках.

Классификация фрезерных станков

В классификации горизонтально-фрезерные станки отнесены в  шестую группу, но часть их может принадлежать и к пятой как зубообрабатывающие и резьбонарезное  оборудование. ЧПУ чаще устанавливается на станки 6 группы. Оборудование 5 группы не предназначено для выполнения особо точных задач. ЧПУ здесь может быть установлено лишь для ускорения производства, при необходимости обрабатывать идентичные заготовки в большом количестве.

По таблице классификации токарного оборудования по  металлу станки делятся по массе:

• 1 группа – лёгкие, весом до 1 тонны;
• 2 группа – средние, вес которых не превышает 10 тонн,
• 3 группа – тяжёлые. Эта группа имеет деление.
  • Крупные – от 10 до 30 тонн;
  • Тяжёлые – от 30 до 100 тонн;
• уникальные, свыше 100 тонн весом.

Любое оборудование по металлу может быть оснащёно ЧПУ.Вторым критерием деления оборудования служит автоматическое, полуавтоматическое или ручное управление станком. При ручном управлении включение, остановка, подвод инструмента, регулировка подач и скоростей, установка деталей и их снятие с рабочей поверхности производится токарем.

Классификация фрезерных станков

Полуавтоматический настраивается на определённый цикл обработки. Рабочему остаётся установить заготовку, закрепить её и нажать кнопку запуска. После отработанного цикла вращающийся шпиндель автоматически остановится. Токарю необходимо будет снять готовую деталь, вставить следующую заготовку, и вновь запустить станок.

При работе на автоматическом оборудовании, токарю достаётся роль наблюдателя и отладчика оборудования. ЧПУ для станков может быть разным, но все процессы по изготовлению деталей происходят без непосредственного участия оператора.

Влияет на столбец, в который распределено оборудование в классификационной таблице расположение шпинделя, его положение отражено в названии и маркировке – наклонные, вертикальные, горизонтальные.

Деление на подгруппы происходит по параметрам обработки в плоскости 2 или 4-координатном режиме. Также отражается на положении в таблице и его способность по обработке одной или нескольких деталей одновременно. Присутствие в конструкции станка ЧПУ не имеет значения на подгруппу в классификационной таблице.

Многоинструментальные горизонтально-фрезерные имеют несколько резцов, одновременно обрабатывающих поверхность одной детали с разных сторон, а многопозиционные производят обработку сразу нескольких заготовок. Оба типа оборудования более продуктивно работают с ЧПУ.

2 Основные узлы станков с ЧПУ по металлу

Станина делается сварной или литой. Сварной она выполняется тогда, когда требуется получить сложную по форме конструкцию. В остальных случаях рекомендуется изготавливать литую станину, характеризуемую высоким демпфирующим потенциалом и жесткостью.

Направляющие скольжения являются обязательным элементом любого широкоуниверсального фрезерного оборудования. Они работают на трении скольжения, что снижает точность их интерполяции и скорость передвижения рабочих органов. При этом они имеют повышенную жесткость. Линейные же направляющие гарантируют отличную точность перемещений, так как функционируют на трении качения, но описываются малой жесткостью.

Шпиндель станков с ЧПУ, на которых производится обработка металлических заготовок, бывает двух типов:

1. Электрический двигатель с ротором, служащим для монтажа фрез и других режущих приспособлений.
2. Механизм, связанный с приводом муфтой либо ременной передачей.

К другим важным узлам агрегатов с программным управлением относят:

Обзор прочих вариантов обрабатывающего оборудования по металлу

Спросом в России пользуются токарно-фрезерные центры, которые выпускаются на Тайвани под именем компании TAKISAWA. При большом количестве выполняемых функций данная марка обладают доступной ценой.

У наиболее популярных станков данных моделей есть по 2 токарных узла и один фрезерный. Наличие револьверной головки гарантирует высокую точность в обработки заготовки.

Испанская компания применяет свои устройства для изготовления из металла деталей с повышенным уровнем точности, а также для их последующей подгонки.

Основные особенности марки станков испанской компании GMTK:

1. Сменщики инструмента.
2. Гидростатическая направляющая.
3. Функция температурного контроля.

На испанских станках прекрасно обрабатывают детали из металла, которые требуют особой точности.

Есть еще несколько импортных организаций, которые пользуются успехом в производстве токарно-фрезерных станков.

VICTOR

Компания из Тайвани работает на инструментальном рынке уже более 70 лет. Станки отличаются качеством и большим количеством комплектующих. Для производства станков фирма использует специальный сорт чугуна.

MULTICUT

Чешский производитель выпускает качественное современное оборудование с высокотехнологичными системами ЧПУ. Часто эти станки имеют второй шпиндель или заднюю бабку.

Такое устройство легко обрабатывает деталь по 5 координатам. Инструмент шлифует, точит, а также производит много других действий над металлическими деталями.

Разновидности оборудования

Станки фрезерной группы, оснащенные ЧПУ, в зависимости от того, какой материал на них обрабатывается, подразделяются на следующие категории:

1. для работы по металлу;
2. для обработки заготовок из древесины;
3. фрезерно-гравировальной группы.

Большую категорию оборудования данной группы составляют станки, на которых обрабатываются детали, выполненные из различных металлов:

1. настольные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ;
2. обрабатывающие центры, отличающиеся высокой функциональностью;
3. станки широкоуниверсального типа;
4. токарно-фрезерной категории;
5. сверлильно-фрезерной группы.

Фрезерные станки, управляемые при помощи специальных программ, можно использовать и для оснащения домашней мастерской, так как они отличаются простотой эксплуатации и дают возможность изготавливать детали из металла, выполненные с высокой точностью своих геометрических параметров.

Фрезерный станок с ЧПУ за работой

На предприятиях, которые производят мебель, а также в строительных компаниях применяются фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, с помощью которых выполняется обработка заготовок из древесины. На таких станках обрабатываются изделия из древесины, а также заготовки из полимеров, алюминиевых сплавов, фанеры и ДСП.

Станок с ЧПУ, на котором возможно выполнять операции гравировки, применяется для обработки изделий, изготовленных из металла, натурального и искусственного камня, бетона и ряда других материалов. С его помощью изготавливают декоративные каменные колонны, статуэтки, другие изделия, выполняющие исключительно декоративную функцию. Такие станки по металлу и ряду других материалов чаще всего используют для производства различных рекламных конструкций.

По принципу работы и своей производительности фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, могут быть следующих категорий:

• отличающиеся небольшими габаритами и невысокой производительностью — мини станки;
• настольного типа;
• вертикально-фрезерного типа;
• широкоформатные.

Станки, которые используются для оснащения домашней мастерской, нельзя назвать профессиональными, их преимущественно используют для полезного хобби. Такие фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, отличаются невысокой стоимостью, поэтому ими часто оснащаются мастерские различных учебных заведений: школы, технические училища, ВУЗы и др.

Оборудование настольного типа обладает рядом весомых преимуществ:

1. невысокая стоимость;
2. исключительная мобильность;
3. простота эксплуатации и конструктивного исполнения.

Такие станки, несмотря на свою компактность, способны выполнять различные технологические операции по металлу и другим материалам: фрезерование, сверление, растачивание.

Для обработки заготовок, обладающих большими габаритами, используются вертикально-фрезерные станки. В качестве рабочих инструментов на них применяются сверла, фрезы цилиндрического, концевого, фасонного и торцевого типа. С помощью такого оборудования, которым преимущественно оснащаются крупные производственные предприятия, можно выполнять обработку как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей.

Широкоформатные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, полностью соответствуют своему названию: в их конструкции имеется специальная рабочая головка, которая может поворачиваться в любом направлении. Благодаря своей универсальности такие станки чаще всего используются для оснащения цехов нестандартного оборудования и инструментальных участков.

Широкоформатный фрезерный станок с ЧПУ

Какие операции по металлу можно выполнять

Благодаря тому, что человеческий фактор был сведён к минимуму, операции по металлу стали значительно легче и приносят меньше брака. Получается так из-за программы, которая заложена в компьютер.

Она является таким своеобразным шаблоном, по которому компьютер понимает — готова деталь или нет. В этом разделе будет рассказано об операциях, которые может выполнять по металлу станок с ЧПУ.

Внешнее и внутреннее вытачивание деталей

Здесь всё просто, по крайней мере, для машины. Установленная заготовка, которая в будущем станет деталью, закрепляется на станке. Она может быть закреплена вручную или, если установлено соответствующее оборудование автоматически (чаще всего применяют именно автоматический вариант).

После начинается внешнее обтачивание детали при помощи либо лазера, либо лезвия, которое установлено на станок. Постепенно срезая лишнее, заготовка приобретает форму нужной детали. Так делается внешнее обтачивание деталей на станке с ЧПУ.

С внутренним всё примерно также, только с изменениями. После установки заготовки станок начинает сверлить, или как это называют по-другому, рассверливать отверстие у основания заготовки.

После того, как отверстие будет готов, компьютер сравнит его с шаблоном, который прописан в заданной программе. Если найдутся огрехи, он проанализирует — можно ли это исправить (как правило, да, ведь машины редко ошибаются). После заготовка шлифуется и деталь готова.

Продольная обработка заготовки

Продольная обработка — это метод, который применяют для изготовления полос, штрипсе, лент. В зависимости от программы, которая установлена в компьютер.

Такие работы на станке с ЧПУ выполняются преимущественно при помощи лазера, так как это позволяет избавиться от брака и ускоряет процесс работы. После установки заготовки, числовое программное управление на станке будет его обрабатывать в соответствии с заданным алгоритмом действий. Лазерный портал приводится в действие шаговыми двигателями, на котором он закреплён.

Черновая и чистовая обработка

Для начала что это вообще, такое. Черновая обработка металла состоит из подгона детали под нужный размер при помощи снятия слоёв металла.

Обычно в станке с ЧПУ эту роль выполняет компьютер после того, как деталь уже вырезана. Чистовая обработка идёт потом и представляет собой полировку поверхности изделия. Всё это станок выполняет по заданным алгоритмам.

Регулировка длины деталей

В программе, которую дают компьютеру, чётко прописаны размеры детали. Заготовки также дают подходящего размера. Перед тем, как вставить деталь, станок регулирует и настраивает сам себя для изготовления.

После этого он начинает выполнять работу, после чего сравнивает размер с теми, что были даны человеком. Если отклонений нет — деталь готова. Если есть — станок с ЧПУ начинает обтачивать деталь, снимая слои металла и регулируя длину.

Вытачивание пазов, выемок и отверстий

Пазы и выемки — это отверстия, которые делают на детали. Такие отверстия могут служить либо для того, чтобы в них могла войти другая деталь, либо для установки к какому-либо устройству. Станок с ЧПУ вытачивает такие отверстия при помощи лазера, делая при этом высокоточные разрезы.

Они могут быть прямоугольными, Т-образными, типа «ласточкин хвост», фасонными, сквозными, открытыми, закрытыми и другими. То, какой формы будет отверстие, зависит от детали и программы, которую человек установил в числовое программное управление.

Нарезание резьбы дюймового и метрического типа

Этот тип резьбы видели практически все. Она используется в основном для того, чтобы одна деталь могла прикручиваться к другой. Главными параметрами при изготовлении такой резьбы являются шаг и величина. Под шагом в данном случае имеется в виду:

• наружный диаметр, измеряемый между верхними точками резьбовых гребней, находящихся на противоположных сторонах трубы;
• внутренний диаметр как величину, характеризующую расстояние от одной самой нижней точки впадины между резьбовыми гребнями до другой, также находящихся на противоположных сторонах трубы.

Все параметры нужно вбить в компьютер станка, после чего он сам вырежет отличную и ровную резьбу при помощи лазера.

Справка! В любом случае параметры для изготовления резьбы на изделии вносятся человеком в компьютер станка, а тот, действуя согласно алгоритму, при помощи лазера делает превосходную резьбу.

Классификация агрегатов

Всего существует три категории фрезеров:

• Профессиональные. Обрабатывают заготовки разных размеров и в большом количестве. Для этого задействуется серьёзный спектр режущих инструментов.
• Бытовые. По функционалу подходят только для домашних мастерских.
• Ручные.

У каждой классификации есть свои подвиды. Так профессиональные станки имеют такие разновидности:

• Стандартные. Применяются для реализации шаблонных операций. Их оснащение позволяет совершать многие работы и придавать заготовкам требующуюся конфигурацию. В режущий арсенал входят: фрезы, свёрла, отличающиеся по диаметру, особые ножи.
• Копировальные. Выполняют художественные операции: нанесения сложных изображений, дислокацию образцов на разные поверхности, оформления орнаментов. В этой работе точность гарантируется, поскольку заготовка фиксируется вакуумным методом.
• Для вертикальной обработки деталей (сверху вниз). Здесь вырезаются пазы с нужной шириной и глубиной, готовятся крепёжные компоненты. Детали обрезаются по требующейся длине.

• Для горизонтальной работы с заготовками. Здесь ось шпинделя находится по отношению к полу горизонтально. Есть цилиндрические и торцевые фрезы.
• Выполняющие одновременную обработку с двух сторон. Являются универсальными. Здесь обрабатываются разнообразные профили. Без этих станков не обходится ни одно производство мебельных составляющих: подставок, ножек, опорных элементов и т.д.
• Оснащённые приборами ЧПУ. Здесь интегрирован электронный комплекс, базирующийся на специальном микропроцессоре. В него заложена программа, определяющая алгоритм операций. За счёт этого существенно развивается точность, качество и динамика работ, и трудовая производительность фрезерного станка с ЧПУ.

Бытовые модели отличаются небольшими габаритами и массой. Они реализуют базовые функции (строгание, сверление шлифовка, распил). Их виды:

• Настольный. Характеризуется лёгкостью эксплуатации и сервиса.
• Ручной. Используется для работы с малогабаритными деталями. На нём готовятся пазы малых размеров, требующиеся для сочленения обособленных компонентов.

Зависимость производительности режущего инструмента от методов закрепления пластинок

В приспособлениях сборного типа производительность, равно как и надежность, выносливость, долговечность их эксплуатации, зависит от способов закрепления многогранных пластин. Эти крепежи должны обеспечить:

• надежность (без возможных микроскопических смещений во время движения, производимого режущими инструментами);
• плотность контакта поверхностей между опорными пластинами и пазами;
• точное позиционирование и возможность взаимной замены рабочих кромок;
• поддержку геометрической стабильности;
• раздробление и надежное отведение стружек;
• наименьшее время, допущенное на смену лезвий.

Эксплуатация и обслуживание

При эксплуатации станка необходимо проводить регулярные процессы по обслуживанию оборудования, чтобы продлить срок его работы. Если предприятие работает в несколько смен, то обслуживание станка, должно быть с периодичностью в одну смену.

К ежедневным процессам относятся:

• общая чистка станка;
• контроль основных узлов и их чистка: шпиндель, вакуум, сверлильно-присадочная группа;
• контроль над уровнем масла;
• проверка безопасности устройства;
• чистка каналов системы охлаждения вакуума.

Также обязательно проводить уборку рабочего места. Крупный ремонт оборудования необходимо доверить квалифицированным специалистам.

Сверлильные станки с ЧПУ

На сверлильных станках с ЧПУ (рис. 5) производятся следующие операции:

• сверление;
• растачивание;
• зенкерование;
• нарезка резьбы;
• развертывание;
• вертикальное фрезерование.

Рисунок 5. Сверлильный станок с ЧПУ.

Рисунок 5. Сверлильный станок с ЧПУ.

Классифицируются сверлильные станки с ЧПУ по следующим признакам.

1. По направлению подачи:

•   вертикально-сверлильные;

•   горизонтально-сверлильные;

•   радиально-сверлильные.

Вертикально-сверлильные станки с ЧПУ – самый распространенный тип. Могут иметь дополнительно приводной стол, на котором закрепляется деталь, или приводную сверлильную головку. Режущий инструмент расположен вертикально.

В горизонтально-сверлильных станках с ЧПУ рабочий инструмент закрепляется горизонтально, и подача осуществляется в горизонтальной плоскости. Такие станки часто используются в качестве расточных, если требуется выполнить осевую расточку без создания фасонной поверхности.

Радиально-сверлильные станки с ЧПУ способны изменять положение сверлильной головки и направление подачи. Это значительно расширяет возможности такого станка.

2. По наличию шпинделей:

• одношпиндельные;
• многошпиндельные.

Многошпиндельные станки часто используются в электротехнической промышленности для изготовления печатных плат. Также несколькими шпинделями оснащаются вертикально-сверлильные станки последних поколений. Это делается для увеличения производительности.