Фрезерные станки с ЧПУ: возможности, области применения и рекомендуемое оборудование. Обзор от 3Dtool

Всем привет. С вами компания 3Dtool!

Технология фрезерования играет важнейшую роль в современной промышленности и зачастую просто незаменима в прецизионном производстве. Рассказываем о возможностях фрезерных станков с ЧПУ и делимся примерами оборудования для малого и среднего бизнеса.

Технология фрезерования с применением числового программного управления зародилась в начале 1950-х в Массачусетском технологическом институте (MIT). Числовое программное управление добавляет три преимущества — высокую точность, повторяемость и производительность, так как правильно запрограммированные станки не делают лишних движений и всегда точно следуют указанным траекториям. Возможность прецизионной обработки делает такое оборудование востребованным практически во всех промышленных отраслях.

Настольный фрезерный станок с ЧПУ Pluton Crafter S

Выбор оборудования очень широк — от настольных станков с ЧПУ для домашних мастерских до более мощных, но достаточно компактных систем для малого бизнеса и крупных промышленных центров с системами автоматизированной смены инструментов и многоосевым позиционированием, способных обрабатывать заготовки в более чем трех плоскостях, получая детали сложной геометрической формы, и работать даже с высокопрочными сплавами.

Вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ Optimum VDL600

Программирование станков c ЧПУ начинается с создания цифровых моделей будущих изделий в системах автоматизированного проектирования (CAD). Получаемые модели затем обрабатываются системами подготовки управляющих программ (CAM), вычисляющих оптимальные траектории движения инструмента и составляющих машинный код, понятный контроллерам станков. После этого остается настроить оборудование, выбрать подходящий инструмент, установить заготовку и запустить обработку.

Название фрезерных станков происходит от названия вращающегося режущего инструмента. Выбор инструмента зависит от поставленных целей:

    • цилиндрические фрезы для обработки прямых поверхностей;

    • фасонные для фасонной обработки;

    • червячные для создания зубчатых колес;

    • угловые для обработки углов и криволинейных поверхностей;

    • концевые для пазов и уступов;

    • дисковые для резки заготовок и создания канавок;

    • кольцевые для сверления;

    • торцевые для чистовой обработки.

В наши дни фрезерование используется в обработке самых разных материалов — от древесины и полимеров до металлов и сплавов, хотя выбор материалов зависит от возможностей оборудования.

Турбовентиляторные двигатели семейства LEAP на самолетах Boeing 737 MAX и Airbus A320neo используют 3D-печатные форсунки, но с чистовой фрезерной обработкой на стыках

Аэрокосмическая отрасль широко полагается на фрезерованные детали ввиду высокой точности обработки и возможности использования разнообразных сплавов — от легких алюминиевых до жаропрочных никелевых. Когда дело доходит до особо сложных изделий, преимуществами над фрезерной обработкой обладают только аддитивные технологии, но даже 3D-печатные заготовки приходится хотя бы частично обрабатывать с помощью фрезерных станков для соблюдения допусков, например на стыках деталей.

Обработка турбинной лопатки с помощью многоосевого фрезерного центра

Возможность прецизионной обработки сложных деталей остается главным преимуществом фрезерования. Например, турбинные и компрессорные лопатки авиационных двигателей и газотурбинных генераторов традиционно изготавливаются методом литья, но заготовки проходят чистовую фрезерную обработку на станках с ЧПУ, так как даже малейшие отклонения от заданной формы могут привести к помпажу, чреватому разрушением лопаток. Аналогичным образом изготавливаются турбинные и компрессорные диски, к которым крепятся лопатки, так как чистовая фрезерная обработка позволяет добиваться идеальной центровки.

Кастомный фрезерованный колесный диск

Зачастую фрезерование заменяет штампование. Хотя штампование в целом более экономично, далеко не все детали можно выполнить с помощью прессов, а иногда изготовление матриц и пуансонов просто не оправдывается экономически. Характерный пример — производство кастомизированных автомобильных деталей, например колесных дисков. Если требуется относительно небольшая партия — из нескольких десятков или сотен изделий — выгоднее фрезеровать, чем вкладываться в дорогостоящую штамповочную оснастку.

Фрезерованный позвоночный имплантат

Еще одна отрасль с широким применением фрезерования — здравоохранение. Так как технология позволяет работать со сплавами медицинского назначения, фрезерные станки с ЧПУ используются в производстве специализированных инструментов и индивидуальных эндопротезов.

Изготовление пенопластовой вывески

Рекламная индустрия полагается на фрезерование в производстве вывесок, стендов, табличек, арт-объектов.

Изготовление барельефа для внутреннего декора

Фрезерованные детали повсеместно встречаются и в быту. Например, обработка на станках с ЧПУ незаменима в производстве мебели и декора: круглые элементы можно изготовить на токарных станках, но когда дело доходит до сложных деталей, барельефов и узоров, либо даже простой раскройки, в ход идет фрезерование.

Наша компания предлагает фрезерное оборудование разных классов, начиная с любительских станков с ЧПУ и заканчивая промышленными системами. С полным ассортиментом можно ознакомиться в нашем каталоге, а пока предлагаем взглянуть на три популярные системы разных размеров, пользующиеся спросом в малом и среднем бизнесе.

Advercut K6090T4A

K6090T4 — портальный фрезерный станок с ЧПУ и трехосевым позиционированием, позволяющий выполнять обработку листовых материалов и объемных заготовок размером до 600х900х150 мм. Вариант K6090T4A добавляет четвертую ось — поворотный крепеж с цанговым патроном, плюс дополнительный драйвер на материнской плате для управления поворотным механизмом и синхронизации с системой позиционирования шпинделя.

Станок собран на тяжелой, прочной станине из толстых швеллеров, ради пущей жесткости конструкции рабочая область снизу усилена поперечинами. Конструкция хорошо гасит вибрации на скоростных режимах работы. Система позиционирования построена на рельсовых направляющих от Hiwin и шарико-винтовых передачах по всем трем осям. Точность позиционирования достигает 0,1 мм в горизонтальной плоскости и 0,5 мм в вертикальной. Скорость холостого хода достигает шести метров в минуту, рабочего — пяти метров. Концевыми выключателями служат бесконтактные индуктивные датчики.

В комплекте идут жертвенный стол с крепежными слотами и прижимные пластины. Предусмотрена помпа для охлаждения шпинделя, при желании станок можно оснастить системой аспирации для удаления стружек и пыли, подключаемой к корпусу щетки-мусоросборника.

Электроника и основные органы управления вынесены в отдельный блок, дополнительно прилагается автономный пульт-контроллер RichAuto А18, c помощью которого можно задавать перемещение осей в ручном режиме, передавать задания через USB-флешку, менять настройки и выполнять калибровку, например выставлять ноль по оси Z. С системного блока можно настраивать обороты шпинделя, подключать четвертую ось, а также выполнять экстренную остановку оборудования с помощью аварийной кнопки. Станок подключается к электрическим сетям с напряжением 220 В через обычную розетку.

В стандартную комплектацию входит трехфазный асинхронный шпиндель мощностью 2,2 кВт с жидкостным охлаждением, опционально предлагается более мощный вариант на 3,5 кВт. Шпиндель рассчитан на распространенный цанговый патрон ER20, глубина обработки достигает 150 мм.

Для подготовки управляющих программ можно использовать программное обеспечение ArtCAM, либо другие популярные варианты, например MasterCAM, SolidCAM, SprutCAM или PowerMill.

Фрезерные станки Advercut K6090T4A хорошо подходят для обработки древесины и полимеров (оргстекла, поливинилхлорида и так далее), композиционных материалов (древесно-стружечных и древесно-волоконистых плит), а также мягких металлов — алюминия, латуни, меди.

Технические характеристики фрезерного станка с ЧПУ Advercut K6090T4A:

    • Размер рабочей области: 600x900х150 мм

    • Количество осей: 4

    • Рабочая поверхность: жертвенный стол с Т-слотами

    • Цанговый патрон: ER20

    • Мощность шпинделя: 2,2 кВт (стандартная), 4,6 кВт (опциональная)

    • Мощность инвертора: 2,2 кВт

    • Количество шпинделей: 1

    • Тип шпинделя: асинхронный трехфазный

    • Диаметр шпинделя: 80 мм

    • Охлаждение шпинделя: жидкостное

    • Максимальная скорость позиционирования: 6000 мм/мин (холостая), 5000 мм/м (рабочая)

    • Разрешение: 0,01 мм

    • Точность позиционирования: 0,1 мм (X и Y), 0,05 мм (Z)

    • Привод осей X и Y: шарико-винтовые передачи (16 мм)

    • Привод оси Z: шарико-винтовая передача (16 мм) с ременным редуктором

    • Двигатели: Nema23 (76 мм)

    • Направляющие: квадратные рельсовые (15 мм)

    • Количество концевых датчиков: 4

    • Тип концевых датчиков: индуктивные

    • Датчик высоты заготовки: контактный

    • Расходные материалы: древесина, фанера, ДВП, ДСП, АБС, ПЭТ, полистирол, ПВХ, поликарбонат, оргстекло, акрил, стеклопластик, текстолит, пенопласт, гранит, мрамор, керамика, паронит, гипс, алюминий, цинк, латунь, и другие

    • Управляющий код: G-code

    • Программное обеспечение: ArtCAM, MasterCAM, SolidCAM, SprutCAM, PowerMill и другие

    • Пульт управления: RichAuto А18 с экраном 128х64 и памятью 512 Мб

    • Электропитание: 220 В ± 10%, 50 Гц

    • Максимальная потребляемая мощность: 3300 Вт

    • Система аварийной защиты: кнопка экстренной остановки

    • Габариты станка: 1450х1100х880 мм

    • Габариты упаковки: 1500х1200х900 мм

    • Вес (нетто): 200 кг

Подробнее в нашем видеообзоре:

TS 1325

Широкоформатный фрезерный станок с ЧПУ промышленного назначения c рабочей областью размером 1300х2500х300 мм. TS 1325 хорошо подходит для изготовления крупных деталей из древесины, например мебельных компонентов. Система собрана на массивной, прочной сварной станине массой 1,2 тонны, обеспечивающей отличную устойчивость и вибропоглощение.

Станок оснащен шпинделем мощностью 5,5 кВт, выдающим до восемнадцати тысяч оборотов в минуту, и системами централизованной смазки й воздушного охлаждения. При необходимости станок можно доукомплектовать синхронизированным поворотным креплением для обработки цилиндрических заготовок. Перепрошивка в этом случае не требуется, так как поворотное крепление заменяет одну из горизонтальных осей.

Органы управления и электроника вынесены в отдельный шкаф и позволяют регулировать обороты и осуществлять экстренную остановку нажатием аварийной кнопки. Тонкая настройка и передача данных осуществляются посредством DSP-пульта RichAuto А11, принимающего USB-флешки. С помощью пульта программируются движения рабочего инструмента, выставляются нули, передается машинный код.

Позиционирование в горизонтальной плоскости выполняется на рельсовых направляющих посредством косозубых реечных передач с гибридными редукторными сервоприводами и драйверами от Leadshine. На оси Z тоже используются те же рельсовые направляющие и двигатели, но уже с двумя шарико-винтовой передачей.

Стол с опциональным вакуумным прижимом разделен на четыре секции с индивидуальным управлением. Жертвенный стол имеет T-образные слоты для крепления заготовок. На шпиндель с воздушным охлаждением устанавливается патрон ER25. Предусмотрены концевые выключатели и датчик для определения нуля инструмента. В верхней части шпинделя крепится щетка для сбора стружек и пыли с рукавом, подключаемым к системе аспирации, например вихревому насосу.

Для подготовки машинного кода можно использовать программы ArtCAM, PowerMill, Mach3, SolidCAM и другие.

Технические характеристики фрезерного станка с ЧПУ TS 1325:

    • Размер рабочей области: 1300х2500х300 мм

    • Направляющие: квадратные рельсовые

    • Привод по X и Y: косозубые передачи

    • Привод по оси Z: шарико-винтовая передача (20 мм)

    • Двигатели: гибридные сервомоторы Leadshine

    • Мощность двигателей: 0,45 кВт

    • Количество шпинделей: 1

    • Мощность шпинделя: 5,5 кВт

    • Охлаждение шпинделя: воздушное

    • Мощность инвертора: 5,5 кВт

    • Частота вращения шпинделя: 6000-18000 об/мин

    • Станина: цельносварная

    • Стол: вакуумный с механическим креплениями

    • Система смазки: централизованная

    • Максимальная скорость рабочего хода: 10 м/мин

    • Управляющее программное обеспечение: NcStudio

    • Формат файлов: Gcode

    • Питание: 380 В

    • Габариты: 3160х1980х1780 мм

    • Вес нетто: 1200 кг

    • Срок гарантийного обслуживания: 12 месяцев

Опции:

    • Сервоприводы Yaskawa мощностью 850 Вт

    • Система масляного охлаждения инструмента

    • Система удаления стружки мощностью 3 кВт

    • Поворотное крепление заготовок длиной 1,2 м с патроном диаметром 230 мм

    • Вихревой вакуумный насос мощностью 5,5 кВт

    • DSP-пульт RichAuto А11

TS 2040

TS 2040 — еще более крупный и мощный станок с рабочей областью размером 2100х4000x300 мм. В стандартной комплектации оборудование поставляется с воздушным охлаждением шпинделя, опционально предлагается жидкостный вариант. Стандартный пульт управления Weihong NK105 G2 можно поменять на DSP-пульты A11 или А18 от RichAuto. Также предлагается возможность установки вакуумного прижима и второго рабочего инструмента.

Большой рабочий объем позволяет обрабатывать крупные заготовки, например выполнять гравирование панелей или дверных полотен. Для стабильной работы подобного оборудования требуется прочная станина, в этом случае сваренная из толстой, восьмимиллиметровой листовой стали с ребрами жесткости. Предусмотрена возможность юстировки станины с помощью подпятников.

Электроника вынесена в отдельный шкаф с рабочей станцией для размещения ноутбука или компактного стационарного компьютера. Данные передаются посредством прямого подключения к ПК или с помощью USB-флешки.

Станок выполнен по портальной схеме, массивные опоры оснащены дополнительными ребрами жесткости. Каретки и направляющие смазываются настраиваемой автоматической системой. Система позиционирования комбинированная — на рельсовых направляющих с косозубыми передачами и ременными редукторами в горизонтальной плоскости и шарико-винтовой безредукторной в вертикальной. Приводами по всем осям служат гибридные сервомоторы Leadshine. Концевыми выключателями служат оптические датчики, дополнительно предусмотрены силиконовые отбойники.

Шпиндель мощностью 6 кВт развивает до двадцати четырех тысяч оборотов в минуту и комплектуется цанговым патроном ER25. При необходимости можно установить систему охлаждения инструмента масляным туманом. Имеется щетка для удаления мусора с рукавом для подключения к системе аспирации или вытяжке.

Для подготовки машинного кода можно использовать любой подходящий программный пакет — ArtCAM, MasterCAM, SolidCAM, SprutCAM, PowerMill и другие.

Технические характеристики фрезерного станка с ЧПУ TS 2040:

    • Размер рабочей области: 2100х4000x300 мм

    • Направляющие: квадратные рельсовые (20 мм)

    • Привод по X и Y: косозубые передачи

    • Привод по оси Z: шарико-винтовая передача (20 мм)

    • Двигатели: гибридные сервомоторы Leadshine

    • Мощность шпинделя: 6 кВт

    • Охлаждение шпинделя: воздушное

    • Мощность инвертора: 7,5 кВт

    • Частота вращения шпинделя: 6000-24000 об/мин

    • Станина: цельносварная

    • Стол: вакуумный

    • Система смазки: центральная

    • Максимальная скорость рабочего хода: 10 м/мин

    • Управляющее программное обеспечение: NcStudio

    • Формат файлов: Gcode

    • Питание: 380 В

    • Габариты: 4500х2250х1650 мм

    • Вес нетто: 2200 кг

    • Срок гарантийного обслуживания: 12 месяцев

Опции:

    • Сервоприводы Yaskawa мощностью 850 Вт

    • Система масляного охлаждения инструмента

    • Система удаления стружки мощностью 3 кВт

    • Поворотное крепление заготовок длиной 1,2 м с патроном диаметром 230 мм

    • Вихревой вакуумный насос мощностью 5,5 кВт

    • DSP-пульт RichAuto А11

Приобрести ЧПУ или 3Д технику и расходные материалы, задать свой вопрос, или сделать предложение, вы можете, связавшись с нами:

По телефону: 8(800)775-86-69

Электронной почте: Sales@3dtool.ru

или на нашем сайте: https://3dtool.ru/

Так же мы выкладываем наши материалы в Telegram канале, на Dzen и в нашей группе ВКонтакте

Реклама. ООО "3ДТУЛ". ИНН: 7733905388