Что такое фрезерование с ЧПУ?

Используя компьютеризированное управление и вращающиеся режущие инструменты, фрезерование с ЧПУ удаляет материал из заготовки, чтобы создать готовый продукт, который соответствует требуемым спецификациям. Этот процесс можно использовать для обработки различных материалов, таких как, модельный пластик, поликарбонат, текстолит, фторопласт, акрил, пвх и другие полимеры, массив дерева, мдф, дсп, лдсп, фанера, стали различных марок, дюраль, магний, латунь, медь, алюминий, цветные металлы, мягкие металлы, композитные панели, керамика, натуральный камень, мрамор, тюф, гранит, искусственный камень, стекло.

Оборудование с ЧПУ позволяет производить удаление материала из заготовки несколькими методами:

1. Механический
2. Электрический
3. Химический
4. Тепловой

Фрезерование с ЧПУ относится к категории механических автоматизированных процессов, поскольку резка и сверление осуществляются механически и не требуют ручного управления.

Как работает фрезерный станок с ЧПУ

Процесс фрезерования с ЧПУ повторяет те же шаги, что и многие другие типы обработки, включая создание модели автоматизированного проектирования (САПР), настройку фрезера с ЧПУ и управление станком для создания желаемой детали. Вот быстрый пошаговый процесс:

1. Создайте 2D- или 3D-дизайн детали в САПР и экспортируйте его в формат файла ЧПУ, который преобразуется в программу станка ЧПУ с использованием программного обеспечения CAM.
2. Программа ЧПУ содержит исполняемый код (как правило G-код) с информацией обо всех необходимых операциях и перемещениях станка.
3. Оператор подготавливает станок, устанавливая на рабочий стол зажимное приспособление, а также закрепляя фрезерные и фрезерно-гравировальный инструменты в шпинделе станка с ЧПУ.
4. Используя станочный интерфейс, оператор запускает программу и контролирует ее на протяжении всего процесса, чтобы убедиться, что все идет гладко.

В зависимости от типа детали, которую необходимо создать, можно использовать горизонтальные или вертикальные фрезерные станки с ЧПУ. После начала фрезерования станок будет вращать режущий инструмент с невероятно высокой скоростью — до 24 тысяч оборотов в минуту!

Этот режущий инструмент может вращаться в разных направлениях и по нескольким осям. Он может создавать множество различных форм, отверстий и любых других поверхностей, которые требуются для детали. Фрезерование с ЧПУ часто используется для изготовления чистовых деталей из заготовки уже прошедшей черновую обработку, но его также можно использовать для придания формы заготовке от начала до конца.

Независимо от того, был ли материал обработан ранее или нет, фрезерный станок будет постепенно удалять материал, чтобы создать желаемую форму. По мере того, как процесс продолжается, он становится более точным и точным, поэтому готовая деталь соответствует правильным спецификациям. Кроме фрезерных работ, данные станки могут проводить фрезерно- гравировальные ЧПУ работы.

Виды фрезерных станков с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ делятся на категории в зависимости от количества осей, в которых они могут работать. Оси X и Y указывают, как заготовка относительно фрезы перемещается по горизонтали, а ось Z относится к вертикальному движению инструмента. Фрезеры, которые работают в координатах X,Y, Z называются трехкоординатными, они позволяют изготавливать огромное количество различных изделий, таких как, элементы декора, элементы мебели из массива с 3Д резьбой, сувенирная продукция (шкатулки, нарды, панно, иконостасы, ГО,) мебельные фасады, корпусная мебель, рамы, двери, технические изделия . Оси А и C относятся к угловым положениям инструмента или заготовки, что необходимо для изготовления таких изделий как, балясины, ножки кабриоль, входные столбы, тела вращения, статуэтки, бюсты, гнутые и выгнутые мебельные фасады.

Большинство фрезерных станков с ЧПУ имеют от трех до пяти осей:

Трехкоординатные (Трехосевые)- 2D, 2,5D, 3D обработка, раскрой листовых материалов.

Четырехкоординатные (Четырехосевые)-3D, 4D обработка, позиционная обработка, непрерывная 4 осевая обработка.

  Пятиосевые (Пятикоординатные)- 3D, 4D, 5D-обработка, позиционная обработка 5 координатная, непрерывная 5 осевая обработка.

Агрегаты фрезерного станка с ЧПУ.

Как и следовало ожидать, конструкция фрезерного станка с ЧПУ довольно сложна, как и детали, которые они создают. Хотя разные фрезеры с ЧПУ могут отличаться, обычно они состоят из следующих частей:

Станина — это нижняя часть станка с ЧПУ, которая поддерживает машину. По сути, это основа, обеспечивающая стабильность в процессе фрезерования.

Шпиндель — это верхняя часть фрезерного станка с ЧПУ, где могут быть установлены держатели инструмента. В зависимости от задач на станке с ЧПУ могут быть установлены как один шпиндель, так и несколько (ЧПУ 2 шпинделя, станок 3 шпинделя, фрезер 4 шпинделя). Соответственно фрезерные станки с ЧПУ могут быть многошпиндельнми.

Рабочий стол- стол фрезерного станка с ЧПУ, который удерживает заготовку для обработки. Обычно размер обрабатываемой области определяется по модели станка, например: 4040- станок с ЧПУ с размером обрабатываемой заготовки 400мм х 400 мм. Самыми распространенными моделями (размерами рабочих столов) являются: 4040, 4060, 6060, 6090, 6012, 1212, 1515, 1325, 1525, 1531, 2131, 2141.

Оси станка с ЧПУ— Как уже упоминалось, на фрезерном станке с ЧПУ существует несколько различных осей: X, Y, Z, A, C. Станок работает по этим осям в зависимости от требований к изготовлению детали. Оси приводятся в движение за счет шарико-винтовых передач или зубчатых реек. В приводах осей используются шаговые двигатели (ШД), гибридные шаговые двигатели с энкодером (серво-шаговые), трехфазные серво двигатели.

Контроллер ЧПУ — это то, что управляет станком. Здесь оператор вводит G-код, определяющий функции машины. В зависимости от функционала станка с ЧПУ существуют следующие системы числового управления: NCStudio, RichAuto, A11, A12, A15, A18, Weihong, NK 105 G2, NK105 G3, SYNTEC, 6mb, 11mb, FC-60 ca, FANUC, SIEMENS. 

Фрезерная обработка деталей на станках с ЧПУ

ФРЕЗЕРНАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ

Фрезерная обработка

Фрезерная обработка – процесс механической обработки резанием. Режущим инструментом является фреза, которая совершает вращательные движения на большой скорости. При этом заготовка совершает поступательные движения, реже — вращательные.

С помощью фрезерования можно обрабатывать любые материалы, которые поддаются механической обработке: алюминий, медь, латунь, сталь, нержавеющая сталь, магний, титан, пластики.

Фрезерование на станке происходит либо вручную, когда мастер самостоятельно обрабатывает и перемещает инструмент и деталь – универсальный метод, либо с применением ЧПУ оборудования. В последнем случае технолог подбирает необходимый инструмент и пишет управляющую программу, которую запускает оператор станка.

Фрезерование ЧПУ

Фрезеровка металла

Инструмент

При фрезерной обработке металла важен инструмент, с помощью которого происходит резание – фреза. Это специализированное средство дисковой, цилиндрической, конической и другой формы с режущими металлическими зубьями. Совершая вращающие движения, она на каждом шаге «снимает» с изделия часть материала, чтобы достичь требуемых размеров.

Важна и инструментальная оснастка при фрезеровке сложных поверхностей. Она используется для зажима инструмента в шпинделе фрезерного станка, чтобы придать инструменту вращательное движение через движение шпинделя. Фрезы закрепляют в инструментальных оправках, которые крепятся непосредственно к шпиндельному узлу. Существует огромное количество видов фрез и оснасток, мы советуем изучить материалы по данной теме в открытых источниках, которых сейчас бессчетное множество.

Особенности работы на станках с ЧПУ

Как известно, оборудование обеспечивает точность изготовления детали. Преимущества станков с ЧПУ перед универсальными заключается в том, что оснащение на них более точное.

Фрезеровка на станках с ЧПУ применяется при массовом изготовлении деталей, так как с помощью программного обеспечения обеспечивается повторяемость при изготовлении изделий. При использовании универсального оборудования повторяемость обеспечивается мастерством фрезеровщика, в этом случае на качество высокоточного изделия может значительно повлиять «человеческий фактор». Поэтому для изготовления серии изделий лучше обратиться к ЧПУ, где качество продукции окупает высокую стоимость.

Компания Formung занимается высокоточным производством, для чего не подходит универсальное оборудование, поэтому в своей работе мы используем станки с ЧПУ.

Характеристики изготовления

Стоимость фрезерных работ определяется количеством нормо-часов, которое требуется для изготовления детали. На станках с ЧПУ нормо-час дороже, так как используются более сложные и точные инструменты, технологии и требуется написание управляющей программы.

Точность изготовления зависит от используемого инструмента, точности позиционирования оборудования, жесткости станков и мастерства технологов, которые полностью разрабатывают техпроцесс и назначают режимы резания.

Наша компания занимается единичным производством, где каждый проект требует индивидуального подхода: технолог подбирает инструмент, режимы резания, оборудование и пишет управляющую программу.

Мы также занимаемся анодированием – нанесением защитного покрытия после фрезерования, которое обеспечивает коррозионно- и износостойкие характеристики поверхности и дает ей необходимую окраску при добавлении красителя.

ЧПУ оборудование

Лидируют на рынке ЧПУ оборудования компании из Японии, Тайваня, Германии, США и Италии: Mazak, DMG Mori, OKUMA, HAAS и другие.

С помощью данного оборудования мы занимаемся обработкой сложных деталей. Для этого существует 3 вида изготовления: 3х-осевая, 4х-осевая и 5и-осевая обработка на станках с ЧПУ. Виды обработки различаются количеством степеней свободы станков: к трем линейным перемещениям в 3-осевых станках добавляются 2 вращательных. При использовании 5-осевых станков деталь обрабатывается за один установ, что значительно повышает точность изделия за счет неизменной точности позиционирования детали. На таких станках можно получить детали любой сложной формы: от лопаток до турбореактивных двигателей, детали с отверстиями под углом и импеллеры.

Цените качество и профессионализм? Мы приглашаем вас заказать фрезерные и другие виды работ в компании Formung.

Вам необходимы услуги высокоточной металлообработки?

13 апреля, 2018

Изготовление деталей для космической отрасли

Актуальность космической промышленности. Особенности изготовления деталей. Требования к материалам.

28 марта, 2018

Изготовление шпиндельных валов

Производство. Параметры изготовления. Точность.

21 февраля, 2018

Производство технологической оснастки

Применение. Этапы и особенности изготовления.

15 февраля, 2018

Высокоточная металлообработка

Особенности производства при единичной высокоточной металлообработке.

9 февраля, 2018

Обработка шлифованием

Обработка деталей на шлифовальном станке: особенности, тонкости, нюансы.

12 января, 2018

Отпуск

Виды отпуска. Влияние скорости охлаждения.

3 сентября, 2017

Лазерная резка

Типы лазеров. Преимущества и недостатки.

14 августа, 2017

Изготовление жаропрочной оснастки

Выбор материала. Химико-термическая обработка.

1 июля, 2017

Азотирование и цементация

Сущность процесса. Преимущества и недостатки.

29 мая, 2017

Выбор смазочно-охлаждающей жидкости

Как выбрать СОЖ? Для чего необходимо обеспечивать охлаждение материала при обработке?

Что такое фрезерование с ЧПУ? Все, что вам нужно знать о фрезерных станках с ЧПУ

Бесчисленное множество продуктов, от смартфонов до сверхзвуковых самолетов, стало возможным благодаря надежности и универсальности фрезерных станков с ЧПУ. Это идеальный метод для быстрого прототипирования, а также для массового производства изделий из пластика и металла. Давайте подробнее рассмотрим некоторые замечательные преимущества и области применения фрезерной обработки с ЧПУ.

Что такое фрезерование с ЧПУ?

Фрезерование с ЧПУ — это производственный процесс, в котором используется режущий инструмент, установленный на вращающемся шпинделе, для выборочного удаления материала с блока необработанного субстрата. Заготовка жестко закреплена на столе, и этот стол перемещается или вращается в разных плоскостях, поэтому инструмент может работать под разными углами. Сложные фрезерные станки с ЧПУ могут иметь 5 или более осей независимого движения, чтобы создавать более сложные формы или избегать перемещения заготовки на отдельный станок.

Какие оси движения на типичном фрезерном станке с ЧПУ?

Ось движения фрезерного станка с ЧПУ основана на системе измерения координат X-Y-Z. Все машинисты ссылаются на это при описании основных движений мельницы относительно оператора, стоящего лицом к машине. Например, стандартный фрезерный станок с ЧПУ имеет три оси. Фрезерный шпиндель представляет собой ось Z, перемещающуюся вверх и вниз. Ось X — слева направо, ось Y — спереди назад.

Поворотные столы могут быть добавлены к фрезерным станкам с ЧПУ для обеспечения дополнительных движений, в то время как 5-осевые станки уже имеют встроенные вращающиеся рабочие столы.

Каковы преимущества компьютерного числового управления для фрезерования с ЧПУ?

Все эти движения станков с ЧПУ основаны на компьютерном числовом управлении, которое представляет собой компьютерную программу, полученную из цифрового 3D-файла желаемой готовой детали.

  Ранние автоматизированные станки полагались на перфокарты для систематического управления их основными движениями. Эта технология работала, но это была медленная и громоздкая система, и перфокарты нельзя было модифицировать после изготовления. Позже они были заменены магнитными лентами, дисководами и теперь полностью цифровыми инструкциями в G-коде.

Изображение предоставлено Solidworks

Эта система управления не только быстра и точна, но, в отличие от более ранних систем, ее можно легко модифицировать по мере необходимости, построчно и в режиме реального времени, для точной настройки программы обработки. для наилучших результатов фрезерования с ЧПУ.

Каковы преимущества автоматических устройств смены инструмента для фрезерных станков с ЧПУ?

Для изготовления готовой детали из блока материала требуется множество различных инструментов, каждый из которых выполняет очень специфическую функцию обработки с ЧПУ. Изменение этих инструментов по одному вручную было бы непомерно трудоемким и неэффективным.

Чтобы противостоять этому, фрезерные станки с ЧПУ имеют вращающиеся карусели, где все необходимые инструменты предварительно загружены на отдельные держатели. При необходимости эти фрезерные и обрабатывающие инструменты с ЧПУ можно автоматически заменить на шпинделе в течение нескольких секунд.

Карусель для инструментов Haas VF-2SS

Карусель на этом фрезерном станке Haas VF-2SS может вмещать до 30 инструментов, плюс один на шпинделе. Это гарантирует, что все обычные фрезерные операции с ЧПУ могут быть выполнены за один установ. Мы еще больше повышаем эту эффективность, используя автоматизированную систему подачи инструмента от Gühring. Имея на складе более десяти тысяч фрез, мы всегда уверены, что у нас есть подходящий инструмент для обработки с ЧПУ для каждой фрезерной и токарной работы с ЧПУ.

Различные предварительно установленные режущие инструменты

Важность удержания заготовки для обрабатывающих центров с ЧПУ

На обрабатывающем центре с ЧПУ заготовка устанавливается в фиксированном положении на рабочем столе, в то время как инструмент перемещается вокруг нее. . В этом принципиальное отличие от токарной обработки с ЧПУ на токарном станке, где заготовка вращается, а инструмент остается неподвижным.

Из-за этой принципиальной разницы в движении детали удерживаются на месте совершенно по-разному на этих двух машинах. Например, при токарной обработке с ЧПУ все детали устанавливаются на шпиндель. Они концентричны и поэтому надежно удерживаются трехкулачковым патроном точно по центральной линии детали, каждый раз одинаково. Этого нельзя сказать о фрезеровании с ЧПУ, где требуются разные стратегии удержания.

5-осевая система крепления инструмента

Простые прямоугольные формы легко удерживать на месте, либо закрепляя их в станочных тисках, либо прижимая непосредственно к поверхности стола.

Однако для других необычных форм или деталей могут потребоваться нестандартные удерживающие приспособления, которые могут сделать проект обработки с ЧПУ более сложным и трудоемким. Мы разработали несколько собственных, которые позже были запатентованы.

Как фрезерование с ЧПУ помогает получать качественные детали?

Симметричные детали круглой или радиальной формы лучше всего обрабатывать на токарном станке с ЧПУ для максимальной эффективности и точности. Но большинство деталей, с которыми мы работаем, не круглые и не симметричные, поэтому их приходится обрабатывать на фрезерном станке.

Изображение предоставлено evden.com

Многоосевые фрезерные станки не имеют себе равных в создании квадратных форм, фасок, углов, пазов и сложных кривых – на фрезерном станке можно выполнять любой субтрактивный процесс обработки, включая изготовление круглых форм. Они также точны, обычно выдерживая допуски 0,01 мм или 10 микрон. У нас есть широкий выбор материалов на складе для любого применения, и мы предлагаем лучшие услуги по проверке и тестированию поступающих материалов.

Когда вы загружаете свои файлы САПР в Star Rapid для получения бесплатного предложения, вы не только быстро получаете отличные детали и прототипы, но и получаете уверенность в том, что мы предоставляем услуги индивидуального производства.

Процесс обработки и фрезерования с ЧПУ

Первые фрезерные станки были основаны на практике ротационной подачи. Процесс, который развился в бесчисленных механических мастерских по всему миру, позволил сократить время и энергию, затрачиваемые ранее на ручную заточку, за счет помещения дисковой фрезы с зубьями в переднюю бабку токарного станка.

Примерно 200 лет назад в магазинах американских мастеров появились первые инструменты, предназначенные исключительно для фрезерного станка. С тех пор процесс фрезерования продвинулся до уровня компьютеризированного управления.

Что такое фрезерование с ЧПУ?

Фрезерование с ЧПУ

— это процесс обработки, в котором используются компьютеризированные элементы управления для управления движением и работой многоточечных вращающихся режущих инструментов. Когда инструменты вращаются и перемещаются по поверхности заготовки, они медленно удаляют лишний материал для достижения желаемой формы и размера.

Процесс фрезерования с ЧПУ можно разбить на четыре отдельных этапа:

• Дизайн модели CAD: инженеров создают 2D или 3D дизайн нужной детали
• Преобразование модели CAD в программу ЧПУ: проект экспортируется в совместимый формат файла и преобразуется в машинные инструкции с помощью программного обеспечения CAM
• Настройка фрезерного станка с ЧПУ: оператор станка подготавливает станок и заготовку
• Выполнение операции фрезерования: оператор станка запускает программу обработки

Системы, используемые при фрезерных операциях с ЧПУ, известны как фрезерные станки с ЧПУ. Они могут иметь подвижную заготовку и неподвижный вращающийся инструмент, неподвижную заготовку и подвижный вращающийся инструмент или подвижную заготовку и вращающийся инструмент, в зависимости от их конструкции и требований к фрезерованию. Поскольку фрезерование с ЧПУ обычно служит вторичным или чистовым процессом для обработанных компонентов, фрезерные станки можно использовать для создания таких элементов дизайна, как плоские поверхности, контуры, канавки, пазы, выемки, отверстия и карманы.

Фрезерование с ЧПУ

подходит для различных материалов, включая металлы, пластмассы, керамику и другие инженерные материалы, что позволяет производителям легко выбрать материал, который точно соответствует их потребностям. Эта гибкость материала приносит пользу ряду отраслей, включая, помимо прочего, следующие:

• Аэрокосмическая и авиационная промышленность
• Автомобилестроение
• Коммерческий
• Электроника
• Промышленный и OEM
• Техническое обслуживание
• Медицинский
• Технологии и безопасность
• Телекоммуникации
• Транспорт

Рабочий процесс станка с ЧПУ

ЧПУ или компьютерное числовое управление размещает инструменты под непосредственным управлением компьютеризированной операционной системы.

Успешная высококачественная фрезеровка — это сочетание трех элементов:

1. Фреза с большим количеством зубьев и идеальной остротой для материала
2. Вращение инструмента с достаточно высокой скоростью для правильной обработки материала
3. Подходящая скорость подачи для продвижения выбранного материала в процессе

ЧПУ позволяет чрезвычайно точно контролировать эти элементы. Компьютеризированные системы считывают проектную информацию непосредственно с инженерных чертежей или моделей, исключая возможность ошибок между проектированием и производством.

Процесс фрезерования с ЧПУ использует настраиваемые программные коды, такие как код ЧПУ, G-код и код ISO, которые преобразуются прямо из проектов CAM или CAD проекта.