Конструктивные особенности фрезерных станков с ЧПУ

Современное предприятие профиль которых выпуск разнообразных моделей и механизмов со сложными формами уже не может существовать без такого оборудования как фрезерные станки с ЧПУ по дереву и металлу.

До недавнего времени этот класс оборудования был доступен к эксплуатации лишь в ручном режиме, спустя некоторое время в автоматизированном, а сейчас при всеобщей компьютеризации промышленного производства появилась возможность перестроить работу обычных станков в категорию станков с ЧПУ.
Между конструкциями фрезерных станков с ЧПУ и обычным оборудованием по фрезеровочным работам практически нет существенных различий. Однако размещение на них программ с числовым управлением позволило существенно повысить точность выполняемых операций, кроме того процесс разрезания осуществляемый на большой скорости в десятки раз улучшает производительность и четкость установки фрез и других режущих инструментов.

Размещение на станках с ЧПУ торцевых и концевых фрез позволяет проводить на них обработку сложных механизмов как с плоскими поверхностями, так и с такими, что имеют сложную пространственную форму, а также штампов, пресс-форм, кулачков и т.д. На станках также располагают особые рабочие насадки, помещая на них дополнительные механизмы, что позволяет выполнять сложные работы по сверлению и разверточные.

Сами фрезы по металлу имеют разную компоновку и как следствие этого станки с ЧПУ подразделяются на вертикально, консольно и продольно-фрезерные, а также широкоуниверсальные.

Все же фрезеры с ЧПУ для дерева и металла классифицируются по следующим параметрам:
— исходя из количества так называемых координатных передвижений бабки устройства и ее рабочей поверхности;
— учитывая способ поступления деталей на порезку – ручной или автоматический;
— исходя из числа инструментов – одно-, двух- и многоинструментальные;
— учитывая положение шпиндельного узла – продольное положение или поперечное.

Направляющие скольжения – самые важные характеристики многофункционального фрезерного станка. Они обладают высоким показателем жесткости и перемещаются с помощью трения скольжения, именно этот факт является причиной снижения скорости передвижения их рабочих механизмов и точности интерполяции. Линейные направляющие функционируют за счет трения качения и имеют более высокую скорость движения и низкую жесткость.
Станина изготавливается двух видов — литой и сварной.
Станину сварного вида используют для сборки сложной модели станка по обработке дерева или металла. В остальных случаях больше подойдет литой вид станины, которая имеет невысокую цену, сильную жесткость и обладает демпфирующими свойствами.
Шпиндель — узел где производится обработка деталей, он выпускается двух типов:
1-й вид: устройство соединенное с ременной передачей или приводом муфты. Оно обладает небольшой скоростью до 15 тысяч об/мин и имеет не высокую цену.
2-й вид: электродвигатель с ротором, отвечает за рабочее состояние фрез и различных режущих приспособлений. Эти шпиндели располагают на агрегатах, занимающихся обработкой сложных штампов и пресс-форм. Применение этого механизма позволяет увеличить скорость вращения всей установки более чем на 100 тысяч об/мин. Однако из-за высокой стоимости он меньше востребован, чем шпиндель первого вида.
Так же фрезер с ЧПУ оборудуется подшипниками качения аэродинамическими или гидростатическими. А сам электродвигатель также можно рассматривать как узловой агрегат с системой ЧПУ. Еще один немаловажный узел это магазин для инструментов, который отвечает за своевременную подачу деталей на разрезание.

Системы ЧПУ бывают:
замкнутыми – эти механизмы оснащены датчиками, контролирующими ход выполняемых работ, а также приводом, отвечающим за перемещение рабочих деталей по конвейеру;
разомкнутыми – такие устройства оснащены шаговым электродвигателем предназначенным для контроля процесса работы всего агрегата, здесь нет надобности в оснащении оборудования датчиками и сам двигатель следит за точным выполнением всех команд так как непосредственно соединен с программным обеспечением.
Перемещение узловых агрегатов на оборудовании с ЧПУ осуществляется электродвигателями, работающими на постоянном токе, а асинхронные силовые устройства задают направление вращения шпинделю с помощью редуктора, ременной передачи и прямого привода.

На оборудовании горизонтального типа осуществляется срезание и разрезка изделий имеющих большие размеры и корпусных деталей. По сравнению с вертикальными установками они меньше используются на производстве. А вертикальные обладая огромной производительностью, скоростными характеристиками и высокой эффективностью по праву признаны самыми универсальными.

Ниже на рисунке представлены главные элементы вертикального фрезера с ЧПУ, где

1- Элемент на котором крепятся все узловые агрегаты это станина.
2 — Рабочий стол, перемещающийся в продольном (вправо/влево) и поперечном (назад/вперед) направлениях по направляющим скольжения (3).
4 — Шпиндель — зажимает обрабатываемое изделие, с последующей придачей ему вращения. Он укрепляется на
5 — колонне, перемещающейся по вертикале (вверх/вниз).
6 — Так называемая, дверь — открывает «вход» к рабочей части оборудования.
7 — Кожухи защитные обеспечивают защиту оператора работающего на оборудовании от разлетающейся стружки и от подающейся под давлением смазывающе-охлаждающей жидкости.
8 — Магазин инструментов. В нем хранится все нужное для резки изделий. С помощью программы «Автоматическая смена инструмента» осуществляется его взятие с последующим закреплением в шпинделе.
9 — Стойка ЧПУ — это пульт управления станка, фиксируется на кронштейне, а при необходимости перемещается в положение комфортное для оператора.