Milling-master.ru

В помощь хозяину
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Фрезерный станок 3д

Оцениваем возможности 3d фрезерных станков с ЧПУ

Одним из распространенных типов фрезерования дерева и металла является обработка, которую выполняет 3d фрезерный станок с ЧПУ. В чем же его уникальность?

Одним из самых распространенных типов фрезерования дерева и металла является обработка, которую выполняет 3d фрезерный станок с ЧПУ. Она бывает как художественной, или как еще называют, фигурной, так и грубой, которая используется в основном в строительстве и построении различных конструкций, не требующих особой точности деталей.

Главным ее преимуществом над ручной обработкой является в первую очередь точность и качество детали на выходе, к остальным преимуществам можно отнести минимальное влияние человеческого фактора на сам процесс и, конечно же, снижение трудоемкости в несколько раз.

Особенности конструкции станков

Все станки, обладающие числовым ПУ имеют схожее строение и принцип работы, а отличаются лишь комплектацией, немного формой корпуса и деталей. Принцип работы, как вы уже знаете, прост, фрезерная головка перемещается по рабочему полю, срезая слои материала и формирует готовое изделие необходимой формы.

Для каждого материала программа обработки составляется индивидуально. Например, если это 3d фрезерный станок с ЧПУ по металлу, то скорость подачи и вращения фрезы подбираются исходя из конструктивных особенностей станка и структуры обрабатываемого материала. Если же производится обработка на станке с ЧПУ по дереву, то параметры программы будут совершенно другими.

Именно от качества составления программы и будет напрямую зависеть качество конечного изделия.

Конструктивные элементы станка и их влияние на обработку

  1. Инструмент (в данном случае фрезы). Служит непосредственно для снятия слоев материала в процессе работы.
  2. Система фиксации заготовки. Закрепляет деталь на рабочем столе. Может быть как подвижной, так и неподвижной. Зачастую на промышленных машинах установлены неподвижные вакуумные столы. На более дешевых вариантах устанавливаются металлические прижимы или струбцины.
  3. Сервомоторы и шаговые двигатели. Предназначены для приведения в движения элементов станка в соответствии с ранее написанной программой.
  4. Контроллер ЧПУ. Служит для управления всеми узлами машины (моторами, периферией, системой защиты).
  5. Концевые датчики. Предназначены для остановки моторов в случае сбоя программы и первоначального позиционирования режущего инструмента.

Как уже было указано выше, скорость фрезеровки напрямую зависит от выбранного материала и глубины его фрезерования.

Применение

Сфера применения 3d фрезеров с ЧПУ огромна:

По сути, автоматические станки могут использоваться практически в любом производстве. Но наибольшую популярность они получили в сувенирном бизнесе, поскольку именно тут постоянно нужно изготавливать массу различных изделий разной формы, размеров и конструкций. На ручном фрезерном станке такая работа совершенно не продуктивна, поскольку присутствует человеческий фактор, который значительно замедляет процесс.

Кроме сувенирного бизнеса, 3д фрезерный станок с ЧПУ используется и в художественном производстве, к которому можно отнести:

  • рекламную продукцию. Благодаря применению программного управления для станков, у рекламных агентств появилась возможность не только производить гравировку логотипов различных брендов, а также производить массивные рекламные конструкции высокой сложности;
  • производство мебели. Криволинейный раскрой материалов, изготовление резных фасадов, точная подгонка каждой детали – это лишь минимум, который может выполнить фрезерный станок;
  • машиностроение. При помощи автоматических агрегатов появилась возможность изготавливать максимально точные детали для различных механизмов и машин.

Также сейчас фрезерные станки с ЧПУ часто используются в домашних условиях для хоббийных и любительских целей. Некоторые умельцы и вовсе сами собирают станки с ЧПУ своими руками.

Выбор фрез

Как уже было сказано, основную погрешность в процесс вносит механическая часть станка, а вот на окончательное качество поверхности влияет только рабочий инструмент. В данном случае – фреза.

Необходимо помнить, что обработку лучше проводить в несколько этапов (черновая-черновая-чистовая) разными фрезами и с постепенным уменьшением скорости подачи.

Разновидности машин с ЧПУ

Хоть принцип работы и похож для всех станков такого типа, их конструкция может несколько различаться. В первую очередь это связано с предназначением конкретной машины. Исходя из этого, выбирая станок по дереву 3d, необходимо тщательно его проанализировать.

  1. Форма обрабатываемой заготовки – плоская или объёмная. Данный фактор влияет на то, как будет расположена фрезерная головка и какие движения она будет совершать в процессе работы. Также при выборе станка нужно не забыть учесть необходимую мощность шпинделя и размер рабочего поля.
  2. Тип и максимальный диаметр рабочего инструмента. В домашних станках используются фрезы с диаметром хвостовика не более 8 мм, в то время как на промышленных машинах устанавливаются составные фрезы со сложной конструкцией и сменными ножами, достигающие в диаметре 120 мм и более.
  3. Наличие 4 оси. Если планируется трехмерная фрезеровка деталей по принципу токарного станка, то необходимо сразу учесть это при покупке. Как правило, большинство производителей устанавливают на свои станки поворотную ось как опцию.
  4. Количество одновременно работающих фрезерных головок (шпинделей). На промышленных машинах их количество может достигать 16 штук! Закономерность такова: чем больше шпинделей- тем быстрее производится фрезерование, но тем сложнее написать программу.

На самом деле список всех параметров, на которые необходимо обратить внимание при покупке, намного длиннее. Но приведенных здесь параметров вполне достаточно для ориентирования на рынке автоматических машин.

Среди разновидностей фрезеровки можно выделить гравировку, которая представляет собой врезку в материал на небольшую глубину и нанесение определенного узора или рисунка на нем.

Технические параметры машины

В первую очередь они рассчитываются исходя из материала, который планируется обрабатывать, его веса и максимальных размеров.

Читать еще:  Фрезерный станок по дереву ссср

В начале составляется примерная схема технологии производства с указанием размера заготовки на каждом этапе. И только после этого уже происходит выбор станка под конкретные требования.

Если количество места в производственном помещении ограничено, то лучше приобрести настольный станок. Он имеет ряд преимуществ, среди которых можно выделить малый вес, небольшие габариты и возможность его постоянного перемещения. Главным его недостатком является то, что нужно постоянно следить чтобы он не скользил по столу из-за вибрации и был выставлен по уровню относительно пола помещения.

3d фрезер с чпу

Если же места в цеху достаточно, то лучше обратить внимание на напольный станок, который имеет больший вес, и обычно большое рабочее поле. Главным его преимуществом является то, что после его установки он жестко фиксируется к полу и не двигается по нем на протяжении всего срока эксплуатации. Благодаря этому значительно снижается вибрация и повышается точность и качество готовой продукции.

И напоследок подведем итоги и укажем дополнительные параметры, на которые также необходимо обращать внимание при выборе станка с ЧПУ:

  • максимальная скорость перемещения режущего инструмента без нагрузки;
  • диапазон скоростей вращения фрезы;
  • способ регулировки оборотов шпинделя (коробка передач или преобразователь частоты);
  • тип приводных двигателей (преимущество отдается сервомоторам ввиду их высокой точности, но и цена на них выше, чем на шаговые двигатели);
  • габариты и общая масса всего станка, включая все навесное оборудование (вытяжки, вакуумный стол, охлаждение).

Общие характеристики, разновидности фрезерных 3D станков: критерии выбора, популярные торговые бренды

Художественное или фигурное фрезерование – самый распространенный вид обработки стальных или деревянных поверхностей.

Выполнение подобной работы вручную нередко влечет за собой массу ошибок, негативно отражающихся на качестве изделия. В связи с этим набирают популярность 3 D фрезерные станки.

Общее устройство и назначение

Фрезеры 3 D нашли широкое применение в самых различных сферах: их можно использовать почти в любом производстве. В сувенирном бизнесе эти станки наиболее востребованы, поскольку именно здесь изготавливают изделия с самой разной конфигурацией, конструкцией и размерами. Также оборудование популярно в следующих направлениях:

  • выпуск рекламной продукции – гравировка логотипов брендов, создание сложных и массивных конструкций;
  • мебельное производство – изготовление резных фрагментов, криволинейный раскрой материалов, точный подгон каждого элемента;
  • машиностроение – выточка деталей для самых различных механизмов.

Фрезерные 3 D станки используют даже в домашних условиях для выполнения хоббийных изделий. У всех типов этих устройств общие принципы функционирования, тем не менее, они могут отличаться друг от друга конструкцией, что обусловлено специализацией той или иной модели.

По дереву

Предназначение данного оборудования – создание объемного рисунка на поверхности заготовки. Для выполнения конкретной задачи мастеру требуется режущая часть, блок управления и рабочая поверхность. Фрезерный станок по дереву имеет ряд конструктивных особенностей:

  • заготовка закрепляется посредством специального устройства для фиксации, она может оставаться недвижимой или перемещаться относительно фрезы;
  • смещение элементов станка происходит при помощи сервоприводов или шаговых двигателей, такие конструкции отличаются разной точностью позиционирования;
  • в структуре фрезеров 3 D присутствует блок ЧПУ, предназначенный для правильного функционирования двигателей, за счет которых происходит смещение детали или фрезы.

К основным элементам станка по дереву относятся:

  • двигатели;
  • портал;
  • датчик выставления режущего инструмента;
  • шпиндель и система его охлаждения;
  • датчики нулевого положения;
  • рабочий стол с Т-образными пазами;
  • фальшивый стол, вспененный ПВХ;
  • системный блок и кабели для его подключения к станку.

Некоторые модели оснащены датчиками для максимально точного позиционирования и имеют функцию удаления отходов фрезеровки.

По металлу

Современные 3 D фрезеры по металлу с ЧПУ управляются автоматически при помощи компьютерных программ. Это оборудование предназначено для обработки металлических заготовок в 3-х плоскостях с высокой точностью. Модели из разных групп отличаются друг от друга мелкими конструктивными особенностями, при этом их основные узлы на всех видах агрегатов абсолютно одинаковые. У каждого фрезерного станка, в первую очередь, имеется устойчивая база (станина), в которую помещен вал шпинделя и коробка переключения скоростей.

Стандартный фрезерный станок также включает в свою структуру:

  • вертикальные направляющие станины – при включении оборудования движение консоли с коробкой передач происходит именно по ним;
  • хобот – приспособление для поддержки и крепления рабочего инструмента посредством специальных подвесок;
  • шпиндель – предназначен для передачи вращения от коробки скоростей к фрезам, точность выполненной работы зависит от жесткости этого элемента и его устойчивости к вибрациям;
  • салазки – конструкция с поворотным устройством, несущая продольную рабочую поверхность;
  • фрезерная оправка – конический стержень, расположенный на торце шпинделя, к нему гайками прикрепляются кольца фрезы.

Фрезер 3 D, как правило, оснащен системой подачи охлаждения, фундаментальной плитой, а также механизмами для выбора скорости вращения узла шпинделя, направления стола, а также для выполнения других функций. Внутри агрегата присутствует один или несколько электродвигателей и блок с электрическим оборудованием.

Разновидности

Предназначение фрезерных станков – обработка деталей с фасонными и плоскими поверхностями. Технологические возможности этого оборудования расширяются благодаря наличию таких дополнений, как:

  • долбежная, вертикальная или универсальная головка;
  • универсальный делительный аппарат;
  • устройство для нарезания гребенок;
  • круглый делительный стол.

Модели фрезеров различаются размерами и видом выполняемых работ. Их технические характеристики зависят от марки агрегата и производителя.

Обрабатывающие центры

Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ – сложные устройства, допускающие осуществление максимально точной обработки объемных заготовок. Они нашли широкое применение в следующих отраслях промышленности:

  • автомобильная;
  • аэрокосмическая;
  • приборостроение;
  • тяжелое машиностроение.
Читать еще:  3 d фрезерный станок по дереву

Такие центры позволяют выполнять большое количество операций различного характера: растачивающих, сверлильных и фрезерных. В результате можно обработать сложные корпусные детали, пресс-формы и штампы с поверхностью 3D. Оборудование подразделяется на 2 типа:

Все станки оснащены специальными приводами и высококлассными элементами, влияющими на скорость резки и точность позиционирования инструмента.

Токарно-фрезерные

Подобные станки 3D широко используются при производстве мебели и в столярных мастерских. С помощью этих устройств изготавливают фигурные балясины, конструкции с круговой обработкой и т. п. Токарно-фрезерное оборудование позволяет выполнять сверление, распил или выточку заготовок с возможностями 3D моделирования. Благодаря его оснащению системой программного управления можно повысить точность операций, получив более качественный результат, и свести к минимуму отходы производства.

Фрезерно-гравировальные

Суппорт у этой разновидности фрезеров многопозиционный с возможностью автоматической смены инструмента. Устройство установлено на станину, представляющую собой раму с высокой жесткостью. Такая конструкция позволяет получить детали без погрешностей в форме и размерах. Производительность фрезерно-гравировальных станков обуславливают следующие факторы:

  • быстрая замена инструмента;
  • скорость рабочей подачи;
  • периодическое охлаждение электрических узлов на всех режимах работы.

Современное программное обеспечение, используемое в оборудованиях, дает возможность управления всеми процессами с максимальной точностью и быстрого создания необходимых моделей изделий. Функционируя по заданной программе, станки производят детали 3D с любым уровнем сложности и сечением:

Эти агрегаты используют для обработки следующих материалов:

  • искусственного камня;
  • древесины любых пород;
  • полистиролов;
  • мягких цветных металлов;
  • акрилового стекла;
  • композитных материалов.

Критерии выбора

Выбор и приобретение оборудования осуществляют с учетом производственных нужд и целей. Эффективность решения задач напрямую зависит от технологических возможностей станка:

  • последовательности выполнения необходимых операций;
  • затрачиваемого времени на каждое действие;
  • допустимость работы с конкретными материалами.

В свою очередь, технологические возможности оборудования определены его конструктивными особенностями:

  • габаритами рабочей зоны и высотой портала;
  • способами управления устройством;
  • функциональностью шпинделя;
  • комплектацией агрегата.

Также при выборе необходимо обратить внимание на массу и конструкцию станины.

Обзор популярных моделей

Фрезерные станки 3D с ЧПУ изготавливают в следующих странах:

Самыми популярными производителями подобного оборудования являются:

Агрегаты торговой марки «Redwood» оборудованы форматами 2D и 3D, что позволяет выполнять задачи самой различной сложности. Модели отличаются высокой скоростью функционирования, гарантирующей выпуск качественной продукции. На оборудовании от компании «Kami» допускается обработка не только деревянных или металлических заготовок, но и деталей из стекла и камня.

При работе с моделями фирмы «Hyundai Wia» вмешательство человека полностью минимизировано. Все рабочие процессы запускаются специальными программами, что делает оборудование незаменимым в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Производитель «Zenitech» специализируется на производстве деревообрабатывающих и металлообрабатывающих фрезерных станков.

Фрезеры 3D обладают массой достоинств: на выходе детали отличаются высокой точностью и качеством выполнения. Работа с подобным оборудованием минимизирует влияние человеческого фактора, что существенно снижает трудоемкость и способствует экономии финансовых затрат.

Бюджетный ЧПУ из искусственного гранита: уникальный фрезер для дома

Необычный, но годный способ изготовить свой бюджетный домашний ЧПУ фрезер с основанием и вертикальной колонной из искусственного гранита. Это самый бюджетный вариант с жестким основанием для фрезеровки мягких металлов, стали и чугуна. Фрезер собирается из готового комплекта со стальными закладными, в качестве направляющих используется профильный рельс, для перемещения по осям — шариковинтовая передача.

Готовый фрезер с ЧПУ стоит баснословно дорого и вряд ли подходит для дома (не окупится). А вот самостоятельное изготовление сборного станка позволяет не только сэкономить приличную сумму, но и реализовать свои желания. Для кого-то это может стать началом собственного дела, а для кого-то возможностью получить услуги металлообработки и фрезеровки… у себя в гараже.

Комплекты для станка представляют собой готовую сборную станину с вертикальной колонной для самостоятельной сборки фрезера с ЧПУ.

Характеристики:
Модель: PLOT S
Тип: ЧПУ фрезер (вертикальный/колонный)
Материал: искусственный гранит, сталь.
Рабочий ход осей: 120х120х200 мм
Точность геометрии: в пределах 0,01 мм по всему ходу
Вес: 80 кг
Стандартный шаг крепежных отверстий 60 мм под М4 для 15 типоразмера рельс по всем осям
Стандартная посадка крепежных отверстий BK12 и BF12 под М6 для ШВП 16 мм
Габариты в сборе (ШхДхВ): 380х490х730 мм

Кроме комплекта для сборки потребуется еще докупить направляющие (профильный рельс), ходовую (ШВП), двигатели и различную мелочевку типа концевиков, муфт, опорных подшипников и комплекта со шпинделем и охлаждением шпинделя.

Комплект представляет собой две плиты из искусственного гранита, который имеет приличную массу и устойчив к вибрациям. Это станина-основание и вертикальная колонна. Изюминка проекта заключается в том, что основание и колонна уже имеют стальные закладные с крепежными отверстиями и резьбой под крепление XY-осей, направляющих, ходовой части. Сборка занимает минимальное время, а эффект от подобного решения достигается максимальный.

Кратко привожу состав для подобного ЧПУ фрезера. В первую очередь потребуются профильные рельсы 15-го размера. Всего нужно 6 отрезков, парами для осей XYZ. Размер выбирается исходя из требуемой рабочей области (с учетом ширины кареток). Далее, из крупных комплектующих, потребуется ходовая — шариковинтовая передача, шаговые двигатели. В станке используется типоразмер SFU1605, не забываем про опорные подшипники BK12 и BF12. На ось Z устанавливается крепление для шпинделя, сам шпиндель. Шпиндель подключается к частотному преобразователю, заводится жидкостное охлаждение (погружной насос, трубки).

Естественно, при желании можно «облагородить» станок, установив гибкие кабель-каналы, и прочее.

Потребуются также и концевые выключатели для поиска домашнего положения, комплект крепежа, провода и подобные мелочи типа платы управления. Не беру их в расчет, в чертежах они есть (ссылка в конце статьи).

Читать еще:  Фрезерный станок 6а12п характеристики

Станок собирается на комплекте из заливного искусственного гранита. Доступно несколько размеров на выбор.

Составные части из искусственного гранита в комплекте: это основание и колонна. Обе детали выполнены из искусственного гранита со стальными закладными. На высокоточном ЧПУ станке изготавливаются стальные направляющие, которые уже имеют отверстия с резьбой под профильный рельс, а также крепежные отверстия с резьбой под опоры ШВП и концевики.

К сожалению, отдельного фото заливки закладных не осталось — привожу скрин из видеоролика (сам ролик доступен на канале). Предполагается стандартная посадка на крепежные отверстия для профильного рельса 15-го размера, а также для опорных подшипников типа BK12 и BF12 (винты М6 для ШВП 1605).

Процесс заливки непростой, но ответственный.

Прикрепляю живые фотографии станка ЧПУ (фрезера). Основание получается жестким, прочным, тяжелым.

Ну и в завершение запущенный ЧПУ фрезер из искусственного гранита.

Конструкция подобного рода себя оправдывает — это недорогой, но надежный способ изготовить основание для ЧПУ фрезера, жесткое и прочное. Искусственный гранит не передает вибрации, а его приличный вес как нельзя кстати подходит для изготовления конструкций подобного типа.

В целом, самосборный станок обходится значительно дешевле покупных аналогов.

Если тема заинтересовала — пишите в комментариях.

Бюджетный ЧПУ из искусственного гранита: уникальный фрезер для дома

Необычный, но годный способ изготовить свой бюджетный домашний ЧПУ фрезер с основанием и вертикальной колонной из искусственного гранита. Это самый бюджетный вариант с жестким основанием для фрезеровки мягких металлов, стали и чугуна. Фрезер собирается из готового комплекта со стальными закладными, в качестве направляющих используется профильный рельс, для перемещения по осям — шариковинтовая передача.

Готовый фрезер с ЧПУ стоит баснословно дорого и вряд ли подходит для дома (не окупится). А вот самостоятельное изготовление сборного станка позволяет не только сэкономить приличную сумму, но и реализовать свои желания. Для кого-то это может стать началом собственного дела, а для кого-то возможностью получить услуги металлообработки и фрезеровки… у себя в гараже.

Комплекты для станка представляют собой готовую сборную станину с вертикальной колонной для самостоятельной сборки фрезера с ЧПУ.

Характеристики:
Модель: PLOT S
Тип: ЧПУ фрезер (вертикальный/колонный)
Материал: искусственный гранит, сталь.
Рабочий ход осей: 120х120х200 мм
Точность геометрии: в пределах 0,01 мм по всему ходу
Вес: 80 кг
Стандартный шаг крепежных отверстий 60 мм под М4 для 15 типоразмера рельс по всем осям
Стандартная посадка крепежных отверстий BK12 и BF12 под М6 для ШВП 16 мм
Габариты в сборе (ШхДхВ): 380х490х730 мм

Кроме комплекта для сборки потребуется еще докупить направляющие (профильный рельс), ходовую (ШВП), двигатели и различную мелочевку типа концевиков, муфт, опорных подшипников и комплекта со шпинделем и охлаждением шпинделя.

Комплект представляет собой две плиты из искусственного гранита, который имеет приличную массу и устойчив к вибрациям. Это станина-основание и вертикальная колонна. Изюминка проекта заключается в том, что основание и колонна уже имеют стальные закладные с крепежными отверстиями и резьбой под крепление XY-осей, направляющих, ходовой части. Сборка занимает минимальное время, а эффект от подобного решения достигается максимальный.

Кратко привожу состав для подобного ЧПУ фрезера. В первую очередь потребуются профильные рельсы 15-го размера. Всего нужно 6 отрезков, парами для осей XYZ. Размер выбирается исходя из требуемой рабочей области (с учетом ширины кареток). Далее, из крупных комплектующих, потребуется ходовая — шариковинтовая передача, шаговые двигатели. В станке используется типоразмер SFU1605, не забываем про опорные подшипники BK12 и BF12. На ось Z устанавливается крепление для шпинделя, сам шпиндель. Шпиндель подключается к частотному преобразователю, заводится жидкостное охлаждение (погружной насос, трубки).

Естественно, при желании можно «облагородить» станок, установив гибкие кабель-каналы, и прочее.

Потребуются также и концевые выключатели для поиска домашнего положения, комплект крепежа, провода и подобные мелочи типа платы управления. Не беру их в расчет, в чертежах они есть (ссылка в конце статьи).

Станок собирается на комплекте из заливного искусственного гранита. Доступно несколько размеров на выбор.

Составные части из искусственного гранита в комплекте: это основание и колонна. Обе детали выполнены из искусственного гранита со стальными закладными. На высокоточном ЧПУ станке изготавливаются стальные направляющие, которые уже имеют отверстия с резьбой под профильный рельс, а также крепежные отверстия с резьбой под опоры ШВП и концевики.

К сожалению, отдельного фото заливки закладных не осталось — привожу скрин из видеоролика (сам ролик доступен на канале). Предполагается стандартная посадка на крепежные отверстия для профильного рельса 15-го размера, а также для опорных подшипников типа BK12 и BF12 (винты М6 для ШВП 1605).

Процесс заливки непростой, но ответственный.

Прикрепляю живые фотографии станка ЧПУ (фрезера). Основание получается жестким, прочным, тяжелым.

Ну и в завершение запущенный ЧПУ фрезер из искусственного гранита.

Конструкция подобного рода себя оправдывает — это недорогой, но надежный способ изготовить основание для ЧПУ фрезера, жесткое и прочное. Искусственный гранит не передает вибрации, а его приличный вес как нельзя кстати подходит для изготовления конструкций подобного типа.

В целом, самосборный станок обходится значительно дешевле покупных аналогов.

Если тема заинтересовала — пишите в комментариях.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector