Выбор фрезерного станка с ЧПУ

Современное производство не может быть конкурентноспособным без оснащения его ЧПУ оборудованием. Рано или поздно каждый руководитель сталкивается с проблемой выбора рентабельного оборудования для увеличения количества выпускаемой продукции или повышения ее качества.

Этой статьей мы открываем целый цикл публикаций на тему подбора оборудования, начнем с 3-х координатных фрезерных станков.

Для начала нам надо определиться для чего целесообразно использовать фрезерный станок и какие тонкости есть в обработке.

Применение фрезерного станка

Фрезерные станки с ЧПУ используются для обработки различных материалов по зараннее составленной программе на компьютере. Под обработкой мы подразумеваем раскрой, гравировку, 3D обработку и обработку тел вращения. В данной статье мы не будем рассматривать 4-х и 5-и осевую обработку, которая, в основном применяется на металло обрабатывающих центрах, станках для изготовления мастермоделей. Данное оборудование несравнимо дороже китайских 3-х осевых станков, требует квалифицированного персонала и специальных цехов, весит за 6 тон и потребляет десятки киловат в час.

Материалы и инструмент

В принципе, механической обработке подвергаются практически любые твердые материалы. Какие-то обрабатываются лучше, какие-то хуже, некоторые требуют определенных условий обработки и специального инструмента. Рассмотрим наиболее популярные материалы и инструмент для их обработки:

  1. Дерево, фанера, МДФ, ДСП, OSB. Обычная древесина и композиты на ее основе обрабатываются в основном двузаходным инструментом с удалением стружки вверх. ДСП и другие композитные материалы могут имет в своем составе образивные частицы, которые значительно снижают срок службы инструмента. Нашими клиентами доказано, что для раскроя ДСП лучше брать дешевый инструмент - он не на много меньше ходит, чем фирменные фрезы, но стоит значительно дешевле. Для того чтоб древисина не "ворсилась" применяют фрезы с прямым лезвием.
  2. Рекламные материалы: пластик и композитные материалы (акрил/оргстекло, вспененный ПВХ, полистирол, дибонд, поликарбонат). Тонкие пластики обрабатывают за один проход инструментом с отводом стружки вниз, такой инструмент прижимает лист к столу, а не поднимает, как это делают фрезы с удалением стружки вверх. Композитные материалы типа "дибонд" (листовой материал толщиной 2 – 6 мм, состоящий из полиэтиленовой основы, покрытой двумя предварительно окрашенными листами алюминия толщиной 0.3 мм) обрабатывают компрессионными фрезами, которые имеют двунаправленную заточку: конец фрезы - отвод стружки вверх, выше 3-х мм - отвод стружки вниз. Данная заточка гарантирует чистый рез с обоих сторон композитного материала.
  3. Цветные металлы. Аллюминий и сплавы на его основе могут обрабатываться обычными фрезами для дерева, а так же специальным инструментов. Одной из сложностей обработки является трудность подбора оптимальных параметров, при слишком медленной обработке на больших оборотах перегревается инструмент, а при больших подачах ломается или выкрашивается. Мы советуем начинать с малого съема материала (0.1 мм) и низких оборотов шпинделя - 6000-10000 об/мин.

Конструктив

От конструктива станка зависит скорость его работы, качество обработки и конечно же цена. Практически железное правило: чем тяжелее станок - тем он дороже. Единственное обращайте внимание на сбалансированность компонентов станка, например, сейчас много предложений настольных станков с литым чугунным столом - данные станки благодаря столу весят много, но имеют тонкие стойки портала, хлипкий и сам портал, круглые, тонкие направляющие осей X и Y, что перечеркивает целесообразность в использовании чугунного стола. 

Рама

Небольшие, настольные станки, в основном, имеют сборную раму из алюминиевого профиля. Такая конструкция обладает меньшей жесткостью, чем сварная, но учитывая небольшие размеры, маломощные устанавливаемые шпиндели - полностью себя оправдывает. 

Рекламные станки имеют сварную раму и алюминиевый слол поверх рамы. Рамы после сварки проходят процесс старения - лежат на складе порядка 1.5 месяцев, затем их загружают в строгальный станок и выравнивают места под направляющие.

Деревообрабатывающие станки предназначены для больших скоростей, чем рекламные, соответственно должны обладать и повышенной жесткостью. Их рамы изготавливаются точно так же как и для рекламной серии, но используется толстостенный профиль большего сечения.

Направляющие

Разница в типе направляющих при обработке дерева, на средних скоростях, не важна - гораздо к большим потерям точности приводит изменение влажности. Если же предполагаете обрабатывать металл, то желательно выбирать самые точные - рельсовые направляющие. Рассмотрим все типы:

Дешевые, круглые направляющие закреплены только торцами к раме станка, что приводит к прогибу, вибрациям. В итоге страдает скорость обработки и точность конечного изделия. Обычно с такими направляющими используются разрезные подшипники качения - в обойме 4 ряда кольцевых канавок, по которым циркулирую тела качения - шарики. Обойма может поджиматься регулировочными винтами по мере выработки, так же можно и развернуть саму направляющую, изменив тем самым места качения шариков в подшипнике. В любом случае замена этих направляющих простая процедура и не затратная по стоимости.

Круглые направляющие на стойке. У этого типа отсутствует прогиб, соответственно меньше вибрации. Подшипники с ними используются так же разрезные с регулировками.

Рельсовые направляющие - самый точные и долговечные. Линейное перемещение, осуществляется, как и в круглых направляющих, с использованием тел качения, таких как шарики или ролики. Благодаря рециркуляции тел качения между рельсом и кареткой достигается высокая точность линейного перемещения. Четырехточечный контакт шариков, обеспечивает равномерную нагружаемость во всех направлениях. А благодаря полукруглому профилю дорожек качения и большей площади контакта шариков и дорожки качения достигается высокая грузоподъемность и жесткость конструкции.

Привод

Система управления

Ремонтопригодность