Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определяем необходимую фрезу для ЧПУ станка

Выбор режущего инструмента и режимов обработки

От правильного выбора типа режущего инструмента и режимов обработки во многом зависит качество готовой продукции. При этом важно обеспечить также и высокую производительность выпуска, напрямую влияющую на себестоимость изделий. Оптимальным режимом обработки будет считаться тот, при котором с наименьшими затратами (как по времени процесса, так и по износу инструмента и станка в целом) обеспечивается требуемая чистота поверхности готовой детали и точность её геометрических размеров.

Выбрать оптимальный режим — значит для конкретного материала и размеров заготовки подобрать тип режущего инструмента (фрезы), назначить скорость обработки (частоту вращения шпинделя и величину подачи), определить потребную мощность обработки и затраты времени на технологический процесс.

Выбор типа фрезы

Следует понимать, что идеальный режим фрезерования для данных конкретных условий может быть определён только экспериментально. Однако в условиях производства длительный пробный поиск, ведущий к пустым затратам времени и материалов, попросту невозможен. В этом случае, выбор приемлемых условий следует вести исходя из рекомендованных справочных данных (таблиц, номограмм и прочих материалов).

Прежде всего, необходимо выбрать тип режущего инструмента (фрезы), оценивая материал заготовки, её размеры и сложность технологического маршрута обработки (величину припусков, наличия пазов, отверстий и т. д.).

Фрезы однозаходные как правило применяются для обработки материалов с низкой твёрдостью — вязких (таких как пластик, акрил, ПВХ, органическое стекло, композитные алюминиевые панели и т. п.), а также хрупких (дерево, фанера и пр.). Данный тип фрез применяется для быстрой резки (раскроя) заготовок в случае, когда качество краёв среза не критично, или же будет исправлено при дальнейшей чистовой обработке.

Фрезы двухзаходные используются для работы с более твёрдыми материалами. Спиральные канавки фрезы (с двумя- и более заходами) хорошо отводят мелкую хрупкую стружку, позволяя снимать больше материала за один проход, одновременно обеспечивая большую чистоту обработанной поверхности.

Круглые фрезы обеспечивают наименьшую шероховатость поверхности (вследствие малых вибраций при вращении) и применяются для гравировки поверхности заготовки или обработки сложных рельефных узоров.

Фрезы с раздвоенным лезвием (в виде «рыбьего хвоста») приспособлены для обработки сквозных отверстий — хитрая форма режущей части позволяет предотвратить сколы и дефекты при выходе фрезы из тела материала с тыльной обрабатываемой стороны.

И наконец, граверы — особый тип режущего инструмента (без спиральных, отводящих стружку, канавок) — предназначены для нанесения изображений или текста на поверхность изделий, а также тонкой обработки рельефа 3D-объектов.

При выборе типа фрезы следует учитывать особенности оборудования. К примеру, современные фрезерные станки с ЧПУ обладают значительной жёсткостью конструкции, что в сочетании с мощными шпинделями позволяет обрабатывать заготовки на высоких скоростях. В этом случае в качестве режущего инструмента должны применяться специальные фрезы с повышенной твёрдостью и стойкостью режущей части.

Размеры фрезы следует выбирать исходя из габаритов заготовки и мощности фрезерного станка, а также способе подвода режущего инструмента к обрабатываемой поверхности (т. е. взаимного перемещения фрезы и заготовки). Диаметр фрезы будет зависеть от ширины зоны обработки и количества черновых и чистовых подходов.

Назначение режимов обработки

Аналогично выбору типа фрезы, режим обработки следует подбирать, руководствуясь информацией справочных таблиц. В качестве исходных данных используется ширина и глубина фрезерования, тип режущего инструмента.

Ширина фрезерования — это размер обрабатываемой поверхности заготовки. Как правило, задаётся чертежом детали и зависит от геометрических размеров заготовки. Глубина фрезерования — это толщина срезаемого за один проход слоя материала. Соответственно, глубина первого (чернового) этапа как раз выбирается равной толщине припуска на обработку (который желательно полностью снять за один проход). При небольшом припуске или располагаемым мощным шпинделем станка (а также фрезой с повышенной стойкостью зубьев) припуск на обработку может быть снят за один проход. В противном случае, необходимо разбивать обработку на несколько этапов, последний из которых (т. н. «чистовой») будет выполнен с невысокой глубиной фрезерования для обеспечения чистоты поверхности.

Значения ширины и глубины фрезерования позволяет определить скорость резания. Последняя сильно зависит от стойкости фрезы, следовательно при выборе скорости следует прежде всего исходить из рекомендаций производителя режущего инструмента. Величина скорости резания и диаметра фрезы позволяют определить частоту вращения шпинделя.

Получив таким образом все необходимые данные, можно занести их в программу обработки. Следует учитывать, что несоблюдение рекомендованных режимов ведёт к нерациональному использованию возможностей станка, снижению ресурса режущего инструмента и ухудшению качества обработки — вплоть до появления бракованных деталей.

Фрезерный станок с ЧПУ по металлу

В настоящее время практически все материалы возможно обработать с помощью фрезерных станков. Металл не является исключением. Из данного материала с помощью станка создают сложные изделия с красивыми рисунками, гравируют металлические поверхности, создают картины и инсталляции. Большой популярностью пользуются композиции из металла в галереях изобразительного искусства.

Фрезер с ЧПУ по металлу немного отличается от аппаратов по другим материалам. Отличие заключается в том, что для обработки такого прочного материала применяют станки с повышенной мощностью и крепкими фрезами.

Основные узлы фрезерного станка

Основные узлы фрезера
Станина. Данная деталь является основанием всей конструкции. Относительно станины по всем плоскостям расположены фрезы. Станина обеспечивает верное движение всех узлом и механизмов. Покрытие указанной детали жесткое и прочное. Более прочными покрытиями считаются литое, сварное, железобетонное, из гранита. При наличии сколов или деформации станины в работе с материалом будут возникать погрешности, которые испортят все изделие;

Направляющие. Направляющие бывают вертикальными, горизонтальными, поперечными, продольными. Данные детали обеспечивают прямолинейное и криволинейное движение по осям станка. Направляющие закрепляются на станине;

Привод. Двигатель отвечает за все, что связано с движением, все делали станка движутся благодаря приводу. Различают электродвигатели постоянного тока, переменного тока, гидродвигатели и пневмодвигатели;

ШВП – винтовая передача. Указанная конструкция состоит из винта, гайки с держателем и опор. Благодаря работе винтовой передачи происходит переход вращения в возвратно-поступательное движение с использованием механизма циркулирующего шара между винтом и гайкой. ШВП передает импульс от двигателя к другим элементам;

Винтовой стружкотранспортер. Назначение данного механизма — отвод стружки надлома, скалывания (используется при обработке стали, чугуна);

Система ЧПУ – управление обработкой заготовки удаленно, с помощью компьютера, за счет создания специальной программы, которая приводит в действие весь механизм. ЧПУ, в свою очередь, состоит из:

  • микропроцессора, отвечающего за преобразование сигналов;
  • оперативной памяти, необходимой для хранения информации;
  • постоянной памяти, необходимой для хранения файлов управляющих программ;
  • входа USB;
  • табло управления.

Принцип работы фрезерного станка

Виды фрезерных станков

По классу точности все фрезеры по металлу делятся на категории:

  • Нормальная точность;
  • Повышенное качество;
  • Высокая точность обработки.

Все детали фрезерного станка по металлу имеют более мощные показатели в отличие от станков по обработке других материалов, в том числе фреза.

Фрезы для обработки металла делят на следующие типы:

  • Дисковые;
  • Фасонные;
  • Цилиндрические;
  • Концевые;
  • Торцевые.

По типу конструкции фрезерные станки по металлу делятся на:

  • Автоматические конструкции с пневматическим прижимом заготовки;
  • Автоматические конструкции с пневматическим прижимом заготовки, головкой с тремя шпинделями;
  • Настольные фрезеры с механическим способом прижима заготовки.

По степени универсальности станки делят на:

  • Универсальные. Данные станки могут обрабатывать плоские поверхности. При работе с материалом на универсальном станке можно использовать различные виды фрез;
  • Специализированные. Само название типа фрезерных станков говорит об их узкой направленности, так как последние могут выполнять заготовку только одного вида изделия. К таким станкам относятся устройства с копировальными системами.

По расположению шпинделя фрезерные станки можно разделить на следующие типы:

  • Горизонтальные. Он представляет собой консольную неподвижную конструкцию. Вал расположен в горизонтальной плоскости;
  • Вертикальные. Вал фрезера расположен вертикально;
  • Универсальные. Отличительная характеристика заключается в том, что рабочий стол подвижный, может разворачиваться поперек, вертикально и продольно.

По разновидности операций, выполняемых с помощью ЧПУ, выделяют:

  • Прямоугольные. Все движения происходят поочередно вертикально или горизонтально. Данная система используется при продольном точении или фрезеровке, а также при шлифовании материала;
  • Позиционные. Движение происходит по запрограммированным координатам. По произвольной траектории движения совершаются на большой скорости в короткий промежуток времени. Данная система используется при сверлении;
  • Формообразующая. Данная система позволяет создавать изделия различных сложных форм.
Читать еще:  ДИП-500 Станок универсальный токарно-винторезныйсхемы, описание, характеристики

По типу функций фрезерные станки с ЧПУ по металлу делят на:

  • ЧПУ фрезерно-обрабатывающий центр;
  • Токарно-фрезерный станок с ЧПУ;
  • Сверлильно-фрезерный станок с ЧПУ;
  • ЧПУ настольно-фрезерный станок;
  • Широкоуниверсальный фрезерный станок;

Фрезерный станок преимущества

Недостатки фрезерных станков

Недостатки
Среди недостатков можно выделить только один:

  • Дорогостоящее оборудование. Фрезеры с ЧПУ по металлу являются дорогостоящими установками. Тем не менее, данный минус в скором времени превращается в плюс для приобретателя, потому что последний минимизирует расходы материала, финансовые расходы, повышает производительность. Более того, изготовление труднообрабатываемых деталей и конструкций, что под силу только фрезерным станкам с ЧПУ по металлу, даст заметный экономический эффект. Поэтому затраты на покупку станка с ЧПУ по металлу быстро компенсируются за счет прибыли.

Особенности эксплуатации станков

Особенности эксплуатации станков. Как было отмечено выше в преимуществах, фрезерные станки с ЧПУ по металлу не требуют около себя высококвалифицированного человека, который должен пристально следить за процессом обработки металлических изделий. Для работы данного станка необходимо только закрепить изделие, запустить фрезер, загрузить программу, по которой механизм будет выполнять необходимые действия самостоятельно, без помощи человека. Но есть единственная особенность – необходима квалификация для написания программы для станка, которой обладает не каждый человек.

Данная квалификация подразумевает знание системы CAD/CAM, которая включает в себя ЧПУ с ПО, компьютер для управления аппаратом через ЧПУ, написание программы.

ЧПУ с ПО необходимо чтобы проектировать чертежи, объемные модели, составлять на основе чертежей и моделей уже программы для станка.

Помимо указанной особенности, владелец фрезера с ЧПУ должен контролировать корректность работы станка.

Фрезерование металла

На сегодняшний день фрезерование металла часто встречается при создании многих предметов, начиная от ключей, гремящих в кармане, и заканчивая много габаритными машинами для перевозки угля на угольных срезах и буровыми установками для создания тоннелей. Поэтому для создания любого предмета из металла, необходимо обращаться к обработке этого материала.

Особенность обработки металла на фрезерных станках заключается в том, что в процессе фрезерования металл деформируется, то есть меняет свои физические свойства. На верхнем слое металла твердость повышается, во внутреннем слое возникает напряжение. В процессе черновой обработки (первой) подача большая, поэтому происходит сильная деформация, появляются большие микронеровности, повторение впадин, высот. Качество детали получается низкое. Шероховатости поверхности металла могут колебаться от 3 до 8 класса, а высота неровностей от 200 мкм до 0,8 мкм. При уменьшении подачи, уменьшение скорости резания, отвода тепла, более острой фрезе (лучшей заточки), деформаций металла будет меньше, а значит, качество изделия будет выше.

Таким образом, фрезерные станки с ЧПУ по металлу являются самыми мощными станками, так как обрабатывают сложные и тяжелые материалы. С помощью данных фрезерных станков возможна резка, гравировка, сверление металлических изделий. Фрезерны с ЧПУ по металлу является долговечным, автоматизированным, компактным и удобным в управление.

Определяем необходимую фрезу по дереву для станка с ЧПУ

Содержание

Любой станок — это очень сложная система. Одним из вариантов его «инструментального сердца» является фреза, которая представляет собой режущий инструмент. О том, как выбрать фрезы для фрезерных станков с ЧПУ по дереву рассказывают специалисты компании Multicut.

Понятие фрезы для станка по дереву с ЧПУ

Мы уже говорили, что фреза выполняет функцию резки. Она размещается в шпиндельной головке оборудования. Обработка материала начинается в тот момент, когда он приводится в действие и подается на заготовку. При этом фреза соприкасается с заготовкой, за счет чего и создается необходимая форма поверхности.

Типы фрез для фрезера по дереву

Для того чтобы не сделать ошибку при выборе фрезы, необходимо знать о их классификации. Так, есть пять типов рассматриваемого нами инструмента (эта классификация основана на таком критерии, как форма):

1. Дисковые.
2. Торцевые.
3. Угловые.
4. Концевые.
5. Фасонные.

Первые фрезы, дискового типа, были разработаны для того, чтобы делать различные углубления. Их можно назвать многофункциональными, так как они способны выполнять не одну, а несколько задач — все зависит от особенностей конструкции, точнее, количества и местонахождения кромок.

Вторые фрезы, торцевого типа, лучше всего подойдут в том случае, если вы имеете дело с тонкой и ровной поверхностью. Они похожи на цилиндр, кромки расположены на торцах.

Третьи фрезы, углового типа, незаменимы для обтачивания краев. Они располагают двумя кромками, помещенными под разным углом относительно друг друга.

Четвертые фрезы, концевого типа, дают возможность работать со всеми осями. Как правило, фрезы концевого типа — алмазные.

Пятые фрезы, фасонного типа, необычны и используются для уникальных, непростых заготовок. Фрезы фасонного типа отличаются высокими техническими характеристиками, так как она применяется при окончательной обработке. Срез получается без каких бы то ни было погрешностей. С типами разобрались, теперь перейдем к видам фрез для фрезера по дереву.

Виды фрез по дереву по назначению, обработке, конструкции и материалу

Если исходить из области, в которой используются фрезы, то они бывают:

1. Для предварительной (черновой) обработки.
2. Для высверливания отверстий.
3. Для фрезеровки в местах, в которых необходима максимальная аккуратность.
4. Для создания художественных акцентов.
5. Для окончательной (чистовой) обработки.

Первыми фрезами, для предварительной (черновой) обработки, проводятся такие операции, как резка, раскраивание, снятие толстого слоя, придание начальной формы.

Вторые фрезы, для высверливания отверстий, задействуются для того, чтобы сделать разнообразные вырезы.

К третьим фрезам, для фрезеровки в местах, в которых необходима максимальная аккуратность, прибегают для вытачивания углов и кромок.

Четвертые фрезы, для создания художественных акцентов, позволяют создавать самые что на есть настоящие произведения искусства.

А благодаря этому виду фрез по дереву, для окончательной (чистовой обработки), объект становится завершенным. Все, что остается — это смахнуть стружку.

По обработке фрезы делятся на десять групп:

1. С одним заходом. Отделяют стружку по направлению вверх. С их помощью фрезеруют изделия из пластмассы и других веществ со схожей, вязкой структурой.
2. С двумя заходами. Удаляют стружку также, по направлению вверх. Их выбирают для неплавких и легких материалов, в том числе дерева.
3. С тремя и четырьмя заходами. Отлетает стружка тоже вверх. Им отдают предпочтение, если стоит задача выполнить работу в большом объеме за малое время.
4. С обрезкой стружки по направлению вниз. Используются для совсем небольших по толщине деталей и для того, чтобы резать несколько листов за один раз. Плюс — надавливание сверху.
5. «Кукуруза». Подходят для стеклотекстолита и всех остальных твердых материалов.
6. С ровными лезвиями. Применяются для резки фанеры и всех остальных многослойных материалов.
7. С наконечником сферической формы. Сконструированы для придания предмету рельефности и создания на нем 3D-рисунка.
8. Граверы. Нетрудно понять, что ими гравируются изделия.
9. Компрессионные. Ими обрабатывается дерево тех пород, которые восприимчивы к повреждениям механического характера (сколам, трещинам) и появлению ворсинок.
10. Фасонные. Ими формируются фасонные поверхности.

По конструкции фрезы могут быть:

1. Цельными.
2. Сварными.
3. Напайными.
4. Сборными.

Первые, цельные фрезы, на 100% делаются из одного материала.

Вторые, сварные фрезы, изготавливаются из двух материалов: хвостовая часть из одного, а режущая — из другого, после чего они соединяются методом сварки.

У третьих, напайных фрез, режущая часть прикрепляются методом пайки.

Четвертые, сборные фрезы, имеют крепежи.

Производятся фрезы из:

1. Быстрорежущей стали.
2. Твердых сплавов металлов.
3. Металлокерамики и др.

Как выбрать фрезы для фрезерного станка по дереву?

Подведем итоги. Самое главное, на что следует обращать внимание при выборе фрез — это конечно же, технические характеристики. А именно:

  • тип режущего инструмента — дисковой, торцевой, угловой, концевой, фасонный;
  • вид режущего инструмента по назначению — для предварительной (черновой) обработки, для высверливания отверстий, для фрезеровки в местах, в которых необходима максимальная аккуратность, для создания художественных акцентов, для окончательной (чистовой обработки);
  • вид режущего инструмента по обработке — с одним заходом, с двумя заходами, с тремя и четырьмя заходами, с обрезкой стружки по направлению вниз, «кукуруза», с ровными лезвиями, с наконечником сферической формы, граферы, компрессионные, фасонные;
  • вид режущего инструмента по конструкции — цельный, сварной, напайный или сборный;
  • вид режущего инструмента по материалу — из быстрорежущей стали, твердых сплавов металлов, металлокерамики и др.
  • наличие дополнительных функций;
  • напряжение, при котором функционирует станок с ЧПУ.
  • класс режущего инструмента — для начинающих или профессиональный;
  • специфика рабочего места;
  • гарантии производителя.
Читать еще:  Устройство гидравлического аксиально поршневого насоса

Надеемся, что подготовленной нами информации о видах фрез по дереву для станков с ЧПУ будет достаточно для того, чтобы вы могли самостоятельно купить режущий инструмент.

Определяем необходимую фрезу для ЧПУ станка

§ 28. МОЩНОСТЬ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ

Понятие о крутящем моменте. Моментом силы называют произведение силы на плечо, к которому эта сила приложена, и обозначают буквой М. Выражается момент силы в виде произ­ведения килограммов на миллиметры, сантиметры или метры в зависимости от того, в каких единицах длины дано плечо прило­жения силы. Так, если на рычаг, имеющий плечо длиной а мм, действует сила Р кг, то момент этой силы равен Р • а кгмм если плечо выражено в сантиметрах и имеет b см, то момент будет Р • b кгсм, а если плечо с дано в метрах, то момент силы будет равен Р • с кгм.

Чтобы зуб фрезы врезался в металл и снял стружку, к нему надо приложить, как показано на рис. 81, силу, равную силе резания Р. Эта сила Р при плече, равном радиусу фрезы, т. е. половине ее диаметра D/2, создает момент, равный P-D/2.

Момент, создаваемый телом при его вращении, называют крутящим моментом. Крутящий момент обозначают Мкр и выра­жают в таких же единицах измерения, как М.

Шпиндель станка при вращении должен передавать каждому зубу фрезы окружную силу резания, необходимую для снятия стружки. При этом создается крутящий момент, который зависит от окружной силы Р и диаметра фрезы D. Чем больше окружная сила, т. е. чем больше сечение снимаемой стружки и чем тверже обрабатываемый металл, тем больший крутящий момент должен быть обеспечен на шпинделе станка. Крутящий момент увеличи­вается также с увеличением диаметра фрезы, т. е. за счет

увели­чения плеча — радиуса фрезы.

Окружная сила резания Р создает крутящий момент Мкр, ко­торый необходимо сообщить шпинделю станка.

(в зависимости от того, в каких единицах длины выражен D).

Понятие о мощности. Мощность резания, или эффективная мощность, есть мощность, расходуемая на срезание стружки. Мощность резания обозначается N9. Она равна произведению окружной силы резания Р в килограммах на скорость резания v в м/мин:

Мощность резания выражают или в лошадиных силах (л. с.) или в киловаттах (кет).

1 л. с. равна 75 кгм/сек или 60X75=4500 кгм/мин.

1 кет равен 1,36 л. с. или 1 л. с. равна 0,736 кет.

Для определения мощности резания в зависимости от ско­рости резания v и окружной силы резания Р пользуются следую­щими формулами:

Зная крутящий момент Мкр и число оборотов п фрезы, опре­деляют мощность резания по формулам:

где Мкр — крутящий момент в кгмм.

Мощность, затрачиваемую на подачу при фрезеровании, обычно оценивают в 15% от мощности резания.

Таким образом, в том случае, когда привод подачи осуществ­ляется от общего электродвигателя, полная мощность резания при фрезеровании равна 1,15 от N9, определенной по формулам (21) или (21а) и (22) или (22а)..

Коэффициент полезного действия. Эффективная мощность N9, расходуемая на срезание стружки при фрезеровании, должна пе­редаваться от шпинделя станка к фрезе. Для обеспечения этой
мощности на шпинделе необходимо, чтобы электродвигатель станка обладал большей мощностью, так как часть его мощности расходуется на трение в подшипниках, зубчатых передачах, на­правляющих и т. д. и на подачу масла для смазки. Чем быстро­ходнее станок, тем эти потери выше.

Величина, характеризующая полезную отдачу мощности элект­родвигателя, называется коэффициентом полезного действия станка (сокращенно — к. п. д.) и обозначается греческой бук­вой г] (эта).

На полезную работу, т. е. на работу, потребную для резания, расходуется при обычном фрезеровании примерно 75—85%, или 0,75—0,85 всей мощности электродвигателя, а при скоростных режимах соответственно 65—75%, или 0,65—0,75 всей мощности электродвигателя.

Следовательно, г] = 0,75 ч- 0,85 для обычных станков и rj = = 0,65 -г- 0,75-для скоростных. 4.

Таким образом, для определения эффективной мощности NB, которую можно использовать на резание, необходимо мощность электродвигателя Nм умножить на к. п. д. станка, т. е.

Например, если мощность электродвигателя равна 3 кет, а к. п. д. станка составляет 0,75, то мощность на шпинделе фрезер­ного станка

Наоборот, для определения потребной мощности электродви­гателя станка Nмпо эффективной мощности, полученной согласно формулам (21) или (21а) и (22) или (22а), необходимо эффек­тивную мощность N3 разделить на к. п. д. станка, т. е.

Основная задача, которую приходится решать, зная мощность N3, потребную на фрезерование, заключается в том, чтобы вы­бранный режим фрезерования соответствовал мощности электро­двигателя фрезерного станка. Для этого иногда приходится изме­нять (корректировать) режим резания.

Пример 13. На горизонтально-фрезерном станке производится фрезерова­ние стали аЛ = 75 кг/мм 2 . Ширина фрезерования 85 мм, глубина 6 мм, подача 65 мм/мин. Работу ведут сдвоенной цилиндрической фрезой с винтовыми зубьями диаметром 90 мм, шириной 120 мм. Число зубьев 2 = 8. Число оборо­тов фрезы п = 60 об/мин.

Определить (наибольшую толщину стружки, среднее поперечное сечение стружки Fcped, окружную силу Р, крутящий момент Мкр, мощность, потреб­ную на фрезерование Nэ, соответствие назначенного режима фрезерования мощности выбранного станка, если известна мощность электродвигателя NM=5 л. с.

Наибольшую толщину стружки определяем по формуле

Среднее поперечное сечение стружки F сред. определяем по формуле

Окружную силу P рассчитываем по формуле

где удельное давление р определено по табл. 3. Так как в таблице нет значе­ния анашj, равного 0,068 мм, а есть значение 0,06 мм и 0,07 мм, берем р= -«460 кг/мм 2 как среднее между указанными значениями.

Крутящий момент Мкр определяем по формуле (19):

Принимая во внимание, что станок имеет общий электродвигатель для привода главного движения и движения подач, эффективную мощность по формуле (22) следует взять с учетом мощности, потребной на подачу, т. е. с коэффициентом 1,15:

Принимая к. п. д. станка равным 0,8, получаем потребную мощность Электродвигателя станка по формуле (23а):

что соответствует мощности электродвигателя станка, равной 5 л. с.

По материалам книги «Основы фрезерного дела С.В.Аврутин 1962г.»

ГеММа-3D: программирование пятиосевой фрезерной обработки

Владимир Вермель, Александр Аркадов

Наиболее сложным для программирования видом обработки является многокоординатное фрезерование на 4-, 5-, 6- и т.д. осевых станках с ЧПУ. В его основе лежит возможность размещения инструмента в произвольном положении по линейным и угловым координатам относительно обрабатываемой детали. В настоящей статье авторы рассматривают базовые возможности многокоординатной фрезерной обработки, реализованной в системе ГеММа-3D, оставляя на будущее ряд специальных вопросов, в числе которых:

  • обработка зубчатых и лопаточных колес, в том числе на специализированных станках фирм Lichte, STARR AG, типа ГЕКСАПОД (производства АО «ЛАПИК»);
  • гравирование форм на 4-координатных гравировальных станках и 5-координатных с управляемым вращением относительно продольной оси детали; многокоординатное сверление;
  • специальная стратегия движения инструмента при обработке каналовых поверхностей (включая межлопаточные каналы турбин и вентиляторов).

За рамками данной статьи остается рассмотрение подготовки постпроцессоров, в которых реализуется учет особенностей конкретных кинематических схем станков.

При обработке основного объема деталей сложной формы прежде всего применяются следующие базовые положения фрезы (рис. 1).

Во-первых, ось фрезы может быть наклонена под заданным углом относительно нормали к поверхности в плоскости, перпендикулярной направлению инструмента (рис. 1а). При таком размещении для целого ряда деталей удается наиболее просто обеспечить необходимые условия резания инструментом данного типа. Такое же положение используется при обработке каналов, насечек и др., в том числе дисковыми фрезами, а также закрытых углов в карманах, колодцах, рельефах художественных изделий. Во-вторых (рис. 1б), ось инструмента наклоняется на заданный угол относительно нормали к обрабатываемой поверхности в плоскости движения фрезы. Данное положение используется при обработке как выпуклых, так и вогнутых поверхностей. В-третьих, положение инструмента, показанное на рис. 1в, используется для обработки боком фрезы. Последовательность размещения инструмента по траектории (например, определяемой координатой нижней точки и направлением оси) трансформируется постпроцессором в линейные и угловые перемещения исполнительных механизмов станка.

Читать еще:  Solid Edge CAM Pro 2020: фрезерование, обзор возможностей

Используемая типовая модель фрезы показана на рис. 2.

Соответствующее задание параметров позволяет определить основные типы фрез — цилиндрические (конические) со сферической и торовой режущими частями; бор фрезы; грибковые фрезы; фрезы типа «бочка». Данный набор обеспечивает практически все необходимые виды фрезерной обработки.

В качестве примера на рис. 3 показана типовая таблица с параметрами чистовой обработки для 3-, 4- и 5-координатных станков с ЧПУ.

Наряду с общими технологическими параметрами указываются вид обработки, базовая ориентация фрезы, включающая угол наклона оси, а также обработку торцом или боком. Для всех станков (3D, 4D, 5D) с поворотными бабками или столом указывается соответствующая ось поворота. Специальный параметр — участок торможения в траектории — определяется числом кадров.

Рассмотрим ряд примеров 5-координатной обработки. В средней части пуансона (рис. 4) имеется карман с плоским дном, наклонным по отношению к оси станка. Использование 5-координатной обработки за счет ограниченного наклона фрезы позволяет эффективно обработать дно без специальной установки детали.

Траектория движения фрезы первоначально подготовлена в виде шаблона и положена на обрабатываемую поверхность. На рис. 5 показаны положение фрезы относительно математической модели крупногабаритного обтяжного пуансона и изготовленный обтяжной пуансон.

Материал изделия — клееная древесина. Для получения наибольшей чистоты поверхности при минимизации длины траектории обработки ось фрезы совмещалась с нормалью к обрабатываемой поверхности (то есть угол наклона фрезы приблизительно равен 0 градусов). Практически фрезерование крупногабаритных деревянных моделей торцом фрезы позволяет при повышенных подачах и оборотах получать поверхность, которой требуется ручная финишная обработка. Для мягких металлов бывает оправданно использование грибковых фрез (существенно увеличенный диаметр) или торовых с умеренными углами наклона.

Положение фрезы при обработке лопатки турбины с управляемым вращением относительно продольной оси показано на рис. 6.

Инструмент в процессе фрезерования может перемещаться тремя различными способами:

  • вдоль образующих лопатки (продольные строки в траектории);
  • поперечные замкнутые отрезки (кольца) на заданных расстояниях друг от друга в параллельных плоскостях (например, перпендикулярных оси вращения);
  • по непрерывной спирали.

При несомненных достоинствах 5-координатной обработки, целесообразность ее применения вместо традиционной 3-координатной требует специального технологического обоснования. Поскольку 3-координатные головы станков обладают большой жесткостью, их применение для съема значительных припусков является предпочтительным как по времени, так и по точности обработки. Применение системы ГеММа-3D в качестве инструментального средства для станков с ЧПУ позволяет технологу-программисту наилучшим образом использовать технологические возможности, предоставляемые станочным оборудованием в производственном процессе.

Определяем необходимую фрезу для ЧПУ станка

Станок — это довольна сложная система, а фрезы для ЧПУ – практически самая важная его составляющая. Рассмотрим типы фрез, их заточку и возможности.

Станок – это довольна сложная система, а фрезы для ЧПУ – практически самая важная его составляющая. Это объясняется тем, что они являются основным режущим инструментом.

Описание инструмента для ЧПУ

Как уже было сказано, фреза – это режущий инструмент, и устанавливается он в шпиндельную головку машины.

Весь процесс обработки осуществляется за счет вращения данного элемента, а именно: его кромка касается заготовки, после чего и удаляется часть обрабатываемого материала.

Типы фрез согласно особенностям обработки

Можно рассмотреть такие разновидности инструмента для станков с ЧПУ по форме и конструкции:

  1. Концевая, благодаря ей можно осуществить фрезеровку материала по всем осям. Чаще всего это алмазные фрезы для ЧПУ. Их форма походит на обычное сверло и предусматривает пару режущих кромок.
  2. Торцевая. Инструмент цилиндрической формы, режущие элементы которого находятся на торцах. Его целесообразно использовать для плоской обрабатываемой поверхности, например, для раскроя листовых материалов.
  3. Дисковая. Такой вид предназначен специально для того, чтобы формировать пазы и различного рода углубления. Дисковая фреза мультизадачная: она может совершать несколько операций, их количество зависит от численности и расположения режущих кромок.
  4. Угловая, которая служит для фрезеровки краев поверхности. Она имеет пару режущих кромок, расположенных под разным углом касательно одна другой.
  5. Фасонная. Достаточно специфический инструмент, который используется для того, чтобы формировать поверхности сложных форм. Фасонные фрезы для ЧПУ обладают высокими качественными показателями, поскольку их используют при финишной обработке и рез получается максимально чистым.

Классификация фрез по сфере применения

Также необходимо классифицировать инструмент по областям, в которых он применяется. В основном применение фрез предполагает преследование определенных целей, особенно если приводить в пример промышленные машины.

Давайте рассмотрим следующую разновидность фрез для станков с ЧПУ в зависимости от сферы применения:

  • для черновой обработки. К такому виду фрезерования можно отнести снятие большого слоя материала, формирование начальной формы, резка или раскрой;
  • для высверливания канавок. Данные ЧПУ фрезы могут исполнять такие операции, как создание бороздок, пазов, выемок, впадин;
  • для точной работы в углах и кромках на верхней части заготовки;
  • для финишной (чистовой) обработки. Для этого чаще всего используется алмазная. Такой инструмент создает впадины разных форм и конфигураций. После этого остается лишь очистить деталь и удалить стружку;
  • для формирование различных художественных рисунков.

Типы фрез в зависимости от обрабатываемого материала

Одним из важных критериев при определении необходимой фрезы является материал, который планируется обрабатывать. Это влияет и на материал, из которого изготовлены режущие части, на конфигурацию, а также на технические качества.
Следует выделить такие типы профильного рабочего инструмента по обрабатываемому материалу:

  • для фрезеровки деревянных изделий;
  • для фрезеровки цветных и черных металлов;
  • для изготовления конструкций из пластика и других полимерных материалов.

Следует запомнить следующее: фрезы по дереву или пластику не подходит для обработки металла, поскольку фрезы по металлу имеют иную конструкцию и изготовлены из другого материала.

Как выбрать фрезу

Они очень отличаются своим разнообразием: их можно выбрать исходя из типа операции, которую вы будете совершать; также важную роль играет материал изготовления и другие параметры, такие как износоустойчивость.

Хорошие фрезы обычно обладают следующими свойствами:

  • прочность;
  • износостойкость;
  • сбалансированность.

Практический совет: если хотите выбрать качественный инструмент, то обратите внимание на вышеуказанные характеристики.

Для дальнейшей работы с фрезой при долгом сроке эксплуатации необходимо будет либо же покупка нового режущего инструмента, либо же его заточка. Тут важно обратить внимание на компанию-производителя, поскольку инструмент для заточки лучше всего купить напрямую у поставщика оборудования.

Заточка фрез

На сегодняшний день фрезы для фрезерного станка с ЧПУ обладают более высокой ценой, чем для обычных станков. Поэтому очень часто после долгого срока полезного использования данной режущей детали ее не покупают, а просто на просто затачивают.

Заточка фрезы алмазным кругом

Необходимо заметить, что совершить заточку стандартным оборудованием или в домашних условия почти нереально. Поэтому для того, чтобы на выходе у вас получилась качественно заточенная деталь необходимо обработать ее на специальном мини ЧПУ станке, имеющим Программное Управление.

Такие машины имеют достаточно узкую классификацию: для пальчиковой, угловой и дисковой фрезы.

Практический совет: если необходимого оборудования нет, то у вас есть два варианта действий:

  1. Обратиться в специализированную контору.
  2. Купить новую режущую деталь.

Возможности фрез

Как уже было сказано выше, с помощью данного инструмента можно обрабатывать почти все виды материалов, начиная от дерева и заканчивая металлами и сплавами. Также вы сможете обработать сталь, чугун, медь и другие материалы.

На сегодняшний день станки с Числовым Управлением обладают отличной эргономичной конструкцией, высокой безопасностью, датчиками, которые контролируют скорость, с которой вращается фреза. Поэтому если вы правильно выберете и своевременно будете затачивать режущий инструмент, то это позволит вам работать с максимальной отдачей и высокой точностью.

Таким образом вы сможете придать детали необходимую и точную форму.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector