Что такое фрезерный станок с ЧПУ и как он работает?

Фрезерные станки с ЧПУ (числовым программным управлением) — это универсальные станки, используемые в обрабатывающей промышленности для выполнения различных операций механической обработки. Они играют решающую роль в производстве точных деталей и компонентов для широкого спектра отраслей промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильную, электронную и медицинскую технику.

В этой статье мы рассмотрим, что такое фрезерный станок с ЧПУ, его компоненты, как он работает, типы фрезерных станков с ЧПУ и его применение.

Что такое фрезерный станок с ЧПУ?

Фрезерный станок с ЧПУ — это станок, который использует инструкции, управляемые компьютером, для удаления материала с заготовки для создания желаемой формы. Фрезерные станки с ЧПУ используют вращающиеся фрезы для резки и придания формы материалу, которым могут быть металлы, пластмассы или другие материалы. Станок управляется компьютером, который считывает закодированную программу и преобразует ее в точные движения компонентов машины, что приводит к точным и повторяемым резам.

Компоненты фрезерного станка с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ состоит из нескольких ключевых компонентов, которые работают вместе для достижения точной обработки:

1. Корзина: Рама обеспечивает структурную поддержку машины. Он содержит все остальные компоненты и обеспечивает стабильность в процессе обработки.
2. Шпиндель: шпиндель удерживает и вращает режущий инструмент. Он приводится в действие двигателем и может работать на различной скорости в зависимости от материала и операции резки.
3. Режущие инструменты: Это инструменты, которые фактически разрезают материал. Они бывают различных форм и размеров, включая концевые фрезы, сверла и развертки.
4. Рабочий стол: Рабочий стол поддерживает заготовку и перемещается по нескольким осям (X, Y и Z), позиционируя материал под режущим инструментом.
5. Панель управления: Панель управления является интерфейсом между оператором и машиной. Он включает в себя компьютер, который считывает программу ЧПУ и отправляет команды двигателям и исполнительным механизмам станка.
6. Двигатели и приводы: Эти компоненты приводят в движение рабочий стол и шпиндель. Они управляются компьютером для достижения точного позиционирования и скорости.
7. Система охлаждающей жидкости: Система охлаждающей жидкости распыляет охлаждающую жидкость на режущий инструмент и заготовку, чтобы уменьшить нагрев и трение, продлевая срок службы инструмента и улучшая качество резки.

Какие детали могут производить фрезерные станки с ЧПУ?

Фрезерные станки с ЧПУ, известные своей высокой точностью и гибкостью, могут производить широкий спектр компонентов сложной конструкции и со строгими допусками. К ним относятся, помимо прочего:

• Компоненты аэрокосмической отрасли, такие как детали шасси, конструкции фюзеляжа самолета и компоненты авиационных двигателей.
• Детали автомобильной промышленности, такие как панели управления, оси, компоненты двигателей и автомобильные формы.
• Детали бытовой электроники, такие как корпуса, радиаторы и разъемы.
• Медицинские компоненты, включая хирургические инструменты, ортопедическое оборудование и компоненты протезов.
• Детали нефтегазового оборудования, такие как клапаны, трубопроводная арматура, насосы и механические уплотнения.
• Скульптуры и дизайн мебели по индивидуальному заказу, изготовленные из таких материалов, как дерево и камень, сочетают художественную выразительность с функциональностью.

Фрезерные станки с ЧПУ способны резать различные материалы, включая алюминий, медь, сталь и дерево, обеспечивая эффективные, точные и универсальные производственные решения для различных отраслей. Будь то мелкосерийное производство или производство по индивидуальному заказу, фрезерные станки с ЧПУ демонстрируют свою решающую роль в современном производстве.

Как работает фрезерный станок с ЧПУ?

Работа фрезерного станка с ЧПУ включает в себя несколько этапов:

Шаг 1. Создание модели САПР:

Машинист использует Программное обеспечение ЧПУ например Autodesk Fusion 360, SolidWorks или AutoCAD, для создания модели САПР (системы автоматизированного проектирования) конкретного компонента. После завершения проектирования он служит основой для последующего производственного процесса.

Шаг 2. Преобразование модели САПР для станка с ЧПУ:

Затем модель CAD импортируется в систему CAM (автоматизированное производство). На этом этапе программное обеспечение преобразует 3D-модель в серию цифровых инструкций, известных как G-код. Эти команды G-кода Программирование с ЧПУ язык станков с ЧПУ, указывая им, как перемещать, вращать и резать.

Шаг 3. Настройка фрезерного станка с ЧПУ:

В процессе наладки заготовка или блок материала надежно закрепляется на рабочем столе станка. Это достигается с помощью измерительных инструментов или сенсорных щупов. Затем подбираются соответствующие режущие инструменты и устанавливаются в шпиндель станка. В зависимости от задачи резки могут использоваться различные типы фрез. Наконец, оператор проверяет и проверяет все настройки, включая меры безопасности и моделирование траектории движения инструмента.

Шаг 4: Начало процесса фрезерования:

После того, как все настроено, загружается программа G-кода и начинается процесс фрезерования с ЧПУ. Специализированный режущий инструмент вращается с высокой скоростью или с фиксированной частотой вращения (оборотов в минуту), удаляя материал с заготовки. Процесс фрезерования включает постепенное удаление материала до тех пор, пока не будет достигнута желаемая форма и размеры детали.

Какие существуют типы фрезерных станков с ЧПУ?

Существует несколько типов фрезерных станков с ЧПУ, каждый из которых предназначен для конкретного применения:

Вертикально-фрезерные станки

Вертикально-фрезерные станки являются одним из наиболее распространенных типов фрезерных станков с ЧПУ. Они имеют шпиндель, ориентированный вертикально, что означает, что режущий инструмент перемещается вверх и вниз вдоль оси Z, в то время как заготовка удерживается неподвижно на горизонтальном столе.

Ключевые особенности:

• Вертикально ориентированный шпиндель: Вертикальная ориентация шпинделя делает его пригодным для задач, в которых режущий инструмент должен проникать в заготовку сверху.
• Плоские поверхности и полости: Идеально подходит для обработки плоских поверхностей, пазов и полостей. Обычно используется для изготовления пресс-форм, штампов и сложных компонентов.
• Регулируемый рабочий стол: Рабочий стол может перемещаться по осям X и Y, обеспечивая гибкость позиционирования заготовки.

Области применения:

• Прототипирование и мелкосерийное производство: Часто используется для создания прототипов и небольших производственных партий из-за своей универсальности и простоты настройки.
• Изготовление пресс-форм и штампов: Идеально подходит для создания сложных форм и штампов точных размеров.

Горизонтально-фрезерные станки

Горизонтально-фрезерные станки имеют шпиндель, ориентированный горизонтально, параллельно рабочему столу. Такая ориентация позволяет обрабатывать более крупные и тяжелые детали, требующие резки по бокам или сверху.

Ключевые особенности:

• Горизонтально ориентированный шпиндель: Подходит для задач, требующих резки сбоку заготовки, что особенно полезно для изготовления канавок, прорезей и других элементов на заготовках большего размера.
• Поддержка беседки: Режущий инструмент часто устанавливается на оправке, выступающей от шпинделя, что обеспечивает дополнительную поддержку и устойчивость во время операций резки.
• Более тяжелые заготовки: Разработан для работы с более крупными и тяжелыми материалами благодаря прочной конструкции и горизонтальной установке.

Области применения:

• Производство крупных компонентов: Идеально подходит для производства крупных компонентов, таких как шестерни, валы и детали тяжелого оборудования.
• Тяжелые фрезерные операции: Используется в отраслях, где требуется тяжелое фрезерование, например, в автомобильной и аэрокосмической промышленности.

5-осевые фрезерные станки

5-осевые фрезерные станки — это современные станки с ЧПУ, которые имеют дополнительные оси вращения, что позволяет обрабатывать сложные формы и углы за один установ. Эти 5-осевые станки с ЧПУ может перемещать режущий инструмент по осям X, Y и Z, а также вращать его вокруг осей A и B.

Ключевые особенности:

• Движение по нескольким осям: Дополнительные оси (A и B) позволяют режущему инструменту приближаться к заготовке под разными углами, что позволяет обрабатывать детали сложной и сложной геометрии.
• Обработка за один установ: Уменьшает необходимость многократной настройки и перемещения, повышая эффективность и точность.
• Высокая точность: Способен производить детали с очень высокой точностью и сложными контурами.

Области применения:

• Аэрокосмические компоненты: Используется для обработки сложных деталей аэрокосмической промышленности, таких как лопатки турбин и конструктивные элементы.
• Медицинское оборудование: Идеально подходит для создания сложных медицинских устройств и имплантатов точных размеров.
• Сложное прототипирование: Подходит для быстрого прототипирования сложных форм и конструкций.

Станки фрезерные станки

Станки для фрезерования станины оснащены рабочим столом, который перемещается по осям X и Y, а шпиндель перемещается по оси Z. Эти станки предназначены для обработки тяжелых и крупных заготовок.

Ключевые особенности:

• Конструкция с фиксированной кроватью: Станина неподвижна, а рабочий стол перемещается по осям X и Y, обеспечивая устойчивость и поддержку тяжелых заготовок.
• Подвижный шпиндель: Шпиндель может перемещаться вверх и вниз по оси Z, что позволяет выполнять операции вертикальной обработки.
• Прочная конструкция: Создан для легкой обработки больших и тяжелых материалов, обеспечивая точность и стабильность.

Области применения:

• Производство тяжелых компонентов: Подходит для производства крупных и тяжелых компонентов, таких как основания машин, рамы и детали, работающие в тяжелых условиях.
• Изготовление инструментов и штампов: Используется для обработки больших форм и штампов, требующих точности и долговечности.

Револьверно-фрезерные станки

Револьверно-фрезерные станки имеют стационарный шпиндель и подвижный рабочий стол. Шпиндель фиксирован, а рабочий стол можно перемещать в разных направлениях, что обеспечивает универсальность при обработке.

Ключевые особенности:

• Стационарный шпиндель: Шпиндель не движется; вместо этого рабочий стол перемещается, чтобы расположить заготовку под режущим инструментом.
• Подвижный рабочий стол: Рабочий стол может перемещаться по осям X, Y, а иногда и Z, что позволяет выполнять универсальные операции обработки.
• Конструкция башни: Револьверную головку можно поворачивать и вращать, чтобы изменить угол режущего инструмента, обеспечивая гибкость при обработке различных поверхностей.

Области применения:

• Универсальная обработка: Используется для различных операций механической обработки, таких как сверление, растачивание и нарезание резьбы, благодаря гибкости рабочего стола и револьверной головки.
• Детали малого и среднего размера: Идеально подходит для производства компонентов малого и среднего размера в различных отраслях промышленности, включая автомобилестроение и металлообработку.
• Изготовление на заказ и ремонтные работы: Часто используются в мастерских для индивидуальной обработки и ремонта благодаря своей адаптируемости.

Фрезерные станки с ЧПУ бывают различных типов, каждый из которых предназначен для удовлетворения конкретных потребностей в обработке. Понимание различий и областей применения каждого типа может помочь производителям выбрать подходящую машину для своих конкретных требований, гарантируя эффективность, точность и высокое качество продукции.

Какова цена фрезерного станка с ЧПУ?

Тип	Примеры моделей	Ценовой диапазон (долл. США)
Вертикально-фрезерные станки	Haas VF-2	20,000 $ - $ 250,000
Горизонтально-фрезерные станки	Мазак HCN-5000, ДМГ Мори NHX 5000	50,000 $ - $ 500,000
5-осевые фрезерные станки	ДМГ Мори ДМУ 50, Хаас UMC-750	100,000–1,000,000 долларов США +
Станки фрезерные станки	Кихын KNC-U1000	50,000 $ - $ 300,000
Револьверно-фрезерные станки	Бриджпорт Серия I	10,000 $ - $ 100,000

Факторы, влияющие на цену фрезерных станков с ЧПУ

Цены на станки с ЧПУ могут сильно различаться в зависимости от технических характеристик, размера и дополнительных функций, таких как автоматизация и устройства смены инструмента. К основным факторам, влияющим на эти цены, относятся:

• Цель и стандарты: предполагаемое использование машины (например, массовое производство или производство по индивидуальному заказу) и требуемые стандарты (например, точность и качество) существенно влияют на цену.
• Количество осей: На сложность и стоимость станка напрямую влияет количество имеющихся у него осей. Например, 5-осевые станки обычно дороже 3-осевых.
• Размер машины: Важным фактором является размер станка, который зависит от обрабатываемых деталей. Машины, способные обрабатывать материалы больших размеров, например 2 метра в направлении X и 1.5 метра в направлении Y, будут стоить дороже.
• Устройство смены поддонов: Необходимость в устройстве смены поддонов (автоматическом или ручном) может повлиять на цену. Машины с автоматическим устройством смены поддонов обычно стоят дороже.
• Мощность шпинделя и скорость: Требуемая мощность шпинделя и количество оборотов в минуту (об/мин) также влияют на стоимость. Более высокая мощность и скорость приводят к более высоким ценам.
• Требования к точности: Требования к точности машины сильно влияют на цену. Например, машина с точностью 50–75 микрон может стоить около 150,000 3 долларов, а машина с точностью 5–1,000,000 микрон (известная как «материнская машина») может стоить более XNUMX XNUMX XNUMX долларов.
• Требования к материалам и обработке: Типы обрабатываемых материалов и необходимый режущий инструмент влияют на общую стоимость.
• Дополнительные системы: Другими важными факторами, влияющими на цену, являются необходимая система CTS, размер и системы управления ЧПУ (например, Fanuc или Siemens).

Например, станок со скоростью вращения шпинделя 10,000 50 об/мин и точностью 75–150,000 микрон может стоить около 10 15 долларов. Машина аналогичного размера с точностью 300,000–400,000 микрон может стоить от 3 5 до 1,000,000 XNUMX долларов, а машина с точностью XNUMX–XNUMX микрон может стоить более XNUMX XNUMX XNUMX долларов.

Что такое 3-, 4- и 5-осевые фрезерные станки?

Фрезерные станки классифицируются по количеству осей, по которым они могут перемещаться и работать. Вот основные виды:

• 3-осевой фрезерный станок: 3-осевой фрезерный станок перемещает режущий инструмент по осям X, Y и Z для удаления материала с заготовки. Этот метод идеально подходит для изготовления деталей простой геометрической формы и обеспечивает более низкие начальные затраты.
• 4-осевой фрезерный станок: 4-осевой фрезерный станок включает в себя все возможности 3-осевого станка плюс дополнительную поворотную ось (обычно ось А), позволяющую заготовке вращаться во время резки. Эта установка особенно полезна для резки цилиндрических или боковых поверхностей детали.
• 5-осевой фрезерный станок: 5-осевой фрезерный станок сочетает в себе движение по трем линейным осям с двумя дополнительными поворотными осями (обычно оси A и B). Такая конфигурация позволяет режущему инструменту двигаться и вращаться в нескольких направлениях, что позволяет обрабатывать детали сложной геометрической формы, такие как компоненты аэрокосмической отрасли, титановые сплавы, медицинские приборы и детали турбин.

Каждый тип фрезерного станка имеет определенные области применения и преимущества, выбранные в зависимости от сложности и требований к обработке детали.

Какие типы фрез используются на фрезерных станках с ЧПУ?

Фрезерные станки с ЧПУ используют различные типы фрез, каждый из которых предназначен для конкретных задач и материалов. Вот распространенные типы:

Тип фрезы	Описание	Приложения
Конец Миллс	Используется для фрезерования пазов, профилей и контуров. Доступен в различных вариантах дизайна флейт.	Общее фрезерование металлов, пластмасс и других материалов.
Торцевые фрезы	Большой инструмент для поверхностной фрезы со сменными пластинами для повышения эффективности.	Черновая и получистовая обработка металлических поверхностей.
Концевые фрезы с шаровой головкой	Имеет закругленный кончик для фрезерования 3D-форм и контуров.	Изготовление форм, лепка и сложные фрезерные работы.
Концевые фрезы с угловым радиусом	Закругленные края снижают нагрузку и продлевают срок службы инструмента во время резки.	Получистовые и чистовые операции.
Концевые фрезы для шпоночных пазов	Специально разработан для высокоточного фрезерования шпоночных пазов.	Создание точных шпоночных пазов на валах и других компонентах.
Фрезы с Т-образными пазами	Т-образный инструмент для фрезерования Т-образных пазов в верстаках и приспособлениях.	Необходим для создания Т-образных пазов на столах станков.
Формованные фрезы	Нестандартные формы режущих кромок для обработки уникальных профилей или канавок.	Зубонарезание, резьбофрезерование и специализированные операции.
Концевые фрезы для черновой обработки	Зубчатые режущие кромки для быстрого удаления материала.	Грубая обработка для быстрого удаления большого количества материала.

Каждый тип фрезы имеет свои особенности применения и преимущества. Выбор правильного типа фрезы может значительно повысить эффективность обработки и качество продукции.

В чем разница между торцевой фрезой и концевой фрезой?

Торцевые фрезы и концевые фрезы являются важными инструментами в механической обработке, но они служат разным целям:

• Функция: Концевые фрезы являются универсальными инструментами для детального резания, а торцевые фрезы превосходно подходят для крупномасштабного фрезерования плоских поверхностей.
• Дизайн: Концевые фрезы имеют различную конструкцию канавок для различных задач резания, тогда как торцевые фрезы используют несколько пластин для эффективного торцевого фрезерования.
• Приложения: Концевые фрезы используются для сложных задач фрезерования различных материалов, тогда как торцевые фрезы идеально подходят для быстрого снятия материала с плоских поверхностей.

Понимание этих различий помогает выбрать правильный инструмент для конкретных задач обработки.

Что лучше использовать при фрезеровании стали — летучую фрезу или торцевую фрезу?

Для фрезерования стали торцевая фреза обычно обеспечивает более высокую скорость съема материала и больше подходит для более крупных работ благодаря своей конструкции с несколькими пластинами. Однако, если качество поверхности имеет первостепенное значение или для проектов меньшего масштаба, летучий резак может обеспечить более гладкую поверхность.

Выбор между летучей фрезой и торцевой фрезой в конечном итоге зависит от масштаба конкретного проекта по фрезерованию стали, требований к качеству поверхности и бюджета.

Фрезерный станок с ЧПУ против токарного станка с ЧПУ

фрезерные станки с ЧПУ и Токарные станки с ЧПУ Это два распространенных типа станков с ЧПУ, которые имеют существенные различия в принципах работы и сценариях применения:

Особенность	Фрезерный станок с ЧПУ	Токарный станок с ЧПУ
Принцип работы	Режет материалы, вращая режущий инструмент и перемещая заготовку по нескольким осям.	Обрабатывает материалы путем вращения заготовки и перемещения режущего инструмента вдоль ее оси.
Движение инструмента/заготовки	Инструмент стационарен; заготовка перемещается по рабочему столу.	Режущий инструмент неподвижен; заготовка вращается на шпинделе.
Приложения	Идеально подходит для сложных контуров, лепки, изготовления форм и изготовления 3D-деталей.	В основном используется для обработки симметрично цилиндрических деталей, таких как валы и резьбы.
Особенности	Способен выполнять многоосную обработку, подходит для очень сложных задач.	Эффективен для обработки симметричных деталей, таких как валы, штифты и резьбы.
Использование в промышленности	Встречается в производстве пресс-форм, аэрокосмической и автомобильной промышленности для изготовления точных деталей.	Автомобильная, аэрокосмическая, медицинская промышленность, особенно вращающиеся симметричные детали.
Сложность эксплуатации	Требует обширного программирования и времени на настройку для точной обработки.	Относительно простой, подходит для базового программирования и операций.

Каковы преимущества фрезерных станков с ЧПУ по сравнению с токарными станками с ЧПУ?

Фрезерные станки с ЧПУ имеют ряд преимуществ по сравнению с токарными станками с ЧПУ. Они очень универсальны и способны выполнять широкий спектр операций, таких как сверление, нарезание резьбы и контурная обработка, что делает их пригодными для обработки деталей сложной геометрии. В отличие от токарных станков с ЧПУ, которые преуспевают в основном в производстве цилиндрических деталей, фрезерные станки могут обрабатывать более крупные и тяжелые детали и совместимы с разнообразными материалами, включая металлы, пластики и композиты. Кроме того, их способность выполнять многоосную обработку позволяет с высокой точностью выполнять сложную детализацию и сложные конструкции деталей, что делает их идеальными для быстрого прототипирования и индивидуальной настройки в производстве.

Каковы недостатки фрезерных станков с ЧПУ по сравнению с токарными станками с ЧПУ?

Фрезерные станки с ЧПУ имеют недостатки по сравнению с токарными станками с ЧПУ. Обычно они требуют более длительного времени наладки из-за сложного позиционирования заготовки и настройки инструмента. Более того, фрезерные станки часто требуют более высоких первоначальных затрат и расходов на техническое обслуживание, учитывая их структурную сложность и разнообразные требования к инструментам.

В некоторых операциях, таких как задачи непрерывного вращения, например, нарезание резьбы, фрезерные станки могут быть менее эффективными по сравнению с токарными станками. Кроме того, фрезерные операции могут создавать больше шума и вибраций, что требует принятия мер по снижению шума и обеспечению устойчивости. Наконец, смена инструмента на фрезерных станках может занять больше времени из-за необходимости смены нескольких инструментов.

Каковы преимущества токарных станков с ЧПУ по сравнению с фрезерными станками с ЧПУ?

Токарные станки с ЧПУ имеют преимущества перед фрезерными станками с ЧПУ. Они предлагают более простые настройки, что приводит к сокращению времени подготовки к токарным операциям. Токарные станки, как правило, более экономичны из-за их более простой конструкции и меньших требований к техническому обслуживанию. Они превосходно справляются с задачами, требующими непрерывного вращательного движения, такими как токарная обработка и нарезание резьбы, с высокой точностью. Кроме того, токарные станки занимают меньше места и производят меньше шума и вибрации по сравнению с фрезерными станками, что способствует более тихой рабочей среде.

Каковы недостатки токарных станков с ЧПУ по сравнению с фрезерными станками с ЧПУ?

Токарные станки с ЧПУ имеют недостатки по сравнению с фрезерными станками с ЧПУ. Они в основном ограничены вращательными операциями, такими как токарная обработка и нарезание резьбы, им не хватает универсальности фрезерных станков для обработки сложных форм и многоосных перемещений. Токарные станки также могут сталкиваться с проблемами при работе с определенными материалами и требовать специальных настроек инструментов для таких задач, как нарезание резьбы, которые могут быть более сложными. Время наладки для невращательных операций на токарных станках может быть больше и менее эффективным по сравнению с фрезерными станками.

Достигните успеха с фрезерным станком с ЧПУ BOYIces

испытайте непревзойденную точность и качество с бойы передовые решения для фрезерования с ЧПУ. Наше современное оборудование и команда экспертов гарантируют, что ваши детали будут соответствовать самым высоким стандартам в различных отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая, автомобильная и медицинская.

Почему выбирают BOYI?

• Превосходная точность: Передовая технология ЧПУ для точного производства.
• Отраслевая экспертиза: Обширный опыт работы в различных отраслях с высокими ставками.
• Универсальные возможности: От быстрого прототипирования до крупносерийного производства.
• Качественные материалы: Работа с высококачественными металлами, пластиками и композитами.
• Экономически эффективным: Оптимизированные процессы для конкурентного ценообразования.
• Ориентированных на клиента: Индивидуальное обслуживание от концепции до завершения.

Превратите свои идеи в реальность с BOYI Услуги фрезерования с ЧПУ. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы повысить точность и эффективность ваших проектов.

FAQ

---

Каталог: Руководство по обработке с ЧПУ