Фрезерно-гравировальные станки

Фрезерно-гравировальное оборудование с ЧПУ довольно популярный вид техники. Оно успешно зарекомендовало себя на промышленных предприятиях для выпуска и обработки большого количества однотипных изделий. В настоящее время фрезер приобретает все большую популярность в малом бизнесе для производства единичных и мелкосерийных потребительских товаров. Обладает высокой производительностью, брак практически отсутствует.

Фрезерно-гравировальный станок – особый вид гравировального оборудования, совмещающий в себе разнообразные и сложные функции. Деталь на таком станке обрабатывается режущим инструментом, который погружается в плоскость на незначительную глубину. Вид станка и его конструкция определяются материалом, для работы с которым он предназначен. На современном этапе чаще всего используются гравировальные станки с ЧПУ, со встроенной программой. Принцип работы на них заключается в том, что операции выполняются не человеком в ручном режиме, а автоматически. Оборудование с числовым программным управлением универсальное, станок способен сразу заменить ряд устройств.

Идеально подходит для сложной резьбы и гравировки по металлу, дереву, камню, стеклу. Позволяет сделать изображение объемным, нанести узор и рисунок по контуру. В особую категорию можно выделить лазерные станки с программным управлением. Луч лазера в качестве рабочего инструмента позволяет наносить надписи и гравировку на тонкие материалы: кожу, ткани, бамбук, органическое стекло и хрусталь, резину и пластик. Диаметр лазерного луча позволяет делать прорези не толще человеческого волоса. Оптоволоконное оборудование гравирует металлы, для остальных материалов применяется углекислотная лазерная техника.

Станки условно разделяют, учитывая состав, вяжущие свойства и твердость обрабатываемых материалов. Выделяют основные группы оборудования:

• по дереву;
• по камню;
• по металлу.

Деревообрабатывающие агрегаты – самые часто встречающиеся среди фрезерных станков. Без них невозможно обойтись в мебельном производстве. Такая техника способна помочь в изготовлении:

• корпусной мебели, декоративных элементов в интерьере;
• лестниц и дверей, деревянных накладок со сложной, глубокой и сквозной резьбой;
• форм для литья;
• сувениров и эксклюзивных предметов обстановки, многого другого.

Станок этого вида позволяет осуществить криволинейный раскрой деревянных панелей, выполнить объемный рисунок или надпись, создать изделие, обладающее сложной рельефной конфигурацией. Граверы работают с широким рядом материалов, среди которых древесина любой степени твердости, все типы фанерных композитов, плиты волокнистые и стружечные (МДФ и ДСП), пластики, акрилы.

Станки по дереву разделяют на классы в зависимости от расположения рабочего стола и шпинделей.

• Универсальные, с вращающейся поверхностью стола.

• Широкоуниверсальные, с дополнительными головками. Если такой станок инструментальный, стол закрепляется вертикально, шпиндели движутся поперек рабочей поверхности.

• Горизонтальные. Шпиндель занимает положение по горизонтали.

• Вертикальные. Шпиндель находится в положении по вертикали.

• Бесконсольные.

По металлу работают консольные станки. Это агрегат с мощной станиной, способной гасить вибрацию. Черные и цветные металлы, чугун, сплавы проходят на таких граверах высокоточную обработку. Деталь способна перемещаться сразу по трем осям – с рабочей поверхностью по осям X и Y, вместе с консолью – по оси Z. Заготовку закрепляют при помощи пневматических и магнитных прижимов, удерживают механически при помощи шпилек через пазы. Шпиндель при работе с деталью остается неподвижным. Магниты притягивают тонкие листы и прокат, что позволяет избежать деформации. Мягкие сплавы и алюминий удерживаются на столе при помощи разреженного воздуха. Шпиндель и режущий инструмент могут сильно нагреваться при обработке стали и чугуна, поэтому их охлаждают жидким составом. Отходы в виде металлической стружки компрессор вытягивает в контейнеры.

Гравировальная техника по металлу служит для маркировки изделий, нанесения маршрутизаторов и объемных надписей, рекламы. Для работы по камню используется мощная бесконсольная техника. Массивная станина способна погасить сильную вибрацию, так как заготовки из камня зачастую обладают значительным весом. На обширном столе деталь закрепляют неподвижно, закручивая болты с гайками в пазы. Для резки твердого материала применяются алмазы и фрезы с корундовым покрытием. Жидкость подается на фрезу, вымывает крошку и защищает инструмент от перегрева. Дополнительно используется пылесос.

Все станки в зависимости от конструкции подразделяются на два основных вида: консольные и бесконсольные. Оборудование без консоли – это стол, вдоль которого по трем осям со шпинделем перемещается фреза, обрабатывая неподвижно закрепленную деталь. Шпинделем называется вал из металла, на котором крепится режущий инструмент – фреза. Точность бесконсольной обработки обычно ниже, чем на консольном станке. По металлу и более мягким материалам работают исключительно на высокоточном оборудовании.

Консоль – многозначный термин, обозначающий кронштейн или опору. В случае фрезерно-гравировальной техники вдоль опоры по направляющим в станине по горизонтали и вертикали перемещается деталь вместе со столом. Движение детали зависит от расположения шпинделя

Принцип работы у всех видов гравировальных станков примерно совпадает. Конструктивно и технически разновидности не отличаются друг от друга. Базовые узлы любого агрегата:

• станина;
• столешница или рабочая поверхность;
• продольный вал;
• винт поперечный;
• узел шпиндельный;
• направляющие;
• управляющий блок.

Дополнительно станок может быть снабжен коробкой скоростей, магнитным прижимом.

При выборе фрезера специалисты советуют обратить внимание на несколько важных особенностей. В первую очередь это относится к конструкции.

• Станина должна полностью гасить вибрации и оставаться устойчивой при работе. Ее изготавливают чаще всего из чугуна и других массивных сплавов. Правило при выборе – чем тяжелее станина, тем лучше.
• Для стола важны габаритные размеры и площадь. Желательно, чтобы заготовка была выгравирована за один подход, и ее положение на поверхности не менялось. От этого зависит скорость обработки.
• Чтобы фреза не вибрировала, шпиндель с тремя подшипниками (или более) должен быть прочно закреплен.
• Серводвигатели позволяют быстрее менять позицию, шаговые двигатели более экономичные.
• Направляющие и шариковые передачи должны быть с предварительной нагрузкой.
• Координатные оси проверяются на перпендикулярность и параллельность.
• Для фрезера, работающего от 220 В, достаточно однофазной разводки. Можно поставить агрегат в обычной мастерской. Трехфазная электросеть нужна только в случае, если приобретается мощный промышленный станок.
• Практика показывает, что удобнее пользоваться программным обеспечением с русским интерфейсом.

Чтобы избежать излишних расходов, нужно определиться сразу, какие операции планируется выполнять на станке. Чем больше дополнительных функций, тем выше стоимость техники Цена фрезера, помимо конструктивных особенностей, зависит от таких факторов, как материал, из которого сделана станина, габариты рабочего стола, класс изготовления шпинделя, количество подшипников, способ крепления детали. Срок окупаемости зависит от цены, поэтому обращаться рекомендуется непосредственно к изготовителю, минуя посредников.

Гравировка на фрезере с ЧПУ происходит с большой скоростью. Участие человека в этом процессе сведено к минимуму. Работник закрепляет деталь, выбирает программу и вводит команду начинать фрезеровку. Все узлы агрегата движутся по команде контроллера шаговым двигателям, каждый из них смещается в нужную точку исходя из положения фрезы. Программа представляет собой заложенные координаты по осям X, Y и Z.

Когда станок включен, фреза и деталь начинают двигаться относительно друг друга. Размер и форма режущего инструмента корректируются. Компьютерная программа указывает линейную траекторию, какой именно узел будет сдвигаться, команды подаются управляющим блоком. Отчет о координатах фрезы по осям поступает по системе обратной связи. Поэтому в процессе есть возможность вносить изменения. Программа задания конфигурации всей партии вносится в компьютер станка.

В промышленности применяют готовые программные блоки, написанные специалистами. Готовую флеш-карту загружают, и процесс идет заданным ходом. Чтобы внести изменения, нужна новая программа. Настольные фрезеры с ЧПУ в обычных мастерских применяют копирование механическим способом – датчик считывает информацию, перемещаясь вдоль одной из осей X или Y, и передает координаты объекта на фрезу. Обработка проводится в два этапа – грубая и тонкая.