Современное ЧПУ оборудование позволяет выполнять огромное количество задач по раскрою и обработке матриалов. Сегодня рассмотрим основные работы, выполняемые на фрезерных станках.
Фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) являются быстрым и точным оборудованием. Их основное (и едва ли не главное) преимущество — высокая универсальность. Благодаря «умной» электронике системы ЧПУ станок может быть с лёгкостью переналажен (простой загрузкой новой управляющей программы) на выпуск изделий другого типа. Быстроте переналадки способствует продуманный механизм крепления заготовок на рабочем столе, а также патрон шпинделя с цанговым зажимом — для упрощения перестанови режущего инструмента (фрезы).
Однако чем выше собственная универсальность фрезерных станков, тем шире круг решаемых с их помощью технологических задач. Часто при этом необходимо прибегнуть к различного рода «хитрым» решениям, без которых невозможно получить результат желаемого качества. На чём же базируются эти решения и где искать резервы для совершенствования техпроцесса?
Характеристики оборудования
Прежде чем искать «дополнительные ресурсы» необходимо убедиться в полном использовании возможностей имеющегося фрезерного оборудования. Современные фрезерные станки с ЧПУ обладают очень большим «технологическим запасом». Вполне вероятно, что в процессе эксплуатации эти возможности не используются «на все 100». Причиной этого может быть как неопытность персонала (в т. ч. плохо знакомого с конкретным оборудованием и его особенностями), так и слабая «софтовая» часть. В большинстве случаев именно система ЧПУ (а также работающее с ней «в связке» программное обеспечение) является тем «слабым звеном», не позволяющим использовать весь потенциал механической части конструкции.
И даже если «софт», как и система ЧПУ, отвечают всем современным требованиям, возможности оборудования по-прежнему могут оставаться нераскрытыми — по причине неоптимального составления управляющих программ или нерационального подхода к планированию обработки. Подытоживая вышесказанное, можно сказать, что выдающиеся (или напротив, посредственные) возможности фрезерного станка определяет:
- конструкция узлов и агрегатов;
- качество комплектующих, аккуратная, ответственная сборка;
- общая культура производства и наличие мощной инженерной базы у производителя;
- опыт операторов и обслуживающего персонала, эксплуатирующего станки;
- серьёзная технологическая подготовка фрезеровщиков, владение современными приёмами моделирования техпроцессов.
«Тюнинг» фрезерного станка
Практически каждый владелец производства рано или поздно сталкивается с желанием его расширения. Часто такое «желание» возникает под давлением динамичного рынка, а промедление может нанести серьёзный ущерб: в виде потери прибыли — вплоть до полного банкротства предприятия!
Именно в эти моменты появляется необходимость быстро наладить выпуск новой продукции, ввести дополнительные производственные линии и т. д. Для экономии средств очень привлекательно использовать скрытые ресурсы имеющегося фрезерного оборудования (чем приобретать новое). Некоторый «задел на будущее» следует иметь в виду и перед покупкой фрезерного оборудования — чтобы заранее предвидеть возможности расширения производства.
Основными характеристиками фрезерных станков, влияющих на себестоимость готовых изделий, являются точность обработки и скорость фрезерования (темп производства). Для выявления резервов повышения этих характеристик, следует обратить внимание на следующие системы и элементы фрезерного станка:
- исполнительные электродвигатели (замена шаговых электромоторов сервосистемой или линейными двигателями);
- электромотор шпинделя (расширения диапазона скоростей вращения при сохранении номинальной мощности);
- система охлаждения шпинделя (замена воздушной на водяную; однако чаще всего такая замена невозможна без изменения конструкции шпинделя в целом);
- подвижный рабочий стол при статичном портале (особенно для высокоточных станков с небольшой площадью рабочего стола, рассчитанного на легкие заготовки);
- система полуавтоматической смены инструмента (в качестве дополнительного оборудования хорошая альтернатива штатной и дорогой «полной» автоматике);
- класс точности цанги и гайки цангового патрона шпинделя (как ни странно, замена этих деталей более точными даёт очень приличный выигрыш в скорости и точности обработки!).
Специализированный режущий инструмент
Часто для получения специфических результатов обработки (к примеру, фрезерования пазов «хитрой» формы, или обработки резьбы) простым и логичным шагом является использование специального режущего инструмента. Для современных моделей фрезерных станков с ЧПУ, отличающихся высокой жёсткостью и мощностью шпинделей, используют в основном концевые фрезы — твердосплавные или с алмазным покрытием. Такой инструмент применяют в основном при форсированных режимах обработки. Однако при использовании «умеренных» режимов фрезерования, спектр возможных типов режущего инструмента может быть расширен.
Так, для фрезерной обработки резьб (в том числе длинных, до 40 мм) может использоваться специальная фреза со сменными двусторонними пластинами. В случае необходимости, такие пластины могут использоваться для обработки как левой, так и правой резьбы одинакового шага. Для изготовления пластин используется универсальный износостойкий титано-кобальтовый сплав, предназначенный для работы с резьбой на заготовке из практически любого материала. Большой угол спирали значительно снижает силы резания и позволяет обрабатывать большое количество деталей без ухудшения качества нарезаемой резьбы.
Для осуществления наружных или внутренних зубонарезных операций с использованием двусторонних «резьбовых» пластин разработаны специальные держатели. Конструкция их корпуса оптимизирована под стандартный цанговый зажим (размер цанги — от 8 мм и выше), применяемый для большинства шпинделей. Жёсткость держателя обеспечивает малые собственные вибрации и позволяет вести обработку резьбы при больших скоростях и подачах инструмента.