Тел. +38(097) 555 4000, +38(048)787-68-78

ООО "ИнСтанкоСервис" |

Одесса, пер. Чапаева, 5
| info.cnc@ukr.net

 

 
 

Шпиндель для станка с ЧПУ


HSD_45kw

Производитель: HSD (Италия)
Мощность: 4.5 кВт, 
18 000 об/мин,
ER32, 380В, 300Гц
  Цена: € 1400 

 

Наши партнеры

hiwin
lnc_logo
osai
estun

fullingmotors
HSD_logo

Классификация

PDF Печать E-mail

Классификация легких фрезерных станков с ЧПУ.

 

 

  1. Основные классы фрезерных станков с ЧПУ

  2. Металлообрабатывающие центры и спец. станки

  3. Металлообрабатывающие фрезерные станки с ЧПУ

  4. Легкие фрезерные станки с ЧПУ

  5. Хобби ЧПУ

  • Металлообрабатывающие центры и спец. станки - высокопроизводительное оборудование, рассчитанное на продолжительную работу в автономном режиме. Отличительные особенности: агрегатная конструкция, автоматическая смена заготовок, автоматическая смена инструмента, автоматический контроль инструмента, самодиагностика, обработка с пяти сторон и т.п. Для спец. станков характерна малая номенклатура типов изделий, при наивысшей производительности.

  • Металлообрабатывающие фрезерные станки с ЧПУ – станки, рассчитанные для работы в металлообрабатывающих цехах, для жестких условий эксплуатации и тяжелых работ (высокие нагрузки, высокая жесткость и точность, литая чугунная конструкция, масса от 3 тонн и т.п.)

  • Легкие фрезерные станки с ЧПУ – предназначены для средних и легких условий эксплуатации. Основные работы для данной категории станков – это деревообработка, рекламно-сувенирное производство, полиграфия, инструментальное производство, изготовление небольших штампов и пресс-форм.

  • Хобби ЧПУ – предназначены в основном для учебно-развлекательных целей. Отличительные особенности – легкая каркасная конструкция (чаще всего алюминиевая, но бывает пластмассовая и даже деревянная!), дешевые ходовые винты и направляющие, низкая стоимость.

Также, современные фрезерные станки можно разделить на две группы:

  • Для классического фрезерования (для силового фрезерования). Данное направление отличается относительно низкой рабочей подачей, в сочетании с большим съемом материала.

  • Для высокоскоростного фрезерования - HSM(High SpeedMilling). HSM – современная технология металлообработки, суть данного направления заключается в очень быстрой рабочей подаче инструмента, в сочетании с небольшим съемом материала.

Полная классификация фрезерных станков с ЧПУ – это не тривиальная задача, потому, что ассортимент такого оборудования, представленного на мировом рынке, просто огромен! И для каждого класса станков свои подходы к классификации.

В данной статье не будут классифицироваться станки всех групп, а будут более подробно рассмотрены только фрезерные станки с ЧПУ, относящиеся к группе легких станков.

Классификация легких фрезерных станков с ЧПУ.

Занесение фрезерного станка с ЧПУ в данную категорию производится не на основании его массы, а на основании его назначения.

Для того чтобы выбрать станок для начала необходимо определиться в общих характеристиках станка: формат, выполняемые работы, точность, ресурс (надежность). А затем, уже на основании сравнительных характеристик можно подобрать модель, наиболее подходящую для вашего производства.

Формат:

  • Микроформатные до 200х300 мм

  • Малоформатные до 600х450 мм

  • среднеформатные до 1000х800 мм

  • широкоформатные до 2750х1500 мм

  • крупноформатные 2750х1500 мм и более

Выполняемые работы:

  • Сверхлегкие: фрезеровка воска, пенопласта, тонкая гравировка пластиков.

  • Легкие: порезка пластиков (ПВХ до 20 мм, акрил до 8 мм), обработка МДФ, глубокая гравировка пластиков.

  • Средние: ДСП, гравировка мягких металлов (латунь, цинк, дюраль), деревянный щит до 20 мм, акрил до 20 мм

  • Тяжелые:деревянный щит до 50 мм, акрил до 30 мм

  • Сверхтяжелые:фрезеровка стали, камня, стекла.

Точность:

  • Низкая

  • Средняя

  • Высокая

Ресурс

  • Низкий

  • Средний

  • Высокий

Список основных характеристик легких фрезерных станков с ЧПУ:

Для каждой характеристики даны различные варианты данного параметра и краткиесравнительные характеристики для каждого варианта. Абсолютные значения характеристик не указываются, потому, что для большинства потребителей данного оборудования они малоинформативны. Более информативным является сравнительная оценка характеристики, типа - низкая, средняя, высокая.

1. Тип направляющих

Скольжения

  • вал и бронзовая втулка- низкая и средняя нагрузочная способность, необходимость в периодической регулировке, низкая стоимость

  • вал и пластмассовая втулка - низкая нагрузочная способность, необходимость в периодической регулировке, дешевые изнашивающиеся детали, низкая стоимость

  •  

    “ласточкин хвост” - высокая жесткость, высокая ударная стойкость, хорошо выдерживают высокие нагрузки, необходимость в периодической регулировке.

  • призматические - тоже, что и для “ласточкина хвоста”

  • др.

Направляющие скольжения с валом и бронзовой либо пластиковой втулкой в основном используются в недорогих фрезерных станках с ЧПУ нижнего класса, для легких и сверхлегких работ. Призматические направляющие и направляющие типа “ласточкин хвост” используются в основном в металлообрабатывающем оборудовании, для тяжелых работ.

Качения

  • Ролики, катящиеся по валу либо по планке - низкая жесткость и точность, низкая стоимость, необходимость в периодической регулировке. Используются в станках низкого класса.

  • Штанговые (вал и линейный подшипник) - средняяжесткость и точность,средняя стоимость. Используются в станках среднего класса.

  • Рельсовые (рельса и каретка) - высокая жесткость, точность, износостойкость, высокая нагрузочная способность, нет необходимости в регулировке, большой ресурс, высокая стоимость, высокие требования к монтажу.Используются в станках высокого класса.

Основное отличие направляющих качения от направляющих скольжения в том, что в направляющих скольжения, контактирующие базовые поверхности направляющих скользят друг по другу, а в направляющих качения базовые поверхности не скользят друг по другу, а между ними перекатываются шарики либо ролики, что значительно снижает потери на трение, повышает точность и повышает ресурс направляющих, но при этом значительно повышаются требования к их изготовлению, и соответственно, значительно повышается их стоимость.

  • Аэростатические - Наименьшие потери на трение, низкая жесткость, средняя стоимость, необходимость в постоянной подаче сжатого воздуха. Направляющие данного типа в основном используются в легких и сверхлегких высокоскоростных станках (станки для сверловки печатных плат, лазерные станки). В классических легких фрезерных станках, из-за низкой жесткости практически не используются.

  • Гидростатические - Высокая точность, высокая жесткость, весьма низкие потери на скольжение, высокая плавность перемещений, высокий ресурс, высокая сложность и высокая стоимость. Направляющие данного типа в основном используются в тяжелом высокоточном металлообрабатывающем оборудовании высшего класса. Из-за весьма высокой стоимости в легких станках не используется.

Принцип действия аэро- и гидростатических направляющих похож на работу направляющих скольжения, но у них, в зону контакта под давлением подается рабочая среда (воздух либо масло), в результате чего базовые поверхности отодвигаются друг от друга (всплывают), вследствие чего, исключается их механический контакт и достигается очень низкое трение, а также отсутствие рывков при страгивании

2. Тип привода

  • Шарико-винтовая передача качения - высокая точность, высокая жесткость, низкие потери на трение, высокая износостойкость, большой ресурс, высокая стоимость. Используются в современных станках повышенной и высокой точности.

  • Винт-гайка скольжения - точность от низкой до высокой, жесткость от средней до высокой, высокие потери на трение, износостойкость от низкой до средней, ресурс от низкого до среднего, необходимость в периодической регулировке, стоимость от низкой до высокой. Такой большой разброс по параметрам вследствие различного качества изготовления винтов.

  • Рейка - точность от низкой до средней, жесткость средняя, износостойкость низкая, низкий рабочий ресурс, высокая скорость перемещения, необходимость в периодической замене, стоимость от средней до высокой. Используется в станках, где требуются повышенные скорости перемещений, и нет высоких требований по точности.

  • Зубчатый ремень - точность средняя, жесткость низкая, износостойкость средняя, рабочий ресурс от среднего до высокого, высокая скорость перемещений, низкая стоимость, простота замены.Используется в основном в фрезерном оборудовании для сверх легких работ, иногда для легких работ.

3. Материал конструкции

  • Чугунное литье - высокая жесткость, высокая геометрическая стабильность, большая масса и как следствие - отличное подавление вибраций, неизбежно возникающих в процессе фрезеровки, высокая стоимость. Используется для изготовления всех элементов станков высокого класса.

  • Сталь сварная - характеристики ниже, чем у чугунного литья, средняя стоимость. Используется в большинстве легких фрезерных станков с ЧПУ среднего класса.

  • Алюминиевый профиль - низкая жесткость, легкость и как следствие - плохое подавление вибраций, неизбежно возникающих в процессе фрезеровки, простота сборки, средняя стоимость. Используется в основном при изготовлении простых недорогих станков.

4. Конструкция

  • Подвижный стол - наибольшая жесткость конструкции, сравнительно большие габариты, повышенная стоимость. Используется при высоких требованиях к точности и жесткости, для обработки твердых материалов.

  • Подвижный портал - средняя жесткость, возможен эффект рыскания. Данная конструкция применяется в большинстве современных легких фрезерных станках с ЧПУ.

  • Подвижный портал, двухприводныйвысокая жесткость, исключен эффект рыскания, возможный в одноприводном портале. Данная конструкция применяется влегких фрезерных станках с ЧПУ.

  • Консоль - средняя жесткость, удобный доступ к обрабатываемому материалу. Применяется в основном в конструкции микроформатных станков общего назначения и довольно часто применяется в конструкции больших деревообрабатывающих фрезерных станков с ЧПУ.

5. Тип приводного двигателя

  • Бесколлекторный сервопривод (BLDC) - высокие скоростные показатели, точность от средней до высокой, динамическая точность зависит от типа серводвигателя, у хороших серводвигателей довольно высокая стоимость. Хорошие серводвигатели данного типа, в сочетании с шарико-винтовыми передачами, применяются в станках высокого класса.

  • Коллекторный сервопривод (BDC) - средние и высокие скоростные показатели, низкая динамическая точность, необходимость в периодической замене щеток, низкая стоимость. Используется в станках, среднего класса, где требуются повышенные скорости перемещений, и нет высоких требований по точности.

  • Шаговый двигатель - средние скоростные показатели, высокая динамическая точность, высокая надежность, средняя стоимость. Благодаря высокой надежности и высокой динамической точности применяются во многих фрезерных станках с ЧПУ всех классов.

  • Линейный двигатель - высокая скорость, максимальное ускорение (до 15g, и более!), высокая точность (при соответствующей комплектации), для качественных линейных двигателей весьма высокая стоимость, низкая крутильная жесткость (при отсутствии дополнительных направляющих). В основном используются в системах высокоскоростного прецизионного позиционирования. Во фрезерных станках, из-за низкой жесткости, используются довольно редко, в основном для сверхлегких и легких работ.

В последнее время, с появлением линейных двигателей с высокими тяговыми показателями (на редкоземельных магнитах) их все более широко применяют в станках для высокоскоростного фрезерования (HSM). Для HSM не требуются очень высокие показатели по жесткости ввиду малого объема снимаемого материала за один проход и соответственно низких боковых нагрузок на рабочий инструмент, но при этом предъявляются весьма высокие требования к динамике станка, что вполне удовлетворяют линейные приводы на редкоземельных магнитах.

Сравнение шаговых и серводвигателей здесь.

6.Число одновременно управляемых координат

  • 2.5- одновременное перемещение по трем координатам невозможно, а возможно перемещение либо только по XY, либо только по Z. Используются для гравировки, порезки листовых материалов, для координатной сверловки, иногда для плоскорельефной резьбы, низкая стоимость.

  • 3 - возможно одновременное перемещение по всем трем координатам. Фрезерные станки данного класса используются практически для всех видов работ.

  • 3D (2.5D) + поворотная ось - на обычный 3D(2.5D) станок устанавливается дополнительная поворотная ось (обычно вдоль оси X), при этом отключается одна из линейных осей (обычно ось Y) и вместо неё управление производится поворотной осью. Данные станки используются для обработки простых изделий, у которых ось вращения находится внутри тела обрабатываемого изделия (гравировка на валах, кольцах, простые балясины и т.п.).

  • 4D - специальные станки, обычно имеющие три линейные оси и одну поворотную ось (либо наклонную) и рабочие перемещения могут производиться одновременно по всем четырем координатам. Данные станки используют для изготовления сложных изделий (фигурные мебельные ножки, ручки, элементы перилл и т.п.), которые технологически невозможно получить на станках предыдущего класса.

  • Примечание: некоторые станки предыдущего класса могут производить рабочие перемещения одновременно по всем четырем координатам (X,Y,Z и поворотная ось), такие станки могут, с некоторыми ограничениями, производить обработку изделий такой же сложности, как и на 4D станках.

  • 5D- Станки данного класса кроме классического перемещения по XYZ, еще имеют возможность наклонять шпиндель в двух взаимоперпендикулярных плоскостях (в общем случае). Все современные станки данного класса способны совершать перемещение одновременно по всем 5-ти координатам. Применяются при обработке сложных форм с поднутрениями, форм имеющих винтовые поверхности и т.п. Ранее выпускались станки данного класса, у которых одновременное перемещение по всем осям было невозможно, в связи с чем, применение подобных станков весьма ограничено.

7. Длина буфера "LookAhead" - буфер "LookAhead” предназначен для повышения качества обработанной поверхности и для повышения скорости обработки. Используется во всех современных станках. Длина буфера очень важный параметр при обработке сложных изделий, особенно при 3D и 5D обработке.
Подробное описание данной технологии можно получить здесь.

8.Зона обработки

9.Поставляемое в комплекте программное обеспечение.

10.Простота освоения.

11.Точность позиционирования - Данный параметр отображает точность попадания в конечную точку при перемещении рабочего инструмента. Отклонение от расчетного пути (динамическая точность – см. ниже) при этом не учитывается.

12.Динамическая точность - точность воспроизведения траектории. Данный параметр отражает максимальное отклонение получаемой траектории движения инструмента от необходимой траектории. Для некоторых типов приводов при повышении скорости обработки ухудшается динамическая точность, что сразу отражается на качестве обработки – появляются недорезы либо зарезы, и ухудшается качество полученной поверхности. Системы с высокой динамической точностью отличаются высоким качеством получаемой поверхности. На динамическую точность влияет тип привода, конструкция станка, тип примененных комплектующих.

13. Дискретность перемещения - Минимальный шаг станка. Все современные станки с ЧПУ производят перемещения по осям, с определенным шагом, в своеобразной сетке. Если представить рабочее поле станка как сетку с очень мелкой клеточкой, то перемещения по осям станка производятся только по клеточкам данной сетки и меньший шаг сделать невозможно. Размер этой клеточки и есть дискретность перемещения. Данный параметр влияет на точность станка и на качество получаемой поверхности.

14. Повторяемость - Данный параметр показывает - насколько отличаются две траектории перемещения инструмента, отработанные последовательно, при одинаковых настройках перемещения.

15. Крепление материала

  • Т-слоты и прижимы - простота монтажа, но невозможно обработать изделие по периметру с одной установки.

  • Вакуумные площадки - простота монтажа, высокие требования к поверхности удерживаемой заготовки. Не возможно удержание изделий с отверстиями.

  • Вакуумный стол - удобен при раскрое относительно больших заготовок, мелкие детали вакуумный стол не удержит. Высокая стоимость, высокое энергопотребление.

  • Пневмо-(гидро-) прижимы - высокая надежность удержания заготовки, высокое быстродействие, возможна обработка заготовки по периметру (но не на всю толщину).

  • Двухсторонний скотч - простота монтажа, высокая стоимость расходных материалов, для некоторых материалов единственный реально возможный способ крепления, например при вырезании мелких изделий из тонкого пластика.

Существуют и другие технологии монтажа (приклеивание, припаивание, прикручивание и т.п.), но они используются довольно редко.

Выше был приведен перечень основных характеристик, важных для легких фрезерных станков с ЧПУ. Данный список не полный, но вполне отражает все основные особенности современных станков данной категории.

 

 

Copyright © 2007-2010. “ИнСтанкоСервис”

Всякое использование данного текста, коммерческое и некоммерческое, полностью или частично, с изменениями и без изменений, разрешено только со ссылкой на первоисточник: www.instankoservis.ua, с обязательным дублированием данного соглашения об авторских правах.