Для чего используется 3-осевой вертикальный фрезерный станок

3-вертикальный фрезерный станок — это станок с ЧПУ, который перемещает режущий инструмент по трем линейным осям - X, Y и Z, при этом шпиндель удерживает инструмент вертикально, а заготовка остается прижатой к горизонтальному столу. Он режет плоские поверхности, прорези, карманы и просверленные отверстия, врезая вращающийся резак в металл в этих трех направлениях.

Зайдите практически в любой литейный цех в Коимбаторе, Хошимине или Измире, и вы увидите одну и ту же машину в центре ячейки: вертикальный шпиндель, направленный прямо вниз, тиски, прикрепленные к столу, и оператор, наблюдающий, как ось Z- втыкает концевую фрезу диаметром 12 мм в блок стали P20. Эта машина — рабочая лошадка в мире мастерских. Это также наиболее неправильно понимается.

Вот что большинство покупателей ошибаются:они предполагают, что «3-ось» означает станок-низкого уровня с фиксированным шпинделем, который никогда не наклоняется, никогда не вращается и никогда не индексируется. Это предположение стоит им либо денег, либо возможностей. Количество осей ничего не говорит вам о качестве шпинделя, жесткости или разрешении управления — трех факторах, которые на самом деле решают, выйдет ли деталь правильной или выйдет из строя.

Итак, давайте ответим на реальный вопрос, лежащий в основе поиска: что на самом деле делает 3-осный вертикальный фрезерный станок, в чем он выигрывает, в чем проигрывает и как читать технические характеристики, не попадая в заблуждение о неправильной конструкции.

Для чего предназначен 3-осевой вертикально-фрезерный станок

Вертикальная ориентация шпинделя является определяющей чертой. Инструмент опускается сверху, стол перемещает работу по X и Y, а ось Z контролирует глубину. Эта геометрия делает четыре типа работы естественными и эффективными.

· Плоское торцевое фрезерование- торцевая фреза проходит по верхней части блока, создавая опорную поверхность; геометрия дает машине преимущество в жесткости, поскольку сила резания направлена ​​прямо вниз на колонну.

· Прорезание пазов и шпоночных пазов- концевая фреза погружается и перемещается вдоль одной оси, открывая прямой паз; управление Z с замкнутым-контуром поддерживает глубину с повторяемыми допусками без использования пиноли вручную.

· Фрезерование карманов и полостей- контурный карман обтачивается фрезой большего размера и обрабатывается фрезой меньшего размера; контроллер интерполирует стенки кармана по двум осям, в то время как Z понижается в контролируемых слоях.

· Сверление отверстий, растачивание и нарезание резьбы- Точечное сверло, спиральное сверло и нарезание резьбы последовательно под-смещениями длины инструмента, поэтому положение отверстия задается один раз с помощью таблицы и никогда не-отмечается вручную.

Для основы пресс-формы, корпуса редуктора, корпуса клапана или крепежной пластины эти четыре операции охватывают большую часть детали. Машина обрабатывает их одной настройкой вместо четырех.

Почему шпиндель и конструкция имеют большее значение, чем количество осей

Спросите любого инженера инструментального цеха, что отличает станок, который весь день удерживает ±0,02 мм, от станка, который дрейфует к обеду, и ответ никогда не будет «количество осей». Это структурная петля и веретено.

Вертикальный обрабатывающий центр, построенный на литом-железном основании с сильными ребрами, гасит вибрацию еще до того, как она достигнет фрезы. Производители, которые отливают свои собственные отливки и позволяют им состариться перед обработкой -, а не покупают готовые станины на стороне -, контролируют это демпфирование с первой операции. Процесс имеет значение: отливка чугуна, старение для снятия внутреннего напряжения, механическая обработка направляющих, ручная- очистка поверхностей скольжения, затем сборка. Пропустите этап старения, и станина переместится после того, как клиент ее установит, что проявляется в виде конуса в глубоком отверстии через три месяца после начала производства.

Скорость шпинделя определяет, какие материалы практичны:

Шпиндели с ременным-приводом, 6000–8000 об/мин- Высокий крутящий момент-на низких оборотах, идеально подходит для обработки стали, чугуна и тяжелой черновой обработки.

Шпиндели с прямым-приводом, 10 000–12 000 об/мин- Более быстрая смена инструмента, лучшая обработка алюминия, латуни и чистовых проходов.

Высокоскоростные-шпиндели, 15 000 об/мин и выше.- меньшие радиальные нагрузки, подходят для графитовых электродов и чистовой обработки закаленного материала.

Правильный выбор зависит от преобладающего материала заготовки, а не от хвастливости спецификации. Цех, работающий в основном со сталью, ничего не выиграет от шпинделя со скоростью 15 000 об/мин, который он не может загрузить достаточно сильно для использования.

Где 3-осевой фрезерный станок выигрывает, а где нет

3-осевой станок — правильный ответ для деталей, элементы которых доступны с одного направления. В эту категорию попадают призматические детали -блоки, пластины, корпуса с верхними-облицовочными поверхностями. Настройка выполняется быстро, программирование простое, а станок легче поддерживать в допустимых пределах в течение длительного производственного цикла.

Пределом является подрезанная геометрия. 3-осевой станок не может охватить заднюю часть детали без того, чтобы оператор не разжал зажим и не-перефиксировал деталь для второй установки. Каждая дополнительная настройка приводит к ошибке позиционирования, требует дополнительных трудозатрат и увеличивает вероятность несоблюдения жестких допусков. Если на вашем чертеже есть наклонные отверстия, контурные боковые карманы или составные поверхности, вам понадобится либо 4-й-поворотный стол, либо 5-осевой станок, либо вы примете несколько настроек и спланируете набор допусков вокруг них. Это настоящее производственное решение, а не маркетинговое, и поставщик, который не говорит вам прямо, — это поставщик, который на самом деле не эксплуатирует детали.

Практическое правило: если одна грань охватывает 80% или более элементов детали, оставайтесь в трехосном режиме и позвольте оператору завершить остальное во второй операции. Если она покрывает менее половины, оцените поворотный стол, прежде чем оценивать 5-осевой станок.

Что проверить в спецификации перед покупкой

Покупатели, сравнивающие три предложения по одной и той же детали, часто не без причины обнаруживают, что более дешевая машина дешевле. Следующие пункты-технических характеристик отличают машину, созданную для производства, от машины, созданной для брошюры.

· Точность и повторяемость позиционирования в соответствии с указанным стандартом испытаний.Число без стандарта является заявлением, а не спецификацией. Обратите внимание на заявленный метод измерения и, в идеале, на отчет о точности, выдаваемый для каждой машины.

· Источник чугуна-и обработка старением.Отливки, изготовленные собственными силами с документально подтвержденным циклом снятия напряжений-, сохраняют геометрию дольше, чем станины, полученные от сторонних поставщиков, которые поставляются уже обработанными.

· Тип направляющей и очистка.Собранные вручную-направляющие коробки устойчивы к вибрации и выдерживают тяжелые нагрузки; линейные роликовые направляющие работают быстрее, но менее щадят прерывистые резы.

· Марка контроллера и оси-привода.Система управления определяет простоту программирования и доступность-запасных частей. Широко обслуживаемая система управления превосходит собственную систему управления на машине, работающей в две смены.

· Производительность устройства смены инструмента и время смены.В производстве магазин на 16- или 24 инструмента сокращает время, необходимое для обработки, больше, чем немного более быстрый шпиндель.

· Герметизация электрошкафа.Для машин, отправляемых морем во влажный или прибрежный климат, обработка корпуса против-влажности и-солевого-тумана предотвращает отказы платы, которые приводят к остановке машины через два месяца.

Завод, который публикует собственные отчеты о точности и допускает повторную проверку-третьей-стороны, сообщает вам то, о чем не сообщается в брошюре.

Как эти машины используются в разных отраслях

Один и тот же 3-осевой вертикальный станок используется во всех отраслях промышленности, поскольку детали, которые он производит, — это детали, необходимые почти для каждого продукта.

· Цехи пресс-форм и штампов- блоки полостей фрезерования, ползунки и заготовки электродов перед электроэрозионной обработкой.

· Производство автозапчастей- обработка кронштейнов, корпусов и крепежных пластин для сборочных линий.

· Общие машины и оборудование- нарезание шпоночных пазов, пазов и отверстий на валах и пластинах.

· Инженерно-технические школы- обучение G-коду и настройке на машине, движения которой напрямую связаны с системой координат, указанной в учебнике.

Общая резьба – это часть, определяемая плоскими гранями и доступными сверху-элементами. Именно с такой геометрией трехосный станок справляется лучше всего, поэтому он остается первым фрезерным станком с ЧПУ в большинстве цехов и самым загруженным станком в большинстве цехов.