Фрезерные станки, в зависимости от модели, могут выполнять широкий спектр различных задач и если вы задумались о покупке фрезера с ЧПУ, то сначала вам стоит подумать о том, какую именно задачу он должен выполнять, и после выбирать станок уже исходя из необходимых характеристик, функций и элементов комплектации. В этой статье мы поговорим о том, какие существуют фрезерный станки и на что стоит обратить внимание при выборе фрезерного станка в первую очередь.
Какие бывают фрезерные станки?
По типу выполняемой задачи станки бывают различных видов, в качестве примера среди них можно выделить следующие: высокоскоростное оборудования, предназначенное для быстрой резки и раскроя различных материалов, фрезерно-гравировальное оборудования с большим рабочим полем для работы с крупными древесными плитами, фрезерные граверы с возможностью поворота по 4-м осям в процессе работы, фрезеры по камню, используемые для создания памятников, многоосевые фрезерные станки и т.д.
По размеру фрезерные станки можно разделить на:
- Напольные – средние и крупные фрезерные станки, представляющие собой полноценное рабочее место с неподвижным столом. Такие станки обладают возможностью работать, как и с небольшими, так и с более крупными изделиями, например предметами мебели. Напольные станки с широким рабочем полем могут выполнять большее количество задач за один проход, чем более компактные альтернативы, поэтому хорошо подходят для бизнеса, где требуется либо большое количество выпускаемой продукции, либо работа с объектами большой ширины;
- Настольные – менее требовательное к бюджету и наличию свободного пространства на рабочем месте компактное оборудование, которое можно легко уместить практически на любом рабочем столе. Настольные станки хорошо подходят, как и для небольшого или среднего бизнеса с штучным производством продукции, так и для хобби. Несмотря на их относительно небольшой размер, с их помощью можно создавать большое количество различных вещей – от небольших коробочек и сувениров, до различных предметов интерьера. У некоторых моделей возможно перемещение рабочего стола во время работы.
По типу обрабатываемого материала встречаются, как и узконаправленные станки, предназначенные для работы лишь с одним материалом (станки по дереву, камню или металлу), так и более универсальные, подходящие для обработки дерева, металлов, пластика, гипса, оргстекла, различных каменных пород и т.д. Тип обрабатываемых материалов будет указан в характеристиках станка.
Важные характеристики
- Рабочее поле – как и упоминалось выше, от размера рабочего стола будет зависеть то, с материалами каких габаритов сможет работать ваш станок. Для небольшого бизнеса или хобби, где вы не будете фрезеровать особо крупные изделия, вам хорошо подойдёт недорогой настольный фрезер или станок с небольшим размером рабочего поля. Такое оборудование не будет занимать много места, и в основном способно хорошо справляться с поставленной задачей. Если вы собираетесь фрезеровать более крупные заготовки или несколько экземпляров продукции за один проход, то вам стоит обратить внимание на напольный фрезерный станок с широким рабочим полем;
- Жёсткость конструкции – не самый очевидный, но от того не менее важный критерий выбора станка. Недостаточная жесткость конструкции приведёт к вибрациям станка во время работы, результатом чего станет сниженная производительность и точность обработки, а также быстрый износ режущего инструмента и станка в целом. В основном этот параметр важен при выборе фрезера для обработки таких твёрдых материалов, как металл или камень. Жесткость станка зависит от конструкции и качества сборки станка и при выборе стоит обратить внимание на количество болтов в соединениях (чем меньше, тем лучше). Если продавец может заранее продемонстрировать работу станка, то обратите внимание на наличие вибраций при его работе – они должны быть минимальными;
- Точность работы – когда мы говорим о точности работы фрезерного станка, мы имеем ввиду следующие параметры – точность позиционирования и базовая точность. От первого параметра зависит то, с какой точностью рабочая головки станка перемещается в заданные программой координаты (может существовать небольшая погрешность). Этот параметр должен быть равен около 0,05 мм и менее, но на него также может повлиять температура, точность направляющих, шаговые двигатели. Базовая точность или повторяемость – это параметр, указывающий на то, с какой точностью рабочая головка сможет перемещаться в одну и ту же точку, при повторении одной операции. Станок с хорошим показателем базовой точности позволяет максимально минимизировать геометрические погрешности, связанные с вышеупомянутыми факторами. Для хорошей точности работы фрезерного станка этот параметр должен составлять 0,05 мм и менее.
Важные параметры комплектации
- Шпиндель - компактный электродвигатель, позволяющий прочно зафиксировать режущий инструмент (фрезу) со всех сторон с помощью патрона с цанговым зажимом. Основными характеристиками шпинделя являются мощность и частота вращения. От мощности будет зависеть скорость обработки и максимальная толщина материала, пригодного для целесообразной обработки. У настольных фрезерных станков мощность шпинделя обычно не особо большая и скорее всего будет находится в рамках от 0,8 кВт до 2,2 кВт. Напольный фрезерный станок может быть оснащён, как и шпинделем малой мощности, так и высокомощным шпинделем. Мощности 0,8 кВт хватит для фрезеровки листовой фанеры и создания небольших изделий (картин, икон, медалей и т.д). Для производства мебели, раскроя толстых заготовок или обработки металлов понадобится мощность шпинделя побольше. Например, для твёрдой древесины и лёгких металлов подойдёт шпиндель мощностью от 1,5 кВт и выше, для обработки камня – 3 кВт и выше. На частоту оборотов стоит обратить внимание вкупе с мощностью, дабы определить доступный ассортимент пригодных для обработки на данном станке материалов;
- Охлаждение шпинделя – из-за быстрого нагревания при работе шпиндель нуждается в постоянном охлаждении. Существуют водяные и воздушные системы охлаждения шпинделя. Для охлаждения с помощью циркуляции воды можно применять чиллер или помпу. Данный вид охлаждения является бесшумным и довольно надёжным. Из недостатков данного типа охлаждения можно выделить наличие отдельного резервуара для охлаждающей жидкости. Воздушное охлаждение происходит при помощи вентилятора или крыльчатки на валу электродвигателя и является более простым и компактным, но более склонным к частому загрязнению способом охлаждения;
- Направляющие – данный элемент оказывает влияние на точность обработки и жёсткость конструкции станка. Существуют направляющие следующих типов: круглые рельсовые (часто входят в комплектацию более бюджетных станков) и прямоугольные профильные рельсовые (направляющие высокого качества, позволяющие обеспечить высокую точность обработки);
- Двигатели – нужны для перемещения портала станка. Встречаются шаговые двигатели и сервоприводы. Шаговые двигатели отличаются простотой эксплуатации и относительно небольшой ценой, но являются шумными и могут не подходить для высокой скорости обработки. Сервоприводы являются более точным и надёжным вариантом, а также отличаются большей скоростью перемещения и разгона. Выбирать двигатели стоит, ориентируясь на размер рабочего поля фрезерного станка, ведь сервоприводы помогают сохранить точность обработки фрезерным станкам с широким рабочем полем;
- Фрезы - режущий инструмент фрезерного станка. Подбирать подходящую фрезу стоит исходя от типа и толщины материала, который вы собираетесь фрезеровать. Материалом режущей части фрезы обычно является быстрорежущая сталь, минералокерамика, металлокерамика, твёрдый сплав или алмаз (алмазная крошка). В основном встречаются следующие виды фрез:
1) Спиральная фреза – фрезы с одной или несколькими кромками, убирающие стружку с помощью вертикальных движений вверх и вниз. Спиральные фрезы с несколькими кромками являются более жёсткими и применяются для работы с металлами. Однозаходные фрезы используются при обработке лёгких металлов, древесины, акрила и т.д. Если у спиральной фрезы присутствует полусферический наконечник, то при работе он оставит небольшие «лесенки»;
2) Рашпильная фреза (также часто именуемая «кукурузой») – отличается большим количеством режущих кромок и используется для обработки металлов, пластмассы, текстолита, стеклотекстолита, фанеры и т.д. Хорошо подходит для слоистых и ворсистых материалов. При работе с некоторыми материалами стружка остаётся в виде некрупной пыли;
3) Прямая фреза - отличается прямой режущей кромкой и служит для выполнения прямых пазов. Стружка при обработке остаётся в поле реза. Хорошо подходит для раскроя дерева, оргстекла и ПВХ;
4) Граверная фреза – фреза, используемая для вырезания различных неглубоких рисунков и надписей. Является довольно хрупким инструментом и может быстро сломаться, если использовать её под небольшим углом;
5) Алмазная фреза – фреза, поверхность которой покрыта алмазной крошкой. В зависимости от толщины покрытия может оказаться либо довольно долговечным инструментом, либо «на один раз». Подходят для обработки множества различных материалов.
О чём ещё стоит знать?
- Централизованная система смазки – её наличие значительно сэкономит вам время, затрачиваемое на смазку направляющих и подшипников. Обычно автоматическая централизованная система смазки встречается у станков с рабочим полем от 1200 х 1200 мм;
- Система управления – в основном встречаются системы управления NC Studio, Rich Auto и Syntec. От них зависит набор функций станка и простота управления станком. Управляющая программа задаёт координаты передвижения фрезы, позволяет настраивать работу шпинделя, а также скорость движения режущего инструмента;
- Программное обеспечение - существует 2D и 3D фрезеровка и в зависимости от её вида используется разное программное обеспечение для создания макета. Макеты для 2D фрезеровки чаще всего создаются в CorelDraw или AutoCAD. Для 3D фрезеровки макеты создают в 3ds Max или Solidworks. В процессе 3D фрезеровки режущий инструмент движется по двум плоскостям и меняет свою высоту;
- Тип смены инструмента – смена инструмента может быть ручной, полуавтоматической и автоматической. Если при обработке возникает необходимость работать с разными слоями определёнными инструментами, то вам понадобится в процессе менять режущий инструмент (например, один инструмент для снятия слоя древесины, другой – для нанесения рисунка). При наличии автоматической смены инструмента этот процесс значительно облегчается, ведь всё, что вам понадобится для этого сделать, это указать необходимые фрезы в программе перед обработкой.
Многошпиндельные фрезерные станки также справляются с этой проблемой «на ура»;- Способ крепления заготовки – заготовки можно закреплять с помощью вакуумного стола, с помощью стола с T-образными пазами или с помощью магнитов. В первом случае заготовка закрепляется с помощью вакуумного насоса. Лучше всего этот способ подходит для больших и плоских заготовок. Для деревянных плит хорошо подойдёт и стол с T-образными пазами;
- Тип механической передачи – наибольшей популярностью пользуются шарико-винтовая и зубчатая передача. Шарико-винтовая передача (ШВП) является более точным вариантом, но работает на меньших скоростях, к тому же при большом размере рабочего поля возрастает вероятность прогиба при работе станка. Поэтому целесообразнее устанавливать шарико-винтовую передачу на станки с небольшим рабочим полем (до 1200 x 1200 мм) и при необходимости работы на больших скоростях лучше подобрать ШВП потолще. Зубчатая передача отличается долговечностью, высокой надёжностью, точностью и возможностью работать на высоких скоростях, но не применяется на станках с сервоприводами;
- Система удаления стружки – после фрезеровки больших изделий может оставаться очень много мелкой пыли и стружки, поэтому для облегчения чистки станка можно установить особый мешок, всасывающий пыль и стружку. При работе с некоторыми материалами (например стеклотекстолит) необходимо устанавливать пылесос с качественными фильтрами, дабы избежать вреда здоровью.
Подведём итоги
Выбирая фрезерный станок обязательно уточните вышеперечисленные пункты у продавца и внимательно ознакомьтесь с характеристиками модели и её комплектацией. Вы должны удостовериться, что данный станок сможет выполнять поставленные вами задачи и работать с нужным материалом. Если перед покупкой можно будет попросить провести демонстрацию работы оборудования – это уже отдельный плюс. Надеемся, что данная статья поможет вам выбрать максимально подходящий вам фрезерный станок и напоследок мы пожелаем вам успехов в бизнесе!
