Фрезерные станки по металлу

Станок с ЧПУ своими руками

Функциональная схема станка с ЧПУ.

Итак, как сделать данное устройство? Чтобы изготовить станок ЧПУ своими руками, необходимо потратить время на разработку проекта, а также ознакомиться с существующими заводскими моделями. Следуя этим первым и самым простым правилам, удастся избежать самых распространенных ошибок.

Стоит отметить, что фрезеровочный ЧПУ станок – технически сложное устройство с электронными элементами. Из-за этого многие люди полагают, что его невозможно сделать вручную.

Конечно же, данное мнение ошибочно. Однако необходимо иметь в виду, что для сборки понадобится не только чертеж, но и определенный комплект инструментов и деталей. Например, понадобится шаговый двигатель, который можно взять из принтера и т.д.

Следует также учитывать необходимость определенных финансовых и временных затрат. Если подобные проблемы не страшны, тогда изготовить доступный по стоимости и эффективный агрегат с координатным позиционированием режущего инструмента для обработки металла или дерева не составит труда.

Схема

Наиболее трудным этапом изготовления станка ЧПУ по металлу и дереву является выбор оптимальной схемы оборудования. Тут все определяется размерами заготовки и степени ее обработки.

Для бытовых целей лучше отдать предпочтение чертежу небольшого устройства с необходимым набором функций.

Одним из вариантов может быть конструкция, состоящая из двух кареток, которые будут перемещаться в плоскости. Стальные шлифовальные прутки отлично подойдут в качестве основания. На них крепятся каретки.

Также понадобятся ШД и винты с подшипниками качения, чтобы обеспечить трансмиссию. Управление фрезера самодельного станка с ЧПУ будет осуществляться с помощью программы.

Подготовка

Для автоматизации самодельного фрезерного станка с ЧПУ необходимо максимально продумать электронную часть.

Чертеж самодельного станка.

Ее можно разделить на несколько элементов:

• блок питания, обеспечивающий подачу электроэнергии на ШД и контроллер;
• контроллер;
• драйвер, регулирующий работу подвижных частей конструкции.

Затем, чтобы построить самому станок, необходимо подобрать сборочные детали. Лучше всего использовать подручные материалы. Это поможет максимально уменьшить расходы на инструменты, которые вам понадобятся.

Основу обычно делают из дерева, оргстекла или металла

Важно, чтобы во время движения суппортов не возникали колебания. Они приведут к неточной работе аппарата

В связи с этим нужно правильно разработать их конструкцию

В связи с этим нужно правильно разработать их конструкцию.

Вот некоторые советы по выбору деталей:

• в качестве направляющих подойдут прутки диаметром до 12 мм;
• лучшим вариантом для суппорта будет текстолит;
• ШД обычно берут от принтеров;
• блок фиксации фрезы также делается из текстолита.

Инструкция по сборке

После подготовки и выбора деталей можно приступать к сборке фрезеровального агрегата для обработки дерева и металла.

В первую очередь следует еще раз проверить все комплектующие и удостовериться в правильности их размеров.

Схема устройства ЧПУ.

Порядок выполнения действий при сборке выглядит приблизительно следующим образом:

• установка направляющих суппорта, их крепление к боковым поверхностям конструкции;
• притирка суппортов в результате их перемещения до тех пор, пока не удастся добиться плавного хода;
• затяжка болтов;
• установка компонентов на основании устройства;
• закрепление ходовых винтов с муфтами;
• крепление к винтам муфт шаговых двигателей.

Всю электронную составляющую следует расположить в отдельном блоке. Таким образом, вероятность сбоя во время работы будет сведена к минимуму. Подобный вариант размещения электроники можно назвать лучшей конструкцией.

Особенности работы

После того, как самодельный станок с ЧПУ был собран своими руками, можно приступать к испытаниям.

Кинематическая схема работы устройства.

В ПО должны содержаться все необходимые драйверы для контроллеров.

Начинать следует с несложных программ. При первых запусках необходимо следить за каждым проходом фрезы, чтобы убедиться в правильности обработке по ширине и глубине

Особенно важно проконтролировать трехмерные варианты подобных устройств

Классификация фрезерных работ

Как уже упоминалось, в зависимости от используемой фрезы, различают несколько видов фрезерования, а именно:

• Торцевое фрезерование, суть которого состоит в получении определенной формы деталей с помощью торцевой фрезы. Это необходимо в большинстве случаев для вырезания в изделиях подсечек, канавок, окошка, а также “колодец”, канавку и т. д. С её помощью производят обратное фрезерование торца из внутренней части разного плана изделий. Фрезеровка торца нужна для получения деталей более точных габаритов, простоты монтажа и, по сути, срезанные торцы служат для передачи сжимающих усилий.
• Концевые, которые нужны для образований уступов в плоскостях вертикальной или горизонтальной формы.
• Цилиндрические, отличающиеся получением изделий в плоскостях соответствующей фрезой в обратном положении.
• Зубчатое.
• Фасонное, заключающееся в создании фасонных (сферы, эллипсы и пр.) деталей неправильной формы. Это фрезерование при помощи специальных фрез, в результате чего получаются фасонные изделия.

Также распространены в разных направлениях деятельности много других видов фрез, отличающихся многофункциональностью, большими возможностями и точностью в выполнении работ. Используются винтовые канавки для создания зенкер, сверл и другого, отрезной фрезой нарезают различного габарита бруски, к тому же можно получить сложную форму детали криволинейным типом фрезы. Стоит отметить отличие фрезерования двойными дисками, шлицевую лезвию для создания пазов в деталях, а также более сложные формы их. Также можно создать определенную форму при недолгом применении видов фрезерования.

Кроме классификации фрезерования по видам фрез, существует распределение их на вертикальное расположение в станке, горизонтальное и под углом.

Станки для таких работ, в свою очередь, разделяют на механические и лазерные. Существует направление режущего, движущего элемента совместно с изделием, что принято называть попутным типом обработки. Если же навстречу резцу движется изделие, тогда это считается встречная фрезеровка.

Профильное фрезерование деталей как деревянных, так и металлических и пр. Это отличается в изделиях, которые идут выпуклой либо вогнутой формы. В этом случае необходимо тщательно подходить к выбору технологического типа, что зависит в основном от габарита детали и сложности профилирования. Данный вид процесса проходит в три этапа: предварительная грубая и частично чистая фрезеровка, получистая и напоследок окончательная чистая. Часто для получения деталей высокого качества финишную обработку производят с большими подачами, а предыдущие операции выполняют отдельно на разных станках.

Так как для фрезеровки деталей цилиндрическим способом производится при не столь хорошем креплении, чаще всего профильное фрезерование изделий делается торцевым способом. В основном это универсальный способ для многосерийного промышленного изготовления. В этом случае есть возможность воспользоваться несколькими способами фрезерования разных плоских поверхностей. Это использование двух зубил, фрез большого диаметра и нескольких зубил одновременно.

Работа в таком режиме может происходит значительно быстрее и спокойно, в особенности при использовании нескольких фрез сразу, расположенных с разных сторон от изделия. По этой причине фрезерование плоскостей при помощи торцевых фрез, более применяемое в производстве.

Осуществляется фрезерование, помимо этого, также с помощью ионного луча. Это относительно новый и высокотехнологичный процесс, позволяющий удалить максимально точный слой металла. Ионное фрезерование производится под воздействием атома гелия на поверхность, главным условием является контроль напряжения и энергии. Другими словами, сегодня не обязательно полировать или шлифовать детали, это можно сделать на атомном уровне, а на раскаленный металл можно вставлять дополнительные детали.

Обзор производителей

Отечественный

Основной плюс отечественных станков — их доступность. Кроме того, многолетний опыт работы некоторых компаний, позволяет предоставлять на рынке качественный товар, ничем не хуже того, что производят в Германии и Японии.

Домашний мастер

Станки этого производителя качественные и продаются на рынке достаточно давно. Оборудование этой марки часто используют в школьных классах и в небольших мастерских. Такое оборудование способно полностью заменить несколько узконаправленных агрегатов, тем самым происходит экономия средств и сохраняется свободное пространство внутри мастерской.

Умелец

На данном токарном станке можно делать разные виды обработки изделий, выполненных как из металла, так и из пластика или дерева. Аппарат есть в двух вариантах:

1. С приводом подач, фрезеровочным устройством и с узлом для обработки дерева.
2. С ручной продольной отдачей суппорта.

Первый вариант делает возможным выполнение точения и сверления, а второй – точение, фрезеровку, фугование, распилочные и сверлильные работы. Улучшить и расширить функциональность машины можно при помощи дополнительных элементов.

Калибр

Эта компании занимается продажей инструментов с 2001 года. Широкий модельный ряд позволяет выбрать ту модель, в которой есть необходимость. При поломке специалисты компании произведут оперативно диагностику и выявят неисправности, а впоследствии их исправят. Станки представляются по демократичной цене и на многие товары даётся гарантия.

Китай и другие страны

Плохая известность Китая, как производителя некачественных товаров и плагиатов, давно прошла. Теперь он является поставщиком и производителем лучших по характеристикам и качеству товаров в мире.

Optimum

Станки этой марки выпускаются в Германии. Под этой торговой маркой выпускаются не только габаритные токарные станки, но в том числе и миниатюрные, которые известны и высоко ценятся многими специалистами по всей Европе. Самыми известными моделями являются D140x250, D210x400, D250x550. На них установлена система ЧПУ.

Корвет

Эта компания предоставляет товар по низким ценам. Многие клиенты отмечают хорошее качество предоставляемого товара. С 2009 года ведется продажа станков. Станки имеются, как крупногабаритные, так и малогабаритные. При оптовой продаже для предприятия, делается большая скидка.

JET

Настольные токарные станки этой торговой марки продаются на рынке уже более 50 лет. Их производит швейцарская компания JET, которая стала очень популярна среди домашних мастеров и умельцев. Несмотря на то, что в данный момент часть узлов изготавливается на базе Китая, их качество не ухудшается.

Эти агрегаты взывают доверия уже у нескольких поколений пользователей благодаря высокому качеству, точности и эффективности обработки. С ними не возникает проблем при работе, их обслуживание простое. Самыми популярными и покупаемыми считаются модели: BD-3, BD-7, BD-8A.

Proma

На рынке компания уже 20 лет. Продаются все виды станков, в том числе и на заказ. Продукция компании постоянно совершенствуется и модернизируется, учитывая потребности и запросы потребителей.

DIY

Настольный агрегат этой компании представляет собой компактное токарное устройство, которое производится по единой технической документации несколькими китайскими производителями.

Stalex

Компания ориентируется на продаже и сервисном обслуживании металлообрабатывающего оборудования. Весь товар всегда есть в наличии, что отмечают многочисленные покупатели.

Zenitech

Компания занимается продажей в основном крупногабаритных станков, но есть и несколько моделей станков небольших размеров. Всегда работает горячая линия, позвонив по которой можно задать интересующие вопросы и уточнить все нюансы.

FDB MASCHINEN TURNER

Многих покупателей отпугивает несколько завышенная цена на товар, представленный этой компанией. Но все токарные станки высокого качества и с гарантией. Несколько раз в год проводится акция, где скидка может составлять 30,40 и даже 50 процентов.

METALMASTER

Оборудование METALMASTER разрабатывается и постоянно улучшается в сотрудничестве с немецкими техниками-инженерами. Производство станков осуществляется на всемирно известных заводах.

Основные технические характеристики

Достоинства передового оборудования с числовым программным управлением на фоне застарелых моделей неоспоримы

Однако высокая цена подобных станков заставляет уделять особое внимание деталям, чтобы при покупке оборудования исключить вероятность неправильного выбора. Прежде чем окончательно определяться с фрезерным станком стоит ознакомиться с его основными техническими характеристиками. Это в конечном результате поспособствует максимально эффективному использованию фрезера с ЧПУ

Это в конечном результате поспособствует максимально эффективному использованию фрезера с ЧПУ.

Габариты заготовки

Одно из главных условий высококачественной фрезеровки заготовок на установке с ЧПУ — их полная обработка за один заход без переналадки. Подбор оптимально подходящих для целей каждого конкретного производства габаритов рабочего поля фрезерной установки способствует достижению максимальной точности обработки и повышению производительности. В таком случае необходимо учитывать и длину шпиндельного хода; этот показатель влияет на допустимую максимальную толщину обрабатываемой детали.

Портал

На качественную обработку деталей в большой степени влияет материал, из которого изготовлен портал. Установка алюминиевых порталов приводит к снижению общей стоимости всего оборудования. Но при этом цельнолитые чугунные модели способны обеспечить высокую надежность и жесткость конструкции, зачастую в отличие от алюминия.

Шпиндель

Эта часть фрезерного станка стоит недешево, но экономить на ее покупке нет смысла. Разумно будет выбирать шпиндель, способный обеспечить некоторый запас мощности. В идеале он должен быть снабжен охладительной системой. Целесообразным вариантом считается приобретение шпинделя, изготовленного на известном производстве с широкой сетью сервисных центров в вашей стране.

Смена инструмента

В случае, когда на фрезерной установке с ЧПУ планируется выполнять обработку одного типа или схожие виды работ, в частой замене инструмента нет необходимости. Поэтому целесообразно отдать предпочтение моделям, где замена осуществляется вручную.

Когда же при обработке одной заготовки используются разные инструменты, возникает необходимость в приобретении фрезерных станков, оборудованных полуавтоматическим или автоматическим механизмом смены инструмента. Таким образом удастся добиться высокой точности обработки и значительно ускорить производственный процесс за счет сокращения периода исполнения технологической операции.

Пройти тест

Выбираем тип фрезерного станка

Существует достаточно много типов фрезерных станков. Каждый из этих типов станков имеет свои функции, область применения и выбирается для использования в определенном направлении. Для того чтобы выбрать станок по металлу, который необходим для работы небольшого цеха или мастерской, и использовать его с максимальной эффективностью, надо разобраться с их классификацией и уточнить возможности механизма. Работа станка, основана на движении фрезы, специального режущего приспособления, закрепленного на шпинделе. Когда инструмент начинает движение, к нему подается заготовка – с поворотом стола устройства: вручную или в режиме «автомат», с запрограммированным прохождением заготовки под фрезой. В зависимости от типа выбранного станка, можно резать поверхность материала горизонтально, делать в нем «выборку» по схеме чертежа, обрабатывать торцевые части, резать заготовку по спирали или делать в ней надрезы в определенной последовательности, согласно чертежу и размеров. Конструкторами разработано значительное количество модификаций фрезерных станков, применяемых для обработки материалов фрезерованием. Однако, есть перечень наиболее необходимых в производстве, которые считаются основными. Фрезерные станки, в соответствии со способом обработки поверхности изделия, делятся на определенные группы, со своими подгруппами и типами. Самыми популярными типами, являются станки с размещением режущего инструмента горизонтально, вертикально, а также универсальные. Для того чтобы выбрать фрезерный станок, который обеспечит успешную производственную деятельность, надо знать возможности оборудования. При выборе фрезерного станка, следует опираться на следующие показатели:

• мощность, от которой будут зависеть энергопотребление и производительность;
• размер стола, определяющий максимальную длину обрабатываемого изделия;
• скорость вращения шпинделя, от которой зависят возможности станка по материалу, который будет обрабатываться и использование соответствующей оснастки.

Технические характеристики и область применения универсальных машин по металлу

Сохранившаяся со времен СССР классификация станков по области применения подразделяла их на:

1. Универсально-фрезерные, консольного типа, с горизонтально расположенным шпинделем, предназначенные для обработки заготовок малой и средней массы, малых и средних габаритов. Для обработки вертикальных, горизонтальных, фасонных поверхностей, пазов и углов. Выполнение операций, требующих поворота заготовки или винтового её движения, производится в специальных приспособлениях.
2. Широкоуниверсальные фрезерные, консольного типа, для обработки заготовок тех же характеристик по массе и габаритам, с выполнением таких же операций. В отличие от универсальных, в широкоуниверсальных станках имеется вторая шпиндельная головка, смонтированная на выдвижном хоботе, которую можно поворачивать под любым углом к оси Х станка. Независимые приводы позволяют одновременную работу обоими шпинделями. В шпиндель поворотной головки может устанавливаться, кроме фрез, различный инструмент, позволяющий выполнять операции расточки, сверления, зенкерования и др. с одной установки детали на столе.

Не стоявшая на месте техническая эволюция размыла разницу между терминами «универсальный» и «широкоуниверсальный» станок. В настоящее время выпускаются фрезеры с двумя столами, консольным горизонтальным и неподвижным вертикальным, с хоботом, поворачивающимся на 180 градусов вокруг оси Z и механизмом поворота горизонтального стола.

Широко используются устройства цифровой индикации и электронные блокировки. Современный универсальный фрезер для обработки деталей из черных и цветных металлов и их сплавов при мелкосерийном и единичном производстве, имеет такую техническую характеристику:

Параметр	Значение
Наибольшая масса обрабатываемой заготовки, кг	350…1000
Габариты стола, мм: длина	800…1000
ширина	320…500
Конструктивный тип станка	Консольный
Горизонтальный шпиндель	Имеется
Вертикальная поворотная шпиндельная головка	Имеется
Продольное перемещение стола Х, мм	400…600
Поперечное перемещение стола У, мм	320…500
Вертикальное перемещение стола Z, мм	Не менее 400
Класс точности станка	«П» —повышенной точности, или
	«В» —высокой точности.
Наличие второго (вертикального) стола	Не обязательно
Функция поворота хобота	Желательно
Наличие УЦИ	Обязательно
Суммарная мощность приводов станка, кВт	10…15
Масса станка без приспособлений, т	1,4…2,0

Рейтинг универсальных аппаратов

Вертикальный тип фрезеровочного инструмента универсального назначения для выполнения большого количества разнообразных работ по дереву.

Wert EVR 1450E

Характеристики:

• мощность прибора – 1400 Вт;
• заглубление фрезы – 50 мм;
• быстрота вращения – 16-30 тыс. об/мин;
• габариты цанг – 8 мм, 6 мм;
• длина шнура – 2 м;
• масса – 3,1 кг.
• Цена – 3390 р.

Прибор для зенкования, формирования борозд и пазов, шпунтования, профилирования деталей и отделки кромок. Электронная подборка оборотов позволяет достичь высокой точности в работе.

Есть настройка быстроты вращения и глубины фрезерования, револьверный упор, фиксирование шпинделя. Возможно подсоединение пылесоса через патрубок. В комплекте идёт упор, насадка-циркуль.

Преимущества:

• низкая стоимость;
• небольшой вес;
• удобные ручки.

Недостатки:

• люфт направляющих;
• большая погрешность у упора;
• сильный нагрев на высоких оборотах.

BOSCH POF 1200 AE

Характеристики:

• мощность прибора – 1200 Вт;
• скорость вращения – 11-28 тыс. об/мин;
• глубина хода фрезы – 55 мм;
• цанги в комплекте – ¼, 6 мм, 8 мм;
• точная настройка глубины фрезерования;
• замена фрез без ключа;
• масса – 3,4 кг;
• шум – 95 дБ;
• цена – 6980 р.

Бытовой фрезер для создания пазов, канавок, отверстий, оформления кромок. Он оснащён качественной системой удаления пыли. Функция блокирования шпинделя позволяет быстро производить замену фрез.

Преимущества:

• качественная сборка;
• небольшой вес;
• малая шумность;
• возможность монтажа в столешницу.

Недостатки:

• небольшой люфт упора;
• малая мощность.

Bort BOF-2100

Характеристики:

• мощность – 2100 Вт;
• ход фрезы – 60 мм;
• скорость вращения – 8-23 тыс. об/мин;
• размер цанг – 8, 12 мм;
• размер кабеля – 2 м;
• цена – 6349 р.

Устройство для домашнего применения с мощным двигателем и массивным корпусом, оснащено регулятором оборотов, способствующим чистой и ровной отделке поверхности. В комплектацию входит циркуль и направляющая, ключ для фиксации цанги, дополнительные щётки.

Преимущества:

• низкий уровень шума;
• лёгкость применения;
• мощность;
• плавный пуск.

Недостатки:

• большой люфт;
• хлипкая резьба на упоре;
• низкое качество металла.

MILITARY ER1350

Характеристики:

• мощность – 1350 Вт;
• цанги в комплекте – 6 мм, 8 мм;
• скорость вращения – 11-30 тыс. об/мин;
• глубина погружения фрезы – 55 мм;
• вес – 3,6 кг;
• стоимость – 3760 р.

Фрезер для домашних и промышленных целей, фигурной отделки, выборки пазов, вырезания отверстий. Присутствует блокиратор шпинделя, скорость оборотов настраивается в диапазоне от 11 до 30 тыс. об/мин. Совместим с фрезами 6/8 мм.

Преимущества:

• невысокая стоимость;
• лёгкость;
• тихая работа.

Недостатки:

плохое качество деталей.