На протяжении всей истории человечество развивалось и улучшало условия жизни и быта за счет усовершенствования орудий труда, инструментов, механизмов и машин.

Прорывным веком в плане новых технических разработок и научно-технического прогресса можно считать XX век. Две мировые войны и гонка вооружений между ведущими мировыми державами подтолкнуло человечество к новым открытиям и созданию новой техники.

4-h-osevoj-stan

История разработки с создания

С развитием авиационной, ракетостроительной, подводной и сложной военной техники возникла необходимость в автоматизации производства для изготовления сложных деталей. Эти задачи подтолкнули человечество к разработке сложных фрезерных станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Страной, в которой впервые был изобретен фрезерный станок с ЧПУ, является США. Первопроходцем и изобретателем в этой отрасли был Джон Пэрсонс. Он работал инженером в компании, которая занималась производством лопастей, пропеллеров и прочих деталей, и элементов вертолетов.

Пэрсонс первый запатентовал идею создания фрезерного станка, который мог бы обрабатывать детали для вертолетостроения при помощи программы, которая выполнялась бы путем считывания станком информации с перфокарт. Разработками Пэрсонса заинтересовалось министерство обороны США и начало финансирование создания и внедрения фрезерных станков с ЧПУ.

СПРАВКА! Уже в 1954 году американская корпорация Bendix Corp создала первый фрезерный станок с ЧПУ. А в 1955 году станки с ЧПУ стали широко внедряться в производство для изготовления сложных деталей для военной, авиационной и ракетостроительной техники.

Исполняющие программы для первых станков с ЧПУ считывались со специальных перфолент. Это было довольно неудобно и создавало проблемы с совместимостью разных агрегатов с ЧПУ. Для решения этих задач в 1958 году был создан язык программирования АРТ, а в 1960-х – язык G-code. Также были созданы долговечные режущие элементы из новых материалов.

В СССР фрезерные станки с ЧПУ стали применять только в 1980-х годах. Новым импульсом в развитии станков с ЧПУ стало развитие микропроцессорной техники в 1990-х годах. Этот фактор позволяет усовершенствовать фрезерные станки с ЧПУ и сегодня.

4-h-osevoj-stan3

Преимущества и недостатки

4-х осевой фрезерный станок в сравнении с обычным фрезером обладает следующими преимуществами:

  • выполнение фрезеровочных работ с ювелирной точностью, что невозможно на обычных электрифицированных фрезеровочных машинах;
  • производство больших объемов продукции, не теряя при этом качество;
  • станок способен обрабатывать даже очень хрупкие материалы, такие как, заготовки из различных видов камня и стекла;
  • процесс фрезерования осуществляется в автоматическом режиме после ввода программы в процессор 4-х осевого фрезера. Это уменьшает трудозатраты персонала и повышает безопасность труда;
  • на 4-х осевом агрегате с ЧПУ расположено большое количество датчиков и предохранительных устройств, что обеспечивает защиту машины от перегрузок и от ошибок персонала;
  • рабочий орган 4-х осевого фрезера обладает четырьмя степенями свободы. Шпиндель движется по трем осям и может вращаться рабочий стол вокруг своей вертикальной оси;
  • управление всеми рабочими органами станка управляет микропроцессор и система ЧПУ;
  • механизмы и рабочие органы агрегата снабжены пневматическими или гидравлическими системами, управляемыми программой;
  • скорость вращения режущего органа может изменяться в широких диапазонах за счет изменения электрических параметров электропривода, которыми управляет процессор. Это позволяет отказаться от лишних шестеренок и механических редукторов.

В 4-х осевых фрезерах с ЧПУ можно выделить такие недостатки:

  • дороговизна агрегата, за счет того, что машина обладает не только механическими элементами, но и программным обеспечением;
  •  дорогостоящий ремонт и дороговизна запчастей. При выявлении поломок или неисправностей к ремонту необходимо привлекать специалистов узкого профиля. Кустарный ремонт станков с ЧПУ невозможен;
  • обслуживать 4-х осевой фрезер должен только квалифицированный персонал.

4-h-osevoj-stan2

Основное предназначение

В последние десятилетия в связи с бурным развитием сложного и точного машиностроения, фрезерные станки с ЧПУ всё чаще внедряются в производство. А при изготовлении сложных и прецизионных деталей и элементов, агрегаты с ЧПУ являются незаменимой аппаратурой.

4-х осевые фрезерные станки с ЧПУ предназначены для обработки заготовок из различных материалов путем фрезерования. Они предназначены для изготовления точных и сверхточных деталей и элементов машин, механизмов и приборов. 4-х осевые агрегаты способны обрабатывать вертикальные, горизонтальные и наклонные плоскости, криволинейные и сферические поверхности. Способны вырезать необходимые углы, пасы и фаски, нарезать резьбы, сглаживать поверхности и неровности заготовок.

Машины с ЧПУ предназначены для изготовления деталей различного сложного контура как в единичном виде, так и серийно. Способны выполнять разнообразные гравировки. Отлично подходят для производства мебели. Все эти процедуры 4-х осевой фрезер предназначен выполнять в автоматическом режиме, после загрузки оператором в его процессор исполняющей программы.

Виды материалов для обработки и особенности их конструкции

4-х осевые фрезеры с ЧПУ способны обрабатывать заготовки из всевозможных материалов, таких как:

  • разнообразные виды древесины как мягких, так и труднообрабатываемых пород, таких как дуб и ясень;
  • отлично справляется с обработкой ДСП, ДВП, МДФ и OSB-плит и фанеры;
  • все виды стали и её сплавы, а также прочие черные металлы;
  • различные цветные металлы: цинк, медь, алюминий и прочие;
  • тугоплавкие металлы, такие как титан и его сплавы;
  • хрупкие материалы, такие как стекло и различные виды камня;
  • всевозможные пластиковые заготовки, различные виды пластмасс и оргстекла.

Технические характеристики

К техническим характеристикам 4-х осевого фрезерного станка с ЧПУ можно отнести следующие параметры:

  • масса агрегата и его габариты;
  • мощность электроприводных узлов, мощность пневматических или гидравлических узлов;
  • размеры рабочего стола: длина, которая измеряется параллельно главной оси движения и ширина, измеряется перпендикулярно этой оси;
  • параметры движения рабочего органа: максимальное перемещение по оси Х, максимальное перемещение по оси Y, максимальное перемещение по оси Z;
  • скорость подачи заготовки по различным осям;
  • диапазон скоростей вращения шпинделя;
  • параметры датчиков и элементов защиты машины;
  • параметры и тип программного обеспечения, которым оснащается станок с ЧПУ.

4-h-osevoj-stan1

Комплектация и цена от производителя

В зависимости от назначения, размеров и характеристик комплектация 4-х осевых машин, может быть разная. Такие аппараты могут комплектоваться следующими элементами:

  • станок;
  • система аспирации;
  • вакуумный насос в зависимости от размеров стола;
  • стойка управления;
  • программное обеспечение;
  • датчики контроля, концевые выключатели и аппараты защиты;
  • пульт дистанционного управления
  • дополнительный набор режущих инструментов;
  • аппараты для бесперебойного питания машины;
  • набор инструментов для сборки и ремонта аппаратуры.

СПРАВКА. Стоимость на такие агрегаты варьируются от сотен тысяч рублей и достигают нескольких миллионов рублей. Цена зависит от производителя и мощности выпускаемых аппаратов и их комплектации. Разработкой и производством подобной аппаратуры занимаются многие передовые страны с развитым машиностроением: Германия, США, Китай, Япония.

Производством и продажей таких фрезерных агрегатов на территории Российской Федерации занимаются завод «Роутер», компания Infofrezer, компания «ЧПУ Моделист».