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.
Содержание:
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.
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.
Читайте также: станки HAAS с ЧПУ описание, технические характеристики
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.
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.
Читайте также: что с себя представляет фрезерный станок с ЧПУ, 5 осевой (координатный)
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.
Читайте также: программы для ЧПУ какие бывают, где скачать
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.
Производством и продажей таких фрезерных агрегатов на территории Российской Федерации занимаются завод «Роутер», компания Infofrezer, компания «ЧПУ Моделист».
