Как работать на фрезерном станке по металлу

Работа на  ЧПУ-станке  требует несколько иных знаний и умений, чем обращение с традиционным агрегатом без программного управления.

Оператору приходится концентрироваться не на контроле непосредственно процесса обработки, а на подготовке программы для станка и модели детали в компьютере.

В этой статье будут рассмотрены нюансы работы с ЧПУ-станками для создания металлических и деревянных изделий.

Основные составляющие станка ЧПУ

ЧПУ-станок состоит из следующих ключевых компонентов:

• устройства ввода данных;
• БУС (блока управления станком);
• исполнительного механизма;
• системы привода;
• системы обратной связи;
• пульта управления.

Через устройство ввода данных в станок загружают программу обработки объекта.

Устройствами ввода обычно становятся считыватели магнитных лент, считыватели перфолент и компьютеры, функционирующие через порт RS-232-C.

БУС управляет агрегатом, осуществляя следующие операции:

• читает и расшифровывает вводимые в него кодовые инструкции;
• выполняет круговую, линейную и спиральную интерполяцию, чтобы генерировать команды движения оси;
• передает команды движения оси в схемы усилителя, чтобы управлять механизмами оси;
• получает обратную связь касательно положений и скоростей всех осей привода;
• включает и выключает охладители или шпиндели, меняет инструмент, выполняет прочие вспомогательные функции.

ЧПУ-станки обычно оснащены подвижными столами и шпинделями, контролирующими скорости и положения. Исполнительные механизмы управляют шпинделями в направлении оси Z и столами — в направлении осей X и Y.

В системы приводов входят схемы усилителей, приводных двигателей и шарико-винтовых подшипников (ШВП). БУС подает сигналы о скорости движения и положении каждой оси на схемы усилителя. Потом эти сигналы усиливаются для приведения в действие двигателей привода. Эти двигатели вращают ШВП для настройки необходимого положения рабочего стола.

В систему обратной связи (также известную как измерительную) встроены датчики, они же преобразователи. Они постоянно контролируют скорость и положение режущих инструментов. Сигналы от датчиков поступают на БУС, где разница между исходными сигналами и сигналами обратной связи используется для генерирования очередной серии сигналов.

Пульт управления оператор может переместить в удобное для себя положение. Дисплей будет отображать команды, программы и прочие необходимые сведения.

Какими знаниями нужно владеть для работы со станком ЧПУ?

Для успешной работы на ЧПУ-станке надо уметь выполнять следующие операции:

• создавать модели деталей в графических редакторах;
• устанавливать программы в ОЗУ агрегата;
• задавать оптимальные режимы и параметры управления микрошаговыми двигателями.

По ходу работы надо будет визуально контролировать все технологические операции через панель, в реальном времени отображающую всю текущую информацию.

Наиболее распространенными системами программного управления сегодня являются Linux CNC, USB CNC, Mach3, OSAI, Fanuc, Rich Auto, OSP, Sinumerik, Heidenhain. Все они более-менее однотипны, и только Heidenhain заметно отличается от остальных по своему управлению.

Основы работы на станках с ЧПУ (какими умениями надо обладать)

От оператора ЧПУ-агрегата требуется меньше умений и опыта, чем от оператора аналогичного устройства традиционного типа. Программируемое оборудование успешно справляется со следующими задачами:

• повышает производительность рабочего процесса;
• гарантирует максимально точную и качественную обработку;
• обеспечивает безопасность человеческого труда и решает многочисленные проблемы культуры производства.

По сути, оператор должен просто контролировать выполнение тех процессов, что были заложены в агрегат на стадии программирования.

Обращению с токарными и фрезерными ЧПУ-станками учат в колледжах. Там уделяют достаточно много внимания и теории, и практике.

Однако практика, пройденная к колледже, может не соответствовать тем требованиям, которые конкретный работодатель будет предъявлять на рабочем месте.

Поэтому у многих работодателей есть вакансии с обучением на месте, где от соискателей требуется в первую очередь знание теории.

Теорию можно пройти в интернете. Минимальная продолжительность курса по Skype составляет две недели. За три дня, вопреки рекламным обещаниям, ничему научиться нельзя.

Дистанционные курсы хороши тем, что ученикам дается много заданий на написание управляющих программ для станков и создание векторных изображений.

Как работать на станке с ЧПУ?

Работа на ЧПУ-станке осуществляется в такой последовательности:

1. В блок управления вводят программу обработки детали.
2. Данные обрабатываются в БУС. Там подготавливаются команды движения, которые направляются системе привода.
3. Скорость и движение блоков агрегата контролируются приводом.
4. Информация о скорости движения и положении осей фиксируется системой обратной связи, подающей сигналы в БУС.
5. БУС сравнивает каждый поступающий сигнал с исходным. При наличии ошибок производится их исправление.

Оператор все это время контролирует процесс через пульт управления с дисплеем.

После нажатия на кнопку включения у агрегата запустится инициализация. Этим термином обозначают определение исходных координат положения шпинделя. У любых моделей ЧПУ-станков присутствует неизменная нулевая точка, так называемый машинный ноль.

Чтобы выполнить инициализацию в ручном режиме, нужно нажать на кнопку «Домой», но намного удобнее осуществлять это действие в автоматическом режиме. Рабочие органы агрегата поочередно переместятся по каждой оси до концевого выключателя, при этом начнется передвижение с оси Z.

Как только шпиндель доберется по одной из осей до крайнего положения, концевой датчик сработает, и будет выполнена инициализация машинного нуля.

Неизменяемый машинный ноль нужен для того, чтобы оператор мог задать не одну, а много нулевых точек для обработки заготовки, и эти точки были бы расположены в любом нужном месте рабочего стола.

У моделей с четырьмя или тремя осями машинные нули располагаются в углах столов. Именно относительно этих точек выполняется настройка всех прочих базовых положений устройства.

Все ЧПУ-станки по металлу функционируют по аналогичному принципу. Разобравшись с одним устройством, вы сможете благополучно работать с любыми новыми моделями. В дополнение к инструкции от производителя имеет смысл поискать в интернете материалы о работе с g-кодами и m-кодами.

Дизайн детали

Дизайн детали выполняется в формате 2D или 3D в CAD-программе. На русском аббревиатура CAD расшифровывается как «система автоматизированного проектирования».

Программирование для ЧПУ

Деталь, созданную в CAD-программе, надо преобразовать в g-код, понятный станку. Это происходит в CAM-программе. На русском аббревиатура CAM расшифровывается как «система автоматизированного производства».

Настройка станка

Для настройки станка необходимо совершить следующие действия:

1. Убедиться, что вы по максимуму и в точном соответствии с инструкцией залили охлаждающую жидкость и масло.
2. Удостовериться, что посторонние объекты не попадают в рабочую зону.
3. Включить компрессор и проконтролировать, чтобы давление в нем было именно таким, как указано в инструкции.
4. Подключить устройство к электропитанию и запустить. Как правило, кнопку питания размещают на панели управления в верхнем левом углу, а главный выключатель — в задней части агрегата.
5. Загрузить инструменты в карусель в последовательности, указанной в списке ЧПУ-программы. Если у агрегата предусмотрен только один инструмент, фрезу нужно установить в шпиндель.
6. Прочно закрепить деталь на столе либо в тисках.
7. Выставить показатель коррекции на длину инструмента. Инструменты нужно переместить к верхней части детали в последовательности, указанной в ЧПУ-программе, а потом выставить показатели коррекции.
8. Выставить коррекцию осей X и Y. После установки тисков или иных деталей настроить коррекцию на установку заготовки с целью нахождения начальных точек X и Y.

После этого остается загрузить в систему управления агрегата ЧПУ-программу через USB-накопитель.

Управление и изготовление детали

После настройки станка производственный процесс осуществляется в такой последовательности:

1. Для пробного прогона программу запускают в воздухе, чтобы инструмент работал на высоте примерно 5 см от объекта.
2. Программу запускают при контакте инструмента с заготовкой, отслеживая поступления сообщений об ошибках.
3. Регулируют смещения, проверяют характеристики заготовки. Настраивают коррекции длины инструмента, чтобы удостовериться в соответствии заготовки заданным параметрам.

По завершении работы нужно вынуть заготовку из тисков, снять инструменты со шпинделя, очистить рабочую зону и выключить агрегат.

По дереву

ЧПУ-станок, предназначенный для работы с металлом, благополучно справится и с деревом тоже. А вот агрегат, изначально ориентированный на работу с деревом, не сможет качественно разрезать металл — он выполнит только неглубокую обработку металлической поверхности.

Дизайн детали

Выполнение в CAD-программе дизайна заготовки из дерева практически не отличается от подготовки модели объекта из металла. Однако новичкам рекомендуется начинать именно с дерева: в процессе обучения неизбежны ошибки, а дерево стоит дешевле, чем металл, поэтому испортить заготовку будет не так страшно.

Программирование для ЧПУ

Станки для работы с металлом обычно содержат больше электрических компонентов, чем аналоги для работы с деревом. Операторам с небольшим опытом удобнее сначала освоить программирование для обработки дерева.

Настройка станка

Настройка предусматривает применение одного из трех режимов: ручное управление, ручной ввод данных или автоматическое управление. Ключевой фазой настройки является корректная установка нулевых точек в соответствии с инструкцией станка.

Управление и изготовление детали

Управлять станком для работы по дереву чуть легче, чем устройством для обработки металла. Однако многие новички забывают надеть защитные очки или полагают, что они не нужны. Это ошибка: деревянные щепки способны так же серьезно травмировать глаза, как и частицы металла, поэтому важно соблюдать меры безопасности.

10 вещей, которые пригодятся новичкам в работе с ЧПУ

Новичкам пригодятся следующие советы:

1. Приобретите качественные фрезы от надежных производителей. В идеале пусть это будет твердосплав. Но при ограниченном бюджете можно сначала обойтись быстрорежущей сталью. Для новичков оптимальные размеры фрез таковы: 4 мм, 6 мм, 13 мм. Для стали подойдут 4-заходные фрезы, для алюминия — 3- или 2-заходные. Обязательно защищайте глаза во время работы очками. Пока вы будете набираться опыта, фрезы у вас будут часто выходить из строя, но это нормально. Также приобретите набор спиральных сверл.
2. Купите комплект параллелек, набор прихватов и тиски. Тиски рассчитаны на эксплуатацию в течение долгих лет. Если вы ради экономии купите дешевые китайские тиски или не будете закреплять заготовку должным образом, вся работа пойдет насмарку. Официальное название «параллелек» — параллельные подкладки.
3. Пользуйтесь туманом или СОЖем. Если СОЖ или генератор тумана не предусмотрены в конструкции станка, докупите их отдельно. Скорее всего, сначала придется потратить много времени на настройку СОЖ. Но если полениться это сделать, перенарезка стружки может привести к поломке фрезы.
4. Научитесь обращаться с ЧПУ-контроллером. Сначала нужно тренироваться на осях X и Y, не затрагивая Z. При этом нельзя применять G00, иначе агрегат будет двигаться на максимальной скорости и пределе своих возможностей. Оптимально выставить G01 F20, при этом показатель «20» будет соответствовать той величине, которую вы сами выставите (например, дюймам или сантиметрам).
5. Возьмите за правило пользоваться измерительным прибором для длины фрезы. Чтобы базировать шпиндель относительно заготовки, задействуйте кромкоискатель. Если агрегат не будет понимать, где находится кончик фрезы, создастся риск поломки оборудования. Как только заготовка будет установлена в тиски, а фреза в шпиндель, надо выставить нули.
6. Регулируйте станок и тиски, пользуясь часовым индикатором. Проверяйте положение тисков каждый раз перед началом работы.
7. Если вы новичок, не пытайтесь обработать сразу нержавеющую сталь. Сначала потренируйтесь на мягкой стали, латуни или алюминии. Если вы сразу приступите к обработке сложных материалов, фрезы будут изнашиваться и ломаться слишком часто.
8. Обзаведитесь несколькими наборами ступенчатых губок из алюминия. Нарежьте пилой куски материала так, чтобы их габариты были немного больше, чем щеки тисков. Потом выполняйте проходы концевой фрезой до тех пор, пока не получится прямоугольный параллелепипед. Потом подгоните эту фигуру под нужные вам размеры, просверлите и прозенкуйте в ней монтажные отверстия.
9. Освойте CAD и CAM-программы, в которых будете писать g-коды. У многих программ есть вполне доходчивые русифицированные мануалы, а также активные сообщества пользователей в интернете, всегда готовые помочь новичкам.
10. Заранее научитесь выполнять аварийную остановку станка и его перезапуск после незапланированного завершения работы.

Чтобы проверить, насколько вы готовы к работе, попробуйте выполнить на станке куб Тернера (он также известен как мета-куб).

Эта фигура состоит из нескольких вложенных друг в друга кубов с отверстиями, при этом все внутренние кубы касаются внешнего только своими вершинами.

До оснащения производств ЧПУ-станками именно такую фигуру предлагали выполнить токарям и фрезеровщикам в процессе приема на работу, чтобы оценить уровень их мастерства.

Итак, теперь у вас есть общее представление о том, как функционируют ЧПУ-станки. В интернете можно найти много обучающих видео, посвященных разным стадиям настройки агрегата и обработки заготовок. Если у вас пока мало опыта, начинайте с обработки дерева — это проще, чем создание металлических изделий, и сам материал стоит дешевле.

Фрезерная обработка металла — назначение, классификация, этапы

Главная / Станки /  

• В наше время фрезеровка имеет такое же распространение, как токарная обработка детали либо сверление.
• Процесс фрезерования заготовки, выполненной из различного материала, заключается в обработке заготовки с помощью фрезы.
• Фреза – это режущий инструмент, выполненный в виде зубчатого колеса, имеющего множество лезвий, который зажимается во фрезерном станке и, вращаясь с большой скоростью, снимает слои поверхности заготовки в нужном вам месте.

Обработка заготовки на станке

С применением новых технологий и программирования появились новые фрезерные станки – с программным числовым управлением, использование которых облегчило и упростило работу фрезеровщиков.

Сейчас стал доступен и применен новый вид обработки – с помощью лазера, так на новых станках рабочий орган (фреза) полностью заменили на лазер. Лазер дает более точную обработку заготовки и соответственно меньший процент брака.

Лазерная обработка поверхности заготовки позволила совместить в один процесс обработку на токарном и фрезерном станках, и теперь появился новый термин «фрезерно-токарная обработка материала».

Материалы и виды фрез

Фрезеровка на специальном оборудовании проводится при помощи фрез. Это насадки, которые закрепляются в патроне. На него передаётся вращательное усилие с помощью шпинделя, и фреза начинает крутиться. Существуют различные виды применяемых фрез:

1. Дисковые. Используются для разрезания деталей, выборки, обработки фасок.
2. Торцевые. С их помощью обрабатываются торцевые зоны.
3. Цилиндрические. Используются при обработке узких плоскостей.
4. Угловые. Применяется для создания угловых пазов и наклонных поверхностей.
5. Концевые. С их помощью изготавливаются пазы на поверхности заготовок.

Также можно выделить фасонные, червячные и кольцевые фрезы. Их выбор зависит от запланированных работ.

1. Виды фрез
2. К материалам заготовок, подвергающихся обработке, относятся различные виды металлов, мягкие и твердые породы дерева, а также прочный пластик.
3. Обзор фрезы по металлу. Чем фрезеровать каленую сталь

Классификация фрезеровочных работ

Однозначной классификации этого типа работ по металлу не существует, слишком много особенностей и нюансов, разнообразия деталей. Но основные критерии можно выделить. По методу фиксации заготовки на станине:

• горизонтальная;
• вертикальная;
• угловая.

Последняя используется реже, но этот метод позволяет работать с деталями сложной конструкции.

Сама фреза также разделяется на виды:

• торцевая;
• концевая;
• периферийная;
• фасонная.

Торцевая фреза используется при необходимости сделать канавку на детали, просверлить «колодец», подсечку, окошко. Концевой тип фрезы предназначен для работы с крупными деталями. С помощью фасонной фрезеруются металлические профили. Если зубья фрезы периферийные, отличительной чертой станет оставшаяся стружка в виде знака запятой.

Направление вращения режущего элемента имеет следующие градации:

• встречное (на зубья фрезы);
• попутное (под зубья).

Для этого пункта характерно совмещение способов обработки. К примеру, для массивных деталей предварительная обработка выполняется встречным методом, а окончательные работы — попутным. Поверхность детали при встречной фрезеровке получается более шершавой, но такой метод позволяет существенно снизить процент брака.

Преимуществом этого метода обработки металла является не только высокаю функциональность, но и возможность изготовления множества деталей.

Фрезеровка применяется в автомобиле и авиа-проектировании, строительстве различных масштабов. С помощью станков ЧПУ или лазерных установок создают окна и работают даже с ювелирными изделиями.

Фрезеровочным работам поддаются разные виды металла: закаленная сталь, чугун, медь, бронза, алюминий, латунь и даже титан.

Технология фрезеровки

Фрезерная обработка металла может производиться на разных станках с разными материалами и фрезами. От этого изменяется технология, которой следует придерживаться в рабочем процессе.

Технология фрезеровки на обычном станке

Механические станки до сих пор считаются наиболее популярными в производстве. Их используют на предприятиях и в личных мастерских. Этапы работы:

1. В первую очередь требуется провести подготовку. Для этого заготовка закрепляется на рабочем столе. Запускается вращение режущей части станка.
2. Фреза слегка соприкасается с заготовкой и отводится в изначальное положение.
3. Выставляется глубина обработки. Снова запускается электродвигатель.

По мере продвижения работы изменяется размер фрез. Таким образом достигается высокая скорость обработки.

Технология фрезеровки на станке с ЧПУ

Фрезерная металлообработка на станках с ЧПУ достаточно популярна на сегодняшний день. Постепенно оборудование, программируемое оператором заранее, вытесняет механические станки. Связано это с тем, что механизмы с ЧПУ обладают большей точностью при работе и ускоряют производственный процесс.

Технология работы на оборудовании с ЧПУ заключается в том, что оператор должен настроить программу, проверить подвижные механизмы, натянуть ремни, закрепить заготовку на рабочем столе и включить двигатели. Дальше человеку нужно только наблюдать за процессом работы механизмов. Двигатели работают за счёт программы и выполняют заданный алгоритм действий. После создания требуемой формы из заготовки оператор должен выключить оборудование, снять готовую деталь и повторить процесс. Если нужно изготовить деталь другой формы, оборудование следует перенастроить.

Технология фрезеровки ГБЦ

Владельцы автомобилей, работающих на бензине, часто сталкиваются с необходимостью в использовании фрезерного оборудования. Со временем изнашиваются головки блока цилиндров (ГБЦ). Связано это с тем, что при работе двигателя возникают постоянные изменения температурного режима. Из-за этого детали мотора изнашиваются и выходят из строя.

Если не исправить проблему, связанную с головками блока цилиндров, вовремя, они могут прогореть. Это приведёт к смешиванию охлаждающей жидкости со смазывающей. Выхлопные газы, в свою очередь, будут попадать в систему охлаждения.

Фрезеровку головок блока цилиндров производят при отказе двигателя и отклонениях головок от плоскости на 0.05 мм. Эту работу лучше доверить автослесарю, который имеет опыт фрезеровочных работ.

Чтобы измерить величину отклонения, используют большую линейку и набор щупов.

Фрезерная обработка металла

Это интересно: Фрезерно-гравировальные станки по дереву с ЧПУ

Фрезерование титановых деталей

Изделия из титана сейчас все чаще применяются в аэрокосмической промышленности. Титан является одним из самых сложных материалов для обработки фрезой вследствие его низкой теплопроводности.

Говоря простым языком, при фрезеровании титана только небольшая часть тепла отводится со снимаемой стружкой, что вызывает существенный нагрев, как самой заготовки, так и деталей станка.

Несмотря на трудности с фрезерованием титана, для его качественного фрезерования специалисты дают несколько советов:

• максимально уменьшите площадь контакта фрезы и заготовки из титана;

• тщательно следите за остротой режущей кромки фрезы;

• используйте фрезы с увеличенным количеством зубов;

• придерживайтесь принципа «от толстой стружки к тонкой»;

• начало фрезерования титана выполняйте по дуге;

• в конце прохода снимайте фаску под углом 45°;

• используйте фрезы с большим вспомогательным задним углом;

• тщательно следите за осевой глубиной;

• уменьшите осевую глубину фрезерования тонких деталей из титана;

• выбирайте фрезу диаметром не более 70% от диаметра паза;

• для фрезеровки титана используйте высокоскоростные фрезы.

Цена на фрезеровочные работы зависит от вида станка, геометрии детали и материала заготовки (цена для нержавейки, алюминия, титана будет разной).

Фрезеровка металла (титана, нержавейки, алюминия и пр.) должна выполняться на исправном оборудовании, специально обученным персоналом.

Видео:

Обращаясь за услугами фрезеровки любого листового металла (титана, нержавейки и др.), уточните, какие станки использует фирма, поинтересуйтесь у знакомых репутацией исполнителя, тогда качество выполненной работы вас не разочарует, не покажется завышенной цена.

Технологические этапы процесса

Работа фрезеровщика начинается с анализа детали и вида работ. В соответствии с полученными данными подбирается тип фрезы. Режущий элемент надежно фиксируется на шпинделе станка. После этого происходят следующие технологические этапы:

• на станину закрепляется металлическая заготовка;
• шпиндель фрезеровочного станка включается на небольшой скорости вращения;
• деталь на станине подводится к фрезе до минимального соприкосновения для проверки перед началом работы;
• станина отодвигается, шпиндель останавливают;
• выставляются необходимые параметры резки (глубина, скорость вращения шпинделя);
• после включения станка заготовка вновь подводится под фрезу, начинается процесс обработки.

Если речь идет о лазерном станке ЧПУ, процесс может проходить в двух вариациях:

• в обозначенном месте луч лазера выжигает необходимую форму, после чего каемка шлифуется;
• лазер снимает слои металла с заготовки, проходя по одному и тому же месту несколько раз.

Финансовые и временные затраты на фрезерование металлических заготовок зависит от сложности геометрии будущей детали. Необходимо также всегда учитывать опыт мастера и наличие необходимого оборудования. Только прошедшие специальное обучение работники имеют доступ к данным станкам.

Фрезеровка титановых изделий

При обработке титана с помощью фрезерного оборудования, необходимо учитывать тот факт, что этот металл обладает низкой теплопроводностью. Из-за этого процесс его обработки осложняется.

Чтобы было проще работать с титаном и иметь на выходе качественные детали, необходимо учитывать мнение опытных мастеров металлообработки:

1. При обработке титана используют высокоскоростные фрезы.
2. Сначала снимают большой слой, плавно переходя к тонкому.
3. Фрезы должны обладать большим количеством зубьев.
4. Во время работы наблюдают за изменением заточки режущей части.
5. После каждого прохода, делают фаску под углом в 45 градусов.
6. Начинать обработку титана нужно по дуге.
7. Диаметр фрезы должен быть на 30% меньше диаметра паза.

Перед началом работы с титаном необходимо убедиться в том, что мощности двигателя достаточно для обработки прочных видов металла. Нужно заранее осмотреть фрезу на наличие дефектов и проверить натяжение ремней на двигателе.

Фрезерование и расточка сложных изделий из титана

Фрезерная обработка металлов является одним из известнейших процессов в металлообработке. Её можно производить на механических станках и оборудовании с ЧПУ. Однако при работе с программируемыми машинами требуется выбирать опытного оператора. В противном случае, оборудование не будет функционировать в нормальном режиме.

Поделитесь в соц.сетях:

Управление фрезерным станком по металлу: как работать с аппаратом — ООО «СТК»

Управление фрезерным станком по металлу: как работать с аппаратом

Работа фрезерного станка основана на движении фрезы, закреплённой на шпинделе. При движении инструмента, ему на встречу подаётся заготовка.

Её можно резать горизонтально, вертикально, делать выборку или обрабатывать торцевые части в зависимости от выбора станка. Управление фрезерным станком осуществляется за счёт ЧПУ.

Оператору необходимо лишь установить заготовку, включить нужную программу и следить за выполнением.

Нюансы при работах, выполняемых на фрезерных станках

Правильная резка возможна лишь при соблюдении таких параметров:

• глубина за проход;
• скорость подачи;
• правильный подбор фрезы и её охлаждение.

Некоторые металлы не обязательно охлаждать, но, к примеру, алюминий будет плавиться под воздействием температуры. Всё потому, что концевая фреза достигает высокой скорости вращения, а при трении взаимодействующие части сильно нагреваются. Алюминий начинает плавиться при показателе всего в 648 градусов по Цельсию.

Как работать на фрезерном станке с ЧПУ, контролируя все параметры?

Обычно оператору не приходится управлять фрезерным станком, так как ЧПУ контролирует процесс. Однако от повышения температуры никуда не деться, да и сбои порой случаются. Специалист должен:

1. Следить за подачей охлаждающей жидкости или воздуха на торцевую фрезу. Это не только охлаждает металл, но и способствует увеличению эффективности резания.
2. Правильно закреплять заготовку, иначе на выходе получится неправильная деталь.
3. Правильно подбирать фрезу.
4. Распознавать сбои в программе.

Как подобрать фрезу?

Фреза – режущий инструмент с зубьями. Наличие больших зубьев повышает производительность, однако для более мелких поделок не подходит. Фрезы бывают:

• дисковые, пазовые и концевые: для пазов и канавок;
• модульные и пальцевые: для нарезания зубчатых колес;
• цилиндрические и торцевые: для обработки плоскостей;
• фасонные: для обработки шаблонных поверхностей.

Как добиться хороших показателей, при работах, выполняемых на фрезерных станках?

При резке металла вибрация – основная проблема. Убедитесь перед началом работ, что станок хорошо закреплён. Используйте анкерные болты, чтобы улучшить крепление к полу. Устройство вообще не должно двигаться.

Новички часто неэффективно используют фрезу, задействовав только её кончик. Чем глубже получается пройти по заготовке фрезой, тем равномерней будет износ инструмента, что значительно продлевает его срок службы.

Правила безопасности при работе на фрезерном станке

Работать на фрезерном станке небезопасно, если оператор не знает элементарных правил. Все они прописаны в инструкции по охране труда при работе на фрезерном станке. Она состоит всего лишь из 5-и основных пунктов с подпунктами, зато их знание позволит эффективно распоряжаться станком и убережёт здоровье оператора.

Что нужно знать начинающему фрезеровщику?

Основные принципы работы на станке, как назначают режимы резания, и что нужно делать, чтобы станок служил максимально долго. Мы расскажем об этом, а также познакомим с устройством вертикально-фрезерного станка. Читайте далее.

О чем вы думаете, покупая фрезерный станок? Вероятно, вы представляете, сколько полезных вещей изготовите с его помощью. Не спешите, сначала прочитайте нашу статью, которую мы подготовили специально для тех, кто покупает станок для домашней мастерской.

Начните с безопасности

Основная причина всех несчастных случаев заключается в несоблюдении самых элементарных правил по охране труда.

На предприятиях оператору показывают, как нужно работать, он проходит подробный инструктаж и расписывается в журнале, подтверждая, что знает технику безопасности. За ее соблюдение ответственность несет он сам и мастер.

В  домашней мастерской, как правило, опытного наставника нет, вы сами отвечаете за себя и должны знать, что неправильное использование станка может привести к травме.

Как правильно работать с фрезерным станком?

Нужен порядок. На рабочем месте не должно быть ничего лишнего, только необходимая оснастка и приспособления. Заготовки и полученные детали держат на полках или в шкафах.

Перед работой проверяют исправность станка. Его запускают на холостом ходу, постепенно увеличивая число оборотов, а затем через 2 минуты останавливают. Пусковые и тормозные устройства должны четко функционировать.

Проверяйте надежность крепления оснастки и приспособлений. Работу начинают с установки заготовки, необходимых приспособлений. Прихваты размещают как можно ближе к обрабатываемой поверхности.

Именно в этой области на заготовку действует наибольшая сила, под действием которой она может сдвинуться и работа будет испорчена. Хвостовик режущего инструмента должен плотно сидеть в шпинделе, не качаться.

Если фреза, вращающаяся с большой скоростью, сорвется и отлетит, оператор может получить серьезную травму.

Пользуйтесь средствами индивидуальной защиты. Во время фрезерования стружка образуется в больших количествах. Она может быть крупной или мелкой, как пыль.

На больших скоростях она отлетает далеко от фрезы, именно поэтому на многих станках есть специальные экраны, которые задерживают частицы срезанного материала. Но только очки обеспечат полную безопасность для глаз. Домашнему мастеру также рекомендуется носить спецодежду, такую, как на производстве.

Она защитит от стружки и загрязнений от смазочно-охлаждающей жидкости. Обратите внимание, манжеты куртки должны плотно обхватывать запястья, чтобы не зацеплялись рукава.

Соблюдайте последовательность работы. Подождите, пока фреза не наберет обороты, только после этого к ней можно подавать заготовку. Резание начинайте постепенно, чтобы не было удара. Движение подачи выполняйте равномерно, без резкого увеличения скорости. Завершив обработку, от детали отводят фрезу и останавливают вращение шпинделя.

Всегда выключайте станок в следующих случаях:

• если нужно удалить стружку из рабочей зоны;
• при необходимости провести измерения детали;
• когда меняете оснастку;
• если устанавливаете другую деталь;
• делая перерыв в работе;
• в случае отключения электроснабжения.

Как управлять станком?

Имея представление о технике безопасности, можно приступить к знакомству с органами управления машины. Рассмотрим их на примере вертикально-фрезерной установки Jet JMD-X1.

Рабочий стол (Е) перемещают с помощью маховиков. Продольный маховик (D) сдвигает его по крестовому столу (G) вправо и влево, относительно оператора. Поперечный маховик (F) меняет положение рабочего стола вместе с крестовым, заставляя двигаться их вдоль станины (Н).

У станка Jet JMD-X1 стойка может наклоняться вправо или влево на 45 градусов. Эту функцию используют при обработке наклонных поверхностей. Чтобы ей воспользоваться, нужно окрутить контргайку, которая находится позади станины, наклонить стойку и снова закрепить ее в таком положении.

Как выбирать режимы фрезерования?

Чтобы выполнить работу качественно и быстро нужно правильно задать скорость и глубину резания. При этом учитывают характеристики фрезы и вид материала, из которого сделана заготовка. Так, режущий инструмент с твердосплавными пластинами можно использовать на более высоких скоростях, чем обычную оснастку из быстрорежущей стали.

Например, для сверления отверстия диаметром 10 мм в нержавейке сверлом из быстрорежущей стали устанавливают скорость 300 об/мин.

Для твердосплавной оснастки обороты можно увеличить в 5 раз, получится 1500 об/мин. Обратите внимание, что при назначении режима резания учитывают диаметр оснастки. С его возрастанием скорость уменьшают.

Например, сталь 15 фрезеруют оснасткой диаметром 10 мм на скорости 800 об/мин, а 20 мм — на 400 об/мин.

Выбор инструмента по размеру зависит от ширины обрабатываемой поверхности и глубины резания. Например, диаметр торцовой фрезы подбирают больший на 10-30 мм, чем ширина фрезерования.

Зависимость режимов резания от типа материала прослеживается следующим образом. Чем больше твердость заготовки, тем ниже скорость.

Например, 10 мм отверстие в алюминии можно сверлить на 1500 об/мин, а в стали – на 600 об/мин. При работе с древесиной твердых пород (клен) устанавливают меньшее число оборотов, чем для древесины мягких пород (сосна).

Для точного определения режимов резания пользуются справочниками, в которых приведены нормативные таблицы.

Как выполнять техническое обслуживание?

Чтобы фрезерный станок служил долго, его нужно регулярно чистить и смазывать. Сразу после работы с оборудования убирают стружку и пыль. Для этого подойдут хлопчатобумажная ткань и щетка.

Для удаления сильных загрязнений можно смочить ветошь керосином. Забившуюся в труднодоступных местах стружку удаляют кисточкой. Особое внимание уделяют уходу за рабочим столом.

Чтобы предотвратить образование царапин, на него не кладут посторонние предметы.

Каждый раз после работы очищенные от стружки направляющие и стол обрабатывают тонким слоем смазки. Периодически наносят ее на трущиеся части: винты, зубчатую рейку. Порядок проведения мероприятий по обслуживанию указан в инструкции по эксплуатации оборудования.

Справочники и инструкция по эксплуатации станка помогут начинающему фрезеровщику стать хорошим мастером. Но не забывайте и о самых простых правилах, о которых мы вам рассказали. Тогда и в работе у вас все будет «чисто и гладко».

Разбираемся, что такое фрезеровка и в чем основная суть фрезерной обработки

Фрезеровка – это один из основных способов обработки твердых материалов для придания деталям нужной формы. Для металлообработки есть множество других распространенных способов – литьё, ковка, резка разными способами, штамповка, обточка. Для деревообработки фрезерование иногда единственный способ вырезать нужную деталь или сделать выборку нужной формы не вручную.

Что такое фрезерная обработка

В принципе, ручную резьбу по дереву условно можно отнести к фрезерованию. Но есть четкое различие – фрезеровкой называют только те виды обработки, которые проводятся с помощью вращающейся фрезы на ручных или стационарных станках.

Если исключить другие простые приемы деревообработки – пиление, теску, строгание, сверление, то в деревообработке остаются два основных направления.

• токарная обработка – резьба вращающейся детали для придания нужной формы диаметру детали;
• фрезерование – формирование  линейных (не радиальных), продольных форм.

Область применения фрезерованных деталей безгранична. Такие детали можно встретить во многих сложных современных изделиях. Операция достаточно трудоемкая, но иногда её нечем заменить. Литье или штамповка не даст точных размеров, или этими способами невозможно изготовить такие сложные форматы.  Единственным способом остается фрезерование.

Основные технологические этапы

Все работы по фрезеровке начинаются с определения размеров будущей детали или изделия.

При фрезеровке ручным инструментом, в основном в деревообработке, чаще всего работают без чертежей и даже эскизов. Достаточно представлять и понимать нужный результат, определиться с размерами. На фото ниже – простейшая фрезеровка по дереву, скругление кромки:

В промышленном производстве обязательно используются чертежи будущего изделия. Поэтому станочник-фрезеровщик должен уметь не только работать на станке, но и читать чертежи. Требуется и достаточно высокая квалификация станочника.

При работе на современных станках с ЧПУ требуются электронные версии чертежей и соответствующее ПО. Здесь ручные навыки станочника отходят на второй план. А самым важным становится компетенция в современных компьютерных системах. Хотя навыки ручной работы также требуется – нужно установить фрезу, разместить заготовку, контролировать процесс обработки.

После определения размеров  при любом виде фрезерования подбирается и устанавливается подходящая фреза. Заготовка размещается на рабочем столе и происходит собственно обработка.

Виды фрезерования на станках

Разделяют три основных вида фрезерования.

1. Концевое. Имеет название от используемой концевой фрезы с режущим торцом (концом). Применяется для выборки прямоугольных пазов, криволинейных отверстий и окон, карманов и ниш разного назначения.
2. Торцевое. Это обработка больших поверхностей цилиндрическими фрезами с прямыми, достаточно большими режущими кромками. Обрабатываются кромки, боковые и горизонтальные поверхности и торцы заготовок, потому операция называется торцевой фрезеровкой.
3. Фасонное. Самый сложный вид обработки. С его помощью изготавливают изделия любой конфигурации. Это могут быть спиральные зубцы червячной передачи, фигурная выборка деревянного плинтуса или перил. Применяются фрезы самых разных профилей, в том числе сборные модульные.

В металлообработке иногда к фрезерованию относят резку металла с помощью фрезы. Но такая операция может выполняться большим множеством разных способов как в металло, так и в деревообработке, поэтому операция относится к фрезеровке условно.

Индустриальный портально-фрезерный станок 1978 года выпуска.

ЧПУ

Станкостроение сегодня предлагает сотни вариантов самых разных станков с ЧПУ для обработки любых материалов. От самых маленьких для небольших домашних мастерских, до мощных для промышленного производства.

Основные серии таких станков:

• легкие;
• профессиональные;
• промышленные;
• специальные.

Легкие (среди них наилегчайшие) стоят от 150 тыс. руб.

Профессиональные – это промежуточный вариант между легкими и промышленными вариантами. К ним относятся и фрезеро-гравировальные станки по дереву стоимостью от 200 тыс. руб. до 600 тыс. руб.

Промышленные — для поточного производства, стоят более 1 миллиона руб.

Специальные чаще всего конструируются индивидуально под конкретные задачи и детали. Такими являются станки для фрезеровки камня, а также небольшие сверхточные для ювелирных изделий.

3D-фрезеровка

Современные 3-6 осевые 3D станки с ЧПУ вывели такой способ обработки разных материалов на принципиально новый уровень. Сегодня нет деталей, которые не могут сделать такие станки. С их помощью делают даже скульптуры.

Самые важные моменты – правильный подбор фрез для разного материала и соответствующее ПО. На рынке есть как бесплатное ПО, в том числе с открытым кодом для возможной доработки, так и платные пакеты, созданные специально для изготовления конкретных деталей и задач.

Основные стандарты ПО: CAM System и система CAD

Как вариант, предлагаются программы для бесплатного тестирования в течение месяца.

Возможности такого станка в деревообработке можно увидеть в следующем видео:

Оборудование

Основное оборудование, разумеется, сам фрезерный станок или ручной фрезер.

Основные комплектующие – фрезы разного назначения и профиля. Однако не существует технологических линий и маленьких производств, состоящих только из одного станка.

Перед тем, как заготовка попадает на обработку, чаще всего её готовят на другом оборудовании.

Иногда требуется подготовить заготовку и по толщине. Тогда её подгоняют под нужный размер на следующем оборудовании:

• древесина – обрезка на циркулярных станках или ленточных пилах, строгание на фуговальном станке или рейсмусе;
• металл – обрезка по толщине разными способами, предварительная черновая фрезеровка.

Стационарные станки

Кроме вышеописанных современных станков с ЧПУ, которых большое множество, есть также более простые варианты.

Это простейшие фрезерные станки по дереву, состоящие из стола, двигателя, вала посадки фрезы и направляющей для ручной подачи заготовки. А также вариант с установкой ручного фрезера в стол в перевернутом состоянии.

Более сложные – промышленные фрезерные станки для дерево и металлообработки. Могут иметь автоматическую подачу заготовок, регулирование положения фрезы, позиционирование заготовок и т.д. Достаточно много таких старых станков, выпушенных до 21 века, до сих в рабочем состоянии. Хотя их остается все меньше.

Ручные фрезеры

Этот вид инструмента иногда называют «фрезерная машина». Это так, потому что ручной фрезер представляет собой полностью самодостаточный инструмент. В нем есть все, что и в стационарном станке:

• собственный электродвигатель;
• вращающийся шпиндель с креплением для разных фрез;
• рабочая площадка с регулировкой глубины погружения фрезы.

Этот инструмент предназначен для ручных работ, потому сравнивать его с крупными промышленными станками нет смысла. Со своими задачами ручной фрезер справляется в полной мере. Более того, он имеет свой ряд преимуществ перед стационарными вариантами:

• мобильность, возможность работы в любом месте;
• возможность обрабатывать крупногабаритные заготовки, которые не умещаются на рабочий стол стационарных станков;
• огромная многофункциональность. В отличие от специальных станков, ручным фрезером можно выполнять все основные операции по фрезерованию мягких материалов;
• доступность по цене. Стоимость ручного фрезера в десятки, иногда в сотни раз меньше стоимости стационарных станков;
• компактность. Для работы и хранения этого фрезера не требуется больших площадей. Когда им не работают, его просто убирают в сторону, освобождая площадь.

Современные производители предлагают самый широкий выбор такого инструмента разной мощности, от 350 Вт до 2500Вт.

Кроме универсальных, есть также модели специального назначения – ламельные, кромочные, присадочные.

Фрезы

Эта небольшая деталь имеет огромное значение.  Станок только обслуживает её работу, а непосредственно обработку материала выполняет именно фреза. Поэтому качество обработки зависит во многом от фрезы. При наличии сотен разновидностей фрезерных станков,  различных фрез применяются тысячи разновидностей. Главное отличие по трем параметрам:

1. Способ крепления. Насадные фрезы имеют отверстие посередине и насаживаются на шпиндель (вал) станка. На фото – насадная фреза для деревообработки со сменными ножами:
2. Фрезы с хвостовиками зажимаются в цангах. На фото, набор таких фрез для ручного фрезера:
3. Профиль. Применяются простые, прямые и профильные фрезы самой разной конфигурации. Насадки с прямыми режущими гранями применяются для выборки таких же прямых углублений. Профильные формируют на заготовке выборку, повторяющую профиль самой фрезы.

Исключение составляют 3D станки с ЧПУ. Они вырезают сложные профили и рельефы простой тонкой концевой фрезой. Профили на детали формируются за счет подвижности самой фрезы в трех координатах.

На 4-6 осевых станках фрезы перемещаются не только по вертикали и горизонтали, но еще и могут наклоняться.

Фрезерование материалов

Материал фрезы должен быть прочнее обрабатываемого материала. Если для мягких материалов это не проблема, то в металлообработке для изготовления фрез используются специальные сверхпрочные сплавы. Некоторые станки оснащены системой смазки обрабатываемой поверхности и фрезы масло-водяной эмульсией. Она смазывает место реза, удаляет мелкую стружки и охлаждает фрезу.

Дерево

Это мягкий материал. Его обрабатывают как ручными фрезерами, так и мощными индустриальными станками.

Ручным фрезером можно делать практически все виды фрезерных работ, но в небольших объемах.

На промышленных станках поточно делается погонаж – вагонка, половая  доска с соединением паз/шип, плинтуса, уголки, круглые изделия за два прохода полукруглой фрезой  и т.д.

Несмотря на мягкость материала, фрезы изготавливают из твёрдых сплавов для того, чтобы они долго сохраняли остроту и меньше стирались от трения. Как правило, это «быстрорезы», сплавы типа Р6М5, Р6МЗ и Р12 (HSS в западной маркировке) – сталь с содержанием вольфрама, молибдена и ванадия в разных пропорциях.

Фанера

Фанерные листы – это крупногабаритный материал небольшой толщины. Иногда требуется фрезеровка кромок, вырезка несквозных и сквозных орнаментов, криволинейных или прямых линий. Для работы с большими листами лучше подходят ручные фрезеры. Лучше передвигать небольшой инструмент относительно листа, чем громоздкий лист относительно стационарного фрезера.

Для фанеры используются универсальные фрезы (твердое дерево, фанера, МДФ и т.д.). Твёрдые клеящие смолы фанеры могут быстрее затупить фрезу, чем при работе с деревом. Поэтому лучше использовать качественные фрезы из более твердых сплавов.

Мебельный щит

Мебельный щит – это древесина, склеенные между собой деревянные брусья. Обрабатывается так же, как дерево. Если лист крупногабаритный, лучше использовать ручной фрезер, как и в случае с большими листами фанеры.

МДФ, ОСП, ламинированное ДСП (ЛДСП) и простое ДСП

Это схожие по структуре дерево содержащие материалы. В их основе измельченная древесина, опилки или стружки, спрессованные и склеенные под давлением при определенной температуре клеящими смолами. Отличие в размерах частиц древесины и способе изготовления. Фрезеруются так же, как фанера. Используются либо универсальные, либо специальные для таких материалов фрезы.

Крайне нежелательно допускать перегрева фрезы, чтобы предотвратить горение клеящих смол, древесины и выделения едкого дыма. Перегрев фрезы возможен при слишком быстром перемещении фрезы, слишком сильных оборотах или при затупившейся режущей кромке фрезы.

Для обработки металлов используют промышленные стационарные станки, в том числе с ЧПУ и ЧПУ 3D. Последние отличаются тем, что могут сделать деталь полностью за один раз.

Если на простых станках приходится часто менять положение заготовки, или использовать разные станки, то современный станок  ЧПУ 3D  может вырезать деталь сразу, согласно заложенной программе.

Выпускаются десятки разновидностей таких станков и сотни видов различных фрез.

Сталь

Прочный металл, когда требуется снять значительную толщину, это делается понемногу за несколько проходов. Изготовление одной сложной детали на станках ЧПУ 3D  может занимать много времени.

Пример деталей, которые изготавливают на таких станках из стали и сплавов:

Алюминий, латунь, медь, бронза относятся к мягким металлам и сплавам. Обрабатываются таким же способом на тех же станках, что и сталь. Единственное отличие – выше скорость обработки, за один проход возможно снять более толстый слой, чем у стали. Меньше изнашиваются фрезы.

Титан

Обработка титана несколько отличается. Этот металл плохо поддается обработке. Из-за высокой химической активности титан налипает на резец, что тормозит работу и изнашивает фрезу. Титан плохо проводит и отводит  тепло, потому место реза быстро перегревается. Этот металл режут с обязательно подачей СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость), иногда под давлением.

Керамогранит и мрамор

Эти материалы, кроме прочности, обладают высокими абразивными свойствами – способностью быстро стирать фрезу. Поэтому для их обработки важно использовать специальные фрезы:

• поликристаллические алмазные;
• прессованные (цельноспеченные) алмазные;
• с алмазным напылением;
• твердосплавные (никель, карбид вольфрама, кобальт).

Для обработки камня используются станки разной конструкции и мощности. От министанков для изготовления ювелирных изделий до крупных промышленных для обработки элементов архитектуры.

Работа станка ЧПУ по камню:

Оргстекло

Относится к мягким материалам. Возможна обработка универсальными фрезами (дерево, пластик, оргстекло) или специальными. Главная проблема при резке – плавление материала и склонность к растрескиванию. Поэтому:

1. Фреза должна быть острой, тупая из-за сильного трения склонна к перегреву.
2. Требуется выбрать оптимальные обороты фрезы.
3. Чтобы избежать трещин, материал снимают тонкими слоями.

ЦСП (цементно-стружечная плита)

Этот материал не относится к отделочным. Иногда его применяют как внутристеновой в каркасном строительстве или как утеплитель на потолочных перекрытиях. Структура грубая и рыхлая.

Поэтому при монтаже, фрезеровка ЦСП практически не требуется. Иногда в ЦСП вырезают монтажные ниши (круглые под электро розетки, включатели, прямоугольные под коммуникации и т.д).

Для этого используются твердосплавные коронки на дрелях, диски по камню на УШМ, лобзики и пилки с алмазным напылением.

Сам материал мягкий, так как в основе древесная стружка. Но цемент – сильнейший абразив и способен быстро стереть режущие кромки из недостаточно прочных сплавов.

ЦСП фрезеруют во время производства на промышленных станках. Это один из этапов технологии. Как это происходит, можно увидеть на следующем видео:

Гипсокартон

Это мягкий материал. При монтаже фрезеруют ручным фрезером, а кромку срезают обычным рубанком по гипсокартону. Применяются любые фрезы, устойчивые к истиранию гипсом.

В листах гипсокартона часто приходится делать длинную выборку (пазы) например, когда нужно утопить в них несущую планку. Так же требуется монтажные ниши и проемы под электрику, провода, коммуникации.

Как фрезерует гипсокартон, полно и наглядно показано на следующем видео:

Выше описаны способы фрезерования в общих чертах, с некоторыми моментами. Узкая специализация каждой технологии несравнимо обширнее. Фрезерованию металла посвящены учебники и научные работы.

Практические навыки работы с ручными фрезерами также изложены в многочисленных источниках.

В целом, фрезерование – это вид обработки материалов, который позволяет сделать практически любую деталь, и без которого трудно представить современную цивилизацию.