Добрый день, господа.
Сегодня мы поговорим о последнем(пока что) в моём арсенале типе станка, но первом в плане использования.
На самом деле тут стоит сделать небольшое отступление. Как видите, мой канал называется CNC-punk и это первая статья, хоть как-то посвященная данной тематике. Когда я был маленьким мне в нос попал кукурузный початок, то проводил лето в деревне. Там мне впервые в руки попали ножи, напильники, лобзики и циркулярная пила. Я прекрасно помню то ощущение после пары лет деревянного строительства детского домика
- нам дали место и мы с братом сами собрали себе домик из досок от поддонов - как ты чувствуешь, что можешь ваять из дерева всё что угодно. Да, у нас не было только токарного станка, но по большей части он и не требовался - всё делалось электрорубанком и циркуляркой. Несколько позже, когда у нас появился сварочник и болгарка, меня постигло ощущение власти над металлом - ведь для своих нехитрых затей мы могли сделать всё что угодно благодаря инструменту.
Фрезеровочный станок попал ко мне достаточно случайно - достался "в наследство" от уехавшего за рубеж друга. Пару месяцев он пылился на балконе, но, наконец, я про него вспомнил и подумал, что можно приобщить его к хобби, в котором и так свершений не много, но хотя бы навык обращения со станками с ЧПУ появится. Представьте, как в фантастической литературе - вы задаете "программу" и через час у вас в руках изысканного вида деталь или безделушка... Здорово? Как бы не так - скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается. Давайте разбираться.
Для начала определим, что такое фрезерный станок? Это, грубо говоря, вращающаяся фреза, которую можно точно двигать над и в детали. Благодаря вращению фрезы можно выбирать материал из заготовки, постепенно превращая её в целевую деталь.
Конструкция
По конструкции существуют два основных типа станков по "креплению" фрезерной головки - портальные и консольные.
Как нетрудно догадаться, в случае портального станка - шпиндель крепится на двух опорах, а в случае консольного - на одной. При одинаковом классе станка (особенно, если это "обычный" станок, а не станок для выпиливания гребного винта АПЛ из карбида вольфрама - читай, специальный) особой разницы в плане надежности или скорости резки, имхо, нет. Однако, в портальном станке двигается шпиндель над координатным столом, а в консольном - поверхность координатного стола. Это дает небольшое отличие в использовании, например, теоретически, вы можете засунуть в консольный станок колесную пару от вагона и лихо выфрезеровать на её краешке, так как там всего одна стойка. Так же, обычно многоосевые (5+) станки именно консольные для удобства перемещения фрезы. Если вы видите более существенные различия, то, пожалуйста, черканите в комментариях, будет интересно почитать.
Оси
Далее станки различают по количеству рабочих осей.
3х осевой станок - это самый обычный кондовый работяга. Часто их еще называют 2.5 осевыми, потому что вы должны положить деталь на стол и закрепить её и никакой возможности фрезернуть снизу нет. То есть как бы в 3х плоскостях, но как бы не со всех сторон. Такие станки чаще всего берут "домой", в гаражи для мелкосерийного производства.
4х осевой станок уже немного поинтереснее - у него есть поворотная ось. Фактически, вы можете выточить на нем объект вращения (как на токарнике, но с худшим коэффициентом качества обработки за единицу времени) и профрезеровать на нем желоба, отверстия и тд. Например, можно из черенка от лопаты сделать статуэтку с достаточно хорошим качеством обработки.
5ти осевой станок - это вообще мечта любого домашнего мастера или судомоделиста - посмотрите на картинку сверху, там имеется поворотная ось, но расположена она так, что вращается вокруг вертикальной оси (по положению, как на картинке) и наклонная площадка. Таким образом, вы можете сделать готовую шахматную фигуру из куска алюминия, ни разу не меняя фрезу и не тормозя станок, чтобы перевернуть деталь. Отличная вещь.
Ну и 9ти осевые станки используются на серьезном производстве (я такие видел в Иркуте, там они из метрового алюминиевого куба делали отличный шпангоут для фюзеляжа). на таком станке ещё СССР вытачивали грибные винты для АПЛ со всеми требованиями к контурности и плавности. Увы, для хобби это недостижимая высота.
Точность
Так же станки различают по точности. От этого зависит стоимость станка, ну и конечно, насколько близко к чертежу станок сможет выпилить изделие. Тут обычно пляшут от потребности - когда я искал себе новый станок, я находил дешевые варианты для обработки полотен дверей, например, с точностью 2мм. Много это или мало? Для двери, наверно, мало, для модели корабля 1:350 - чудовищно много. От чего зависит эта точность?
Точность станка зависит от винта подачи оси. Как вы видите на картинке выше, шпиндель (та штука, в которой крутится фреза), "ездит" по оси Z вверх и вниз по двум направляющим(рельсам). Почему двум? Чтобы не болтался. А вот его высота регулируется винтом. Именно этот винт крутит шаговый мотор через муфту. Соответственно, один шаг мотора опускает или поднимает шпиндель на определенную высоту. Винты бывают с разным шагом резьбы и ее наклоном, что тоже влияет на перемещение головки. Обычно резьба на таких винтах не метрическая, а трапецевидная - это позволяет использовать специальные гайки с шариками внутри - уменьшение нагрузочного износ винта. Они так и называются - Шарико-Винтовые Подачи (ШВП).
Разделяют несколько стандартов точности, но надо понимать, что если "обычный" винт ШВП для "любительского" станка класса C7 имеет точность 0.05мм на 300мм длинны и стоит, условно, 10к руб, то такой же винт класса С5 - уже 40к, ну а класса С0 при его погрешности в 0.009, думаю, все 300к. Большинство "любительских"(почему это слово в кавычках, мы поговорим через пару статей, если вам "зайдет") станков, в виду ограниченности бюджетов, используют класс С7. Таким образом, как бы точно не был сделан сам станок, как бы не был отъюстирован - всё упирается в ШВП (ну и шаговик).
Вспоминая про ЧПУ для дверного полотна, парой абзацев выше - а это 2 метра, как никак, он уже не выглядит таким "разболтанным", правда? На 2м длинны в классе с7 уже и можно набрать эти пару миллиметров. А учитывая инновационные отечественные технологии сборки (клепка газом, пайка взрывом, сборка трезвым), там люфты сделают своё черное дело.
Итог
Подводя итог сегодняшней беседе, хотел бы сказать, почему я выбрал для себя ЧПУ - это повторяемость результата. Таки образом, один раз выправив 3д модель вы сможете бесконечно клепать такие же детали, был бы только материал.
В дальнейшем я буду еще писать как раз о "любительских" станках и о своем опыте выбора и работы. Если вам есть что добавить или посоветовать - милости прошу в каменты.
Спасибо!
