Когда встает речь о приобретении фрезерного станка с числовым программным управлением, то неизбежно возникает вопрос выбора оборудования среди огромного спектра предложений на рынке. С чего же начать выбор станка? Самым первым делом необходимо определиться какие материалы планируется обрабатывать. Первый параметр, который необходимо учитывать - это размер заготовки, от этого напрямую зависит размер рабочего поля станка.
Если вы планируете заняться изготовлением сувенирной продукции, с небольшими размерами, то вам будет достаточно фрезерного станка рабочим полем в пределах нескольких десятков сантиметров, как изображено на Рисунке 1.
Варианты фрезеров настольного типа очень востребованы при гравировке и 3D резки небольших объектов.
При необходимости обработки материалов большого периметра, таких как листовой материал при изготовлении мебельной продукции, в рекламном производстве естественным становится выбор оборудования с большим рабочим полем. Это уже напольные станки на массивной станине, как изображено на рисунке 2.
Резка и гравировка материалов с большим периметром, таких как ХДФ, МДФ, фанера, акрил, оргстекло, композитный пластик, ПЭТ, ПВХ, поликарбонат и др., потребуют размеры рабочего поля уже измеряемого сотнями сантиметров. Популярными размерами рабочего станка в данном случае являются фрезерные станки с полем 1,3 х 2,5 метра и 2,0 х 3,0 метра. Встречаются так же станки с длиной рабочего поля 4 метра и даже 6 метров.
Далее следует определить структуру рабочего стола станка:
- Рабочий стол с Т-слот панелями. Применяется когда обрабатываемые материалы будут несклонными к деформации под собственным напряжением. Это как правило толстолистовые и тяжелые материалы, например, толщиной листа от 6 мм. Заготовки в данном случае крепятся к столу путем механического крепления специальными зажимами.
- Вакуумный стол создан для того, чтобы притягивать обрабатываемый материал к рабочей зоне путем создания вакуума под столом. Вакуум создается с помощью мощного компрессора. Атмосферное давление в этом случае обеспечивает надежное притягивание материала к рабочему столу. Используется это как правило при работе с тонкими материалами, например, с рулонными, склонными к скрутке или тонколистовыми, которые уже имеют волнообразную структуру.
Следующим шагом необходимо определиться с выбором шпинделя (Рисунок 3).
Выбор шпинделя для фрезерного станка зависит от плотности и жесткости обрабатываемых материалов. В первую очередь необходимо определиться с мощностью шпинделя:
- При работе с мягкими материалами, такими как дерево, фанера, алюминий и другие мягкие металлы или пластик достаточно шпинделя 1,5 Квт. Если же вы данные материалы чаще режете чем гравируете, то мощность шпинделя неплохо бы было увеличить до 2,5 КВт.
- При работе с твердыми материалами такими как искусственный камень или мрамор мощность шпинделя уже должна соответствовать 3 – 5 КВт.
- При работе же с природным камнем, гранитом и тд. Уже требуется мощность шпинделя от 5 КВт и выше.
Мощность шпинделя так же определяет скорость резки материала, чем мощнее шпиндель, тем легче он переносит механические нагрузки при резке, тем глубже можно будет сделать резку за один проход. Шпиндели классифицируются по размеру. Чем больше шпиндель, тем больший патрон по диаметру, и соответственно тем больший диаметр инструмента можно в нем закрепить, это актуально при фрезеровке фигурными фрезами, для производства мебели и декора. Размер шпинделя напрямую зависит от поставленных задач.
По типу охлаждения шпиндели бывают:
- Жидкостного охлаждения. Шпиндель охлаждается с помощью воды или тосола тем самым происходит отвод тепла от обмотки. При такой схеме чаще всего требуется подключение выносного чиллера с фреоном для охлаждения циркулирующей жидкости. Охлаждение жидкостью является приоритетным особенно при многочасовой бесперебойной работе станка. Такой тип шпинделей подходит для любых задач.
- Воздушного охлаждения. Система охлаждается нагнетаемым потоком воздуха, является более неприхотливым и простым вариантом, соответственно не требует подключения выносного чиллера, но и имеет несколько недостатков. Такая система охлаждения стоит дороже и сопряжена с частым засорением фильтра, если отходы при резке или гравировке имеют мелкодисперсный характер. При засорении фильтра шпиндель начинает перегреваться. Так же шпиндель с воздушным охлаждение начинает нагреваться при работе на низких оборотах, так как скорость охлаждающей крыльчатки зависит от оборотов шпинделя.
В общем за шпинделем необходимо тщательно следить, содержать его в чистоте и проверять смазку, наблюдать за подшипниками и тогда он отработает весь заложенный в него ресурс.
Так же следует учесть такой параметр, как максимальная скорость вращения шпинделя, которая рассчитывается по формуле на Рисунке 4, где:
d – диаметр инструмента (мм)
v – скорость резания (м/мин)
Пи = 3,1415926…
n – искомая скорость вращения шпинделя (об/мин)
Соответственно зная какими будут диаметры рабочих фрез и необходимая скорость фрезерования, можно определить насколько оборотистым должен быть шпиндель. Скорость вращения шпинделя на современных фрезеровальных станках ЧПУ находится в диапазоне от 8000 до 24000 оборотов в минуту.
Когда одного шпинделя мало.
Если встает вопрос о поточном производстве однотипной продукции, то необходимо задуматься о фрезерном станке, имеющим несколько шпинделей на одном портале, как показано на Рисунке 5.
Такой станок дает возможность одновременно изготавливать не одно изделие, а сразу столько, сколько у вас установлено шпинделей. Например, вы производите фрезерованием однотипные шахматные фигуры, а рабочее поле позволяет разместить несколько заготовок в ряд, тогда и появляется необходимость во фрезерном многошпиндельном станке. Производительность возрастает кратно количеству установленных шпинделей.
Когда необходимо несколько разных инструментов.
Часто бывает, когда обработка одной заготовки ведется сразу несколькими типами фрез. Тогда на выручку приходит фрезерный станок ЧПУ с автоматической сменой инструмента, как изображено на Рисунке 6.
Чаще всего при производстве фрезерных станков ЧПУ используется одна из систем автоматической смены, но не редки случаи, когда клиентам требуется широкий ассортимент инструментов для обработки, в таком случае можно установить обе системы автоматической смены инструментов.
Оператору, обслуживающему станок не надо каждый раз тратить время на замену фрезы в шпинделе, когда этого требует фаза производственного цикла. Станки с автоматической сменой инструмента чаще всего оснащены серво приводами, что значительно увеличивает скорость обработки. Станок в автоматическом режиме производит смену инструмента, что значительно упрощает и ускоряет процесс производства товаров.
Ознакомившись с данной статьей, вы примерно начнете понимать с каких аспектов нужно начинать выбор фрезерного станка под ваши задачи, чтобы, минимизировав затраты получить максимальную производительность, а следовательно и рентабельность.