Токарно фрезерный станок с чпу по металлу. виды и рейтинг лучших

Простота выбора

Для удобства подбора, мы разделили фрезеры на серии:

• Легкая
• Профессиональна
• Промышленная
• Специальная

Данные серии вы можете найти в верхней части страницы

В легкую вошли станки по дереву с числовым программным управлением, предназначенные в основном для штучного изготовления деталей, либо мелкосерийных производств. Как правило, это элементы художественного паркета, сувенирная продукция, клише и т.д. Модели имеют различное конструктивное исполнение, начиная с настольных легких вариантов с небольшой рабочей зоной заканчивая устройствами с полноценными станинами.

Профессиональная серия имеет уже более серьезные технические характеристики, они обладают более жесткой станиной, большей высотой по оси Z и способны изготавливать уже детали серийно в производственных условиях.

Промышленные – это уже совершенно другой уровень оснащения. Ещё больше усиленная конструкция, огромные зоны обработки, мощные шпиндели и серводвигатели, современные стойки управления. Деревообрабатывающие станки уже обходятся в работе минимальным участием человека, самостоятельно совершают замену инструмента и при этом обладают самыми высокими скоростями обработки в своем классе.

Варианты из специальной серии предназначены для решения специфических задач, с которыми сталкиваются многие производственники, например изготовление криволинейных фасадов.

Собираем самодельное оборудование

Сначала фиксируем на направляющих балку с прямоугольным сечением. Для несущей конструкции устройства нужна достаточная жесткость. Лучше обойтись без сварного соединения всех элементов, применяя винты и болты. Швы, образовавшиеся при сварке, плохо переносят вибрацию. И рама способна быстро разрушиться.

В фрезерном станке, или же токарном, собранном собственноручно, необходимо иметь механизм, способствующий тому, что рабочий инструмент перемещается в плоскости, расположенной вертикальной. С этой целью применяют винтовую передачу.

Что касается вертикальной оси, она легко изготовляется из плиты алюминия. Нужно только параметры оси идеально подогнать к габаритам будущего устройства. Если умелец располагает муфельной печью, конструкция алюминиевой оси изготовляется самостоятельно: для ее отливания пользуются отраженными в чертеже габаритами.

Сборку начинают с ШД. Чтобы их смонтировать, оба двигателя закрепляют позади вертикальной оси на корпусе. Первый несет ответственность за то, чтобы фрезерная головка перемещалась в горизонтальном направлении, а другой, – образно говоря, «опекает» вертикальную. И уже затем начинается монтаж оставшихся узлов.

Для обеспечения вращения всех механизмов служат ременные передачи. Перед подключением к станку ПУ, нужна проверка (выполняется в ручном режиме) его работоспособности и устранение по ходу выявленных недостатков.

Резка алюминия и как получить хорошие результаты

Баланс: Фрезерный станок по металлу с высокой скоростью подачи и очень малой глубиной за проход позволяет хорошо охлаждать фрезу. Она будет проходить по заготовке из алюминиевого сплава достаточно быстро, чтобы охладить себя, но, если инструмент задержится слишком долго (медленная подача и глубокая глубина за проход) в одном и том же месте, он будет нагреваться и плавить место реза на заготовке из-за трения. Следует учитывать, что фрезерные станки с ЧПУ практически любого типа могут успешно разрезать алюминий.

Рассмотрим такую аналогию: взрослый может выкопать яму довольно быстро и набирать большое количество песка в лопату за раз. Ребенок может копать песок тоже, но только царапать поверхность раз за разом, а не набирать полную лопату. Ребенок, в конце концов, достигнет такой же глубины, что и взрослый, но это займет немного больше времени.

Проблема: ребенок не использует лопату наиболее эффективно, потому что острый кончик лопаты будет затупляться быстрее, чем верхняя часть лопаты, тогда как взрослый будет равномерно работать всей лопатой. Так обстоит дело и с торцевыми фрезами. Чем глубже вы сможете пройти по заготовке фрезой, тем более равномерно она будет изнашиваться, продлевая свой срок службы.

Итак, какие же параметры должны быть соблюдены? Это важный вопрос, потому что результат может вылиться в копеечку. У нас есть хороший пример. Как уже было написано выше, используется компактный фрезерный станок по металлу с ЧПУ и вихревая система для продувки фрезы воздухом с температурой -50 градусов

Разрезаемый материал марки 6061, который является структурным сортом алюминия, а его толщина составляет 5 мм, но не важно, так как резка производится с большим количеством проходов. Чем толще материал, тем дольше потребуется времени на обработку, впрочем, это и так ясно

Для резки используется китайский шпиндель со скоростью 13 000 оборотов в минуту. Скорость подачи (скорость, с которой концевая фреза проходит через разрез) устанавливается между 300 и 430 мм/мин. Глубина за проход – это важный параметр, который следует тщательно подбирать. Компания Onsrud, имеющая большой опыт в производстве торцевых фрез, рекомендует, чтобы глубина за проход составляла 1/2 диаметра режущей части фрезы. Для 3 мм концевой фрезы — это около 1,5 мм, но для чистовой обработки все же лучше брать глубину, равную четверти диаметра режущего инструмента.

При резке металла вибрация заготовки является основной проблемой, которую необходимо устранить. В домашних условиях можно использовать самые различные способы фиксации, начиная от струбцин и заканчивая специальным вакуумным столом. Независимо от того, какой метод зажима или закрепления используется, убедитесь, что он вообще не будет двигаться и что зажим (винты, хомут) находится как можно ближе к месту реза.

Подведем итоги

Исходя из вышесказанного, можно выделить такие пункты, запомнив которые фрезеровать металл станет гораздо проще:

1. Не торопитесь. Лучше потратить больше времени на обработку, чем убить гору недешевого инструмента и испортить не одну заготовку.
2. Используйте твердосплавные фрезы. Именно они будут служить очень долго при правильно подобранных режимах резания. И желательно покупать фрезы проверенных производителей и в специализированных магазинах.
3. Используйте фрезы меньшего диаметра. Лучше сделать больше проходов и получить красивое место реза, чем снять килограмм алюминия за один рез, выбросить «сгоревший» инструмент и увидеть оборванные края заготовки.
4. Не параноить по поводу чистки мест реза. Не нужно стоять со щеткой или пылесосом над заготовкой, которую обрабатываете, достаточно в конце просто смести все отходы или собрать их магнитом (если это ферромагнитный материал).
5. Смазывать рабочий инструмент туманом из охлаждающей жидкости. Эффект «тумана» достигается при использовании специального штуцера на подающем жидкость патрубке.
6. Не замедляйте подачу слишком сильно. При слишком медленной подаче фреза вместо того, чтобы резать материал, начинает тереться о него и очень сильно греться, что приводит к перегреву инструмента и оплавлению места реза (если заготовка из легкоплавкого материала).
7. Если ваши станки по металлу не имеют достаточно быстрой подачи, используйте меньшее количество проходов и увеличьте диаметр фрезы.

12 шагов к построению станка

Надо знать, что есть немало самодельных чертежей станка с ЧПУ, предлагаются различные подходы к решению некоторых задач. Чтобы в этой информации не «заблудиться», опытные специалисты разработали руководство, в котором сформулировано 12 главных шагов для создания функционального агрегата.

Воплощая станок в металле, нужно определиться:

1. С ключевыми конструктивными решениями, учитывающими бюджет.
2. Основанием и элементами Х-оси.
3. С правильным проектированием козловой оси Y.
4. Схемой сборки оси Z.
5. Линейной системой движения.
6. Компонентами механического привода.
7. Выбором двигателей.
8. Конструкцией режущего стола.
9. Параметрами шпинделей и системы охлаждения.
10. Электронной начинкой и источниками питания.
11. Параметрами контроллера ПУ.
12. Выбором необходимого ПО.

Обрабатывающие центры торговой марки TRENS

Фрезерно-токарные обрабатывающие центры данной торговой марки отличаются особенной конструкцией и имеют характерный признак – наклонную раму. Это придает станкам исключительную прочность и жесткость, что позволяет выполнять на них обработку деталей с высокой точностью. Как правило, таким оборудованием оснащаются крупно- и среднесерийные производства, занимающиеся выпуском деталей со сложной конфигурацией. Перечислим наиболее популярные модели токарно- данной торговой марки.

SBL 300

Конструкция данной модели более простая, по сравнению с рассмотренной выше, что не мешает такому станку эффективно справляться с нарезанием резьбы, основными фрезерными операциями, обработкой деталей сложной конфигурации. Особого внимания заслуживает шпиндель станка, отличающийся высокой жесткостью и исключительной надежностью, что дает возможность эксплуатировать его на высоких скоростях довольно долго. Не менее примечательны и характеристики С-оси данного устройства, создающей отличный крутящий момент и обеспечивающей быстрое переключение рабочих режимов. Таких характеристик С-оси производителям удалось достичь за счет того, что в ней реализована особая система фиксации дискового типа.

Станок с ЧПУ Trens SBL 300 производства Словакии

SBL 500A

Возможности станка данной модели позволяют обрабатывать на нем заготовки, вес которых достигает 1050 кг. Обрабатывающий центр оснащается электроприводом ТМ Siemens или Fagor, в его конструкции имеется противошпиндель, легко настраиваемая и надежная система ЧПУ. Перемещения бабки станка и фиксация заготовок осуществляются при помощи гидравлических механизмов. О возможностях такого токарно-фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ говорит и то, что на нем можно выполнить сложнейшую технологическую операцию – внеосевое сверление – за одну установку.

Станок TRENS SBL 500A

SBL 700

Этот фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ является наиболее современной моделью оборудования, выпускаемого под ТМ TRENS. Технические возможности такого станка позволяют выполнять на нем обработку заготовок из металла прямолинейной, ступенчатой и криволинейной конфигурации, вес которых может доходить до 2500 кг. Обрабатывающий центр комплектуется системой ЧПУ ТМ Siemens, которая обеспечивает точное перемещение инструмента в процессе обработки. Работа станка и перемещение инструмента в такой системе ЧПУ описывается простым 3D-программированием, а ее подключение к устройству обеспечивается посредством Ethernet-протокола.

Станок Trens SBL 700

Режимы фрезерования для алюминия и его сплавов

Как всем известно, главными параметрами при резании является скорость оборотов шпинделя и скорость подачи. Диаметр фрезы подбирается исходя из двух параметров – ширины и глубины обработки. Ширина реза, или ширина прохода, рассчитывается обычно при разработке чертежа и напрямую зависит от размера детали или поля обработки. Если производится одновременная фрезеровка на ЧПУ не одной заготовки, то ширина обработки увеличивается кратно размеру заготовки.

Приведем данные для фрезеровки алюминия и его сплавов:

Варианты

1. Приобрести готовый набор со специально подобранными элементами, и собрать его по схеме.
2. Комплектующие извлекаются из старых сканеров и принтеров, а устройство, которое бы полностью удовлетворяло все чаяниям умельца, собирается собственноручно.

Главное, чтобы иметь инструкцию по сборке самодельных устройств (фрезерного или токарного) с ЧПУ, где указаны:

• используемые материалы;
• список необходимых комплектующих;
• перечень инструментария;
• чертежи комплектующих;
• цены на приобретение элементов (приблизительно).

Но есть один минус: чтобы прочесть хорошие инструкции – надо знать английский. Хотя, по мнению многих умельцев, разобраться в чертеже и схеме, даже не владея языком, – несложно. Главное – остановиться на оптимальной схеме для работы мини-оборудования.

Особенности работы с оборудованием

Мини фрезерный станок с ЧПУ отличается тем, что работать на нем может не только высоко квалифицированный специалист, а и простой рабочий. Оператор, который управляет данным аппаратом, должен лишь правильно закрепить нужную заготовку, а после загрузить и произвести запуск программы, с помощью которой ЧПУ фрезер выполнит все операции в автоматическом режиме.

Система управления состоит из ЧПУ с системой команд и компьютера, который используется для того, чтобы управлять настольным фрезерным станком с ЧПУ, программой и нужным программным обеспечением.

Иными словами, если вы впервые столкнулись с ЧПУ устройством, то нужно научиться работать с ним и соответствующим программным обеспечением. Благодаря последнему будут доступны следующие операции:

• создание чертежей;
• моделирование объемных (3D) моделей;
• разработка на основе чертежей и моделей программы, с помощью которой и будет осуществляться вся работа.

Необходимо также заметить, что в процессе работы с оборудованием нужно контролировать его действия, поскольку не каждый настольный станок укомплектован системой аварийной остановки в случае сбоя программы.

Специфика гравировально-фрезерных станков

Внешний вид такого типа оборудования почти не имеет отличий от большого фрезерного, иногда они почти одинаковые. Данная характеристика зависит от модели и конструкции агрегата того или иного типа. Область, в которой применяются гравировальные фрезерные станки, аналогична той, в которой применяются фрезерные. И как было сказано выше, последний вид может справиться с гравировальными работами. Давайте разберемся, в чем же тогда их отличие?

Опишем остальные различия:

1. Фрезерный ЧПУ может обрабатывать сталь, а гравировальный не осилит такую задачу. Последний подходит для цветных (алюминий, латунь, медь) металлов и не твёрдых материалов.
2. Гравировальный агрегат осилит даже самую «хрупкую» обработку, а вот фрезерный – нет.
3. На гравировально-фрезерных станках существует возможность получения изделия, которое не требует последующей обработки. Если работать на фрезерном, то тут все зависит от точности обработки.

Обратите внимание на наличие датчика высоты изделия в гравировальном ЧПУ станке, поскольку он обеспечивает скорость, безопасность и отсутствие брака в работе. Также он предотвращает поломку механической части гравера и микрофрезы

К тому же, некоторые гравировальные станки имеют различные датчики (наклона, мерки вылета рабочего инструмента). Такая деталь обеспечивает высокую точность работы и глубины реза.

Станок-конструктор своими руками

Еще одна отличительная особенность маленького настольного фрезерного ЧПУ станка в том, что его можно купить в виде набора-конструктора, называемого cnc-kit, и собрать своими руками. И цена тут приятно удивляет: она намного ниже, чем у готового станка.

К тому же, есть возможность самостоятельно выбрать необходимую комплектацию и дополнить агрегат всевозможными деталями. И даже, после того, как станок уже собран, в любой момент можно приобрести нужные детали и повысить его производительность.

Преимущества станка-конструктора в следующем:

• низкая цена по сравнению с готовыми аналогами;
• производительность и качество не уступает готовым машинам;
• присутствует гарантия и техобслуживание во время полезного срока использования.

Модели станков

Существует огромное количество как домашних фрезерных, так и производственных настольных моделей. Хотелось бы выделить наиболее популярную на сегодня модель – cz20005m. Это небольшой станок, который может обрабатывать пластик, композитные материалы, дерево, различные цветные металлы.

Вся конструкция станка сделана из металла, пластиковые только кожухи. С помощью такой машины можно изготовить образцы деталей. Применяется она и для домашней мастерской, и в учебных заведениях для приобретения навыков работы со станками. Положительными свойствами является простота в использовании, надежность и безопасность.

Основные виды фрезеровальных 3д станков по металлу

Различают несколько видов фрезерных станков для работы с металлом:

1. Консольно-фрезерные станки. Это универсальные устройства, которые отличаются традиционной «начинкой», а шпиндельный узел может размещаться, как горизонтально, так и вертикально. Есть отдельный настольный вид данного станка, что позволяет использовать его в небольших помещениях, в том числе и дома. Величина рабочей поверхности составляет 500х500 мм, а мощность привода устройства от 1 кВт и более.
2. Станки непрерывного действия. Различают барабанный и линейный тип станка непрерывного действия. Независимо от выбора, такие станки значительно увеличивают скорость производства, так как не требуется сменять фрезерную головку. Все осуществляется в автоматическом режиме и практически без вмешательства человеческого фактора.
3. Фрезерно-гравировальные станки. На таких станках металлические заготовки обрабатываются по предварительно заготовленным шаблонам. Как правило, такое оборудование используется для производства одинаковых изделий в большом количестве. Также такие станки применяются для нанесения узоров и надписей на деталях.
4. Фрезерный станок по металлу с ЧПУ и программным блоком. Этот фрезерный агрегат работает в автоматическом режиме, чему способствует специальная компьютерная программа, а также блок управления электронным процессором. Гарантируют высокую производительность, а также точность продукта.
5. Лазерный фрезерный 3д станок с чпу по металлу. Дорогостоящее оборудование, но его использование позволяет избежать предварительной шлифовки детали. Недостаток такого станка заключается в том, что при гравировальных работах в глубину лазерный сканер не работе, ведь для этого требуется очень большая мощность оборудования, а также значительный отрезок времени.

Преимущества

• домашний фрезерный станок отлично подходит для гравировки, промышленные станки для таких задач обычно не используются;
• простота использования;
• более простое обслуживание;
• работает от однофазной сети, и потребляет меньше электроэнергии;
• занимает небольшую площадь;
• тихая работа;
• функции безопасности, которые есть в некоторых моделях, делают его идеальным для использования в Makerspaces, FabLabs и Education, где может быть неконтролируемое использование;
• маленький вес, можно с легкостью перемещать его с места на место;
• дешевизна, в отличие от более крупных станков;
• если сравнивать с оборудованием, которое имеет ручное управление, то фрезерные ЧПУ имеют более высокую производительность. Особенно это актуально для малого бизнеса.

Если использовать настольное оборудование на заводах для обработки небольших деталей и фрезерования, то можно сэкономить на электроэнергии. Да и к тому же, не каждый крупногабаритный станок ЧПУ сможет осилить мелкую фрезерную обработку, которая рассчитана на настольный аппарат.

Обрабатывающий центр модели 1728С

Универсальный обрабатывающий центр этой модели заслужил особую популярность в России. Функциональные возможности позволяют такому устройству справляться со следующими технологическими операциями по обработке заготовок из металла: сверление прямое и под заданным углом, растачивание, долбление, обычное и контурное фрезерование, точение при помощи фрез и др. Обрабатывать заготовки из металла на этом можно как в патроне, так и в его центрах. Высокая точность, с которой на данном центре обрабатываются заготовки, обеспечивается следующими его конструктивными особенностями.

• Основные узлы станка характеризуются повышенной жесткостью и виброустойчивостью.
• В узлах оборудования установлены подшипники высокой точности.
• В конструкции станка предусмотрены специальные термосимметричные элементы, которые компенсируют деформации, возникающие от температурного воздействия.
• Перемещение и работа инструмента постоянно контролируются при помощи специальных элементов.
• Оборудование оснащено современной и надежной системой ЧПУ.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр модели 1728С

Токарно-фрезерный станок данной модели позволяет обрабатывать заготовки диаметром до 40 см и длиной до 3 метров. Шпиндель станка имеет величину конца А8, на нем установлен патрон с сечением 40 см, диаметр отверстия в котором составляет 9,7 см.

Рекомендации по выбору

В продаже встречается большое количество самых различных моделей фрезерных станков с ЧПУ. Именно поэтому возникают трудности с подбором подходящей модели для конкретной задачи. Рекомендации, по которым можно выбрать фрезерный ЧПУ по металлу, выглядят следующим образом:

Для начала учитывается область применения. Примером можно назвать установку на производственных площадях или в домашней мастерской. От этого во многом зависят затраты на покупку.
Следующий критерий выбора заключается в размерах обрабатываемых заготовок
Для изготовления больших изделий требуется станок соответствующих габаритов.
Уделяется внимание тому, какие именно будут проводится операции. Довольно большое распространение получил токарно-фрезерный с ЧПУ по металлу
Он может применяться для выполнения стандартных фрезеровальных операций и токарного точения

Некоторые модели также могут использоваться для сверления и растачивания.
Степень автоматизации процесса также имеет важное значение. Некоторые модели могут автоматически подавать заготовки в зону обработки, другие проводят перебазирования

Большинство станков ЧПУ проводят обработка только в нескольких плоскостях.
Точность, которой можно достигнуть при применении оборудования, также варьирует в достаточно большом диапазоне. Этот показатель зависит от многих моментов: точности базирования всех узлов, жесткости станины и так далее.
Размеры и вес конструкции также имеют важное значение. Для установки в промышленности подходит объемное оборудование, вес которого достигает несколько тонн. Его размещают на специальных плитах. Для домашних мастерских подходят устройства с небольшим весом и размерами, они устанавливаются на полу или столе, верстаке.
Популярность бренда также имеет важное значение. Продукция известных производителей обходится намного дороже, что связан с высоким качеством продукта. Известные производители уделяют довольно много внимания тому, чтобы станки не выходили в продажу с серьезными дефектами. При этом подобные компании вкладывают довольно много средств в разработку современных технологий, за счет которых продукт выделяется на фоне других предложений.
Не стоит забывать о том, что на подобные устройства должна распространяться гарантия. Если в первые годы появятся дефекты, не всегда самостоятельно получится их устранить.
Возможность расширения функциональности. Встречается довольно большое количество различной оснастки, которая позволяет проводить определенную операцию. Кроме этого, за счет специальной оснастки можно повысить точность обработки.

В целом можно сказать, что только специалист может выбрать наиболее подходящий вариант исполнения станка. Кроме этого в продаже встречаются универсальные устройства, которые подходят для проведения большинства операций.

Часто можно встретить мнение о том, что можно изготовить подобную конструкцию самостоятельно.

Поэтому в случае, когда нужно получить качественное и точное изделие лучше всего использовать профессиональные станки с ЧПУ.