Типы фрезерных станков с ЧПУ: от вертикально-фрезерных до 5-осевых.

Выбор подходящего фрезерного станка с ЧПУ зависит от геометрии детали, стратегии настройки и производственных целей. Многие команды сравнивают “вертикальные, горизонтальные и 5-осевые” станки, но упускают из виду ключевые факторы, такие как удаление стружки, доступ к зажимным приспособлениям и многосторонняя обработка. В этой статье типы фрезерных станков с ЧПУ систематизированы с четкими обозначениями, а также приведены проверочные вопросы, которые помогут вам в процессе покупки и составления коммерческого предложения.

фрезерование с ЧПУ Используется запрограммированная траектория движения инструмента и вращающиеся фрезы для удаления материала. Термин “тип” может относиться к ориентации шпинделя, возможностям осей или архитектуре станка. Четкие определения предотвращают ошибочные сравнения между обрабатывающим центром, фрезерным станком с револьверной головкой и фрезерным станком. Последовательный процесс выбора также помогает избежать доработок при переходе детали от прототипа к серийному производству.

Понимание работы фрезерного станка с ЧПУ

Для достоверного сравнения фрезерных станков с ЧПУ необходимо различать возможности осей, ориентацию шпинделя и архитектуру станка. Возможности осей относятся к степеням перемещения. Ориентация шпинделя описывает направление подхода инструмента. Архитектура определяет жесткость конструкции станка и рабочее пространство. Каждый из этих параметров по-своему влияет на количество переналадок, вылет инструмента и устойчивость.

Обозначения осей обычно начинаются с 3-осевого (X/Y/Z) перемещения и добавляют вращательные оси для индексации или одновременного перемещения инструмента. Четвертая ось может использоваться для индексации детали при многосторонней обработке. 5-осевой станок может предлагать либо позиционную (3+2) обработку, либо одновременное 5-осевое перемещение. В коммерческих предложениях следует указывать предполагаемый режим перемещения, поскольку термин “5-осевой” может описывать различные результаты производства.

Маркировка ориентации шпинделя отличает вертикальные обрабатывающие центры (ВОМ) от горизонтальных обрабатывающих центров (ГОМ). ВОМ обеспечивают доступ сверху вниз, что делает их распространенными для обработки плоских деталей, плит и пресс-форм. ГОМ обеспечивают боковой доступ, позволяя силе тяжести способствовать удалению стружки. Это меняет характер чистовой обработки и возможности автоматизации при выполнении многогранных операций.

К архитектурным обозначениям относятся такие платформы, как мостовые/портальные фрезерные станки, станки с подвижной колонной и станки станочного типа. Архитектура оказывает большее влияние на жесткость, тепловые характеристики и полезную рабочую зону, чем просто количество осей. Она также влияет на стратегию оснастки, поскольку станок с подвижным столом ведет себя иначе, чем станок с подвижной головкой, при обработке больших длинных участков и тяжелых режущих работах.

Распространенные заблуждения при сравнении машин

Выбор станка с ЧПУ часто оказывается неудачным, когда команды полагаются на один-единственный заголовок вместо анализа, основанного на количестве переналадок. Пятиосевой станок может оказаться неподходящим выбором для плоской пластины с простыми элементами. Аналогично, трехосевой вертикально-фрезерный станок может быть непригоден для кубической детали, требующей обработки пяти сторон с жесткими допусками. Правильное сравнение начинается с количества переналадок, необходимых для обработки всех критически важных поверхностей.

Утверждение о том, что “больше осей — выше точность”, — распространённый миф. Точность зависит от повторяемости настройки, стратегии измерения, жёсткости зажима и предотвращения повторной фиксации — а не только от количества осей. Главная причина инвестирования в большее количество осей — сокращение количества настроек. Вам следует проверить, действительно ли ваша деталь выиграет от этого.

Ещё одна ошибка — считать, что выбор между вертикальным и горизонтальным станком — это просто вопрос предпочтения. Процессы удаления стружки, доступа к инструменту и пути автоматизации значительно различаются между платформами VMC и HMC. Эти различия влияют на стабильность длительных производственных циклов. Игнорирование особенностей стружки часто приводит к проблемам с качеством обработки или сроком службы инструмента в дальнейшем.

Основные типы фрезерных станков с ЧПУ и их применение.

Фрезерные станки с ЧПУ наиболее полезны в сочетании с типичной формой детали и схемой настройки. Ниже представлен список распространенных платформ, встречающихся в поисковых запросах покупателей и каталогах поставщиков. Каждое описание включает ключевое ограничение, которое необходимо проверить в процессе составления коммерческого предложения.

Вертикальный обрабатывающий центр для плоских деталей

Вертикальный обрабатывающий центр (ВОМ) идеально подходит для деталей, обрабатываемых преимущественно с одной стороны, что требует частой смены инструмента. ВОМ широко используются для пластин, кронштейнов и призматических деталей, где сила тяжести не задерживает стружку в глубоких углублениях. Благодаря простым приспособлениям время настройки может быть низким для смешанных видов прототипирования.

Однако вертикальный обрабатывающий центр может испытывать трудности с обработкой деталей, требующих обработки нескольких поверхностей с высокой точностью, поскольку повторное зажимание увеличивает риск. При выборе вертикального обрабатывающего центра проверьте максимальную длину рабочей зоны инструмента и глубину пазов, поскольку плотно спрессованная стружка может испортить качество поверхности, если охлаждающая жидкость неэффективна. В вашем коммерческом предложении следует указать, включены ли в план работы зондирование, средства для удаления стружки или этапы очистки.

Горизонтальный обрабатывающий центр для многогранных деталей

Горизонтальный обрабатывающий центр (ГОМ) подходит для кубических или многогранных деталей, для которых выгодно использование силы тяжести для удаления стружки и обеспечения легкого доступа к нескольким граням. В ГОМ часто используются опорные плиты или поддоны для сокращения времени простоя при серийном производстве. Они распространены для корпусов, блоков и деталей, требующих обработки нескольких сторон от стабильных базовых точек.

Инвестиции в гидромеханический обрабатывающий центр могут оказаться пустой тратой средств при обработке плоских односторонних материалов, если не использовать его преимущества для многогранной обработки. Стоимость гидромеханического обрабатывающего центра следует сопоставлять со стратегией крепления и паллетирования, поскольку эффективность автоматизации зависит от повторяемости загрузки и стабильной передачи базовых параметров. Также необходимо подтвердить план управления стружкой для обрабатываемого материала.

Универсальный или револьверный фрезерный станок с ЧПУ для работы под углом.

Универсальный или револьверный фрезерный станок с ЧПУ хорошо подходит для небольших партий, требующих частой смены углов и гибкости в работе. Эти станки часто имеют головку, которая наклоняется или вращается, что позволяет получать промежуточные углы без сложной оснастки. Инструментальные цеха используют их для ремонта, изготовления единичных изделий и частой смены оснастки.

Универсальная платформа обычно жертвует жесткостью и автоматизацией ради гибкости. Необходимо проверить ожидаемую жесткость, учитывая максимально запланированный вылет инструмента и самый твердый материал, который вы будете обрабатывать. В коммерческом предложении также следует указать, предназначена ли машина для непрерывного производства или для эпизодической работы в инструментальном цехе.

Фрезерные станки с ЧПУ станочного и коленного типа для 3-осевой обработки.

Фрезерные станки с ЧПУ станочного и коленного типа подходят для общего 3-осевого фрезерования, где предпочтительнее традиционный формат фрезерного станка. Конструкции станочного типа часто повышают жесткость при обработке более тяжелых деталей за счет размещения стола на неподвижной станине и использования шпиндельной головки для перемещения по оси Z. Конструкции коленного типа могут иметь меньшую площадь опоры и более универсальны для использования в цеху, иногда сочетая ручной и ЧПУ-режимы.

Эти платформы различаются по жесткости и уровню интеграции системы управления, поэтому обозначение “станочный” или “коленообразный” не гарантирует производительность. В качестве критериев приемки следует проверить нагрузку на стол, ожидаемое зацепление фрезы и точность позиционирования. В процессе составления коммерческого предложения также следует определить, является ли фрезерный станок модернизированным, станком для мелкосерийного производства или заменой обрабатывающего центра.

Мостовой или портальный фрезерный станок для обработки больших конвертов.

Мостовые, портальные и портальные фрезерные станки предназначены для обработки крупных заготовок, требующих высокой жесткости по всей площади. Такая конструкция часто обеспечивает неподвижное положение заготовки на станине, в то время как инструментальная головка перемещается, что стабилизирует крупные приспособления. На таких платформах часто обрабатываются основания пресс-форм, большие плиты и конструкционные элементы.

Платформы с большой рабочей зоной могут иметь практические ограничения в отношении фиксации заготовки и измерений. Вам следует уточнить, как деталь будет зажиматься, измеряться и проверяться во всем диапазоне перемещения. В коммерческом предложении также следует уточнить, как будет проверяться термическая стабильность и точность по продольной оси для деталей фактического размера.

Обрабатывающий центр с подвижной колонной для обработки длинных деталей.

Обрабатывающий центр с подвижной колонной подходит для обработки длинных деталей, где перемещение колонны обеспечивает вылет заготовки без необходимости использования стола больших размеров. Такая конструкция позволяет использовать большие перемещения, сохраняя при этом практичность зажимных приспособлений. Эти станки часто встречаются в цехах, где необходима гибкость при обработке деталей различной длины.

Для станков с большим ходом необходимо тщательно проверять прямолинейность и повторяемость по всей оси. Следует проверять точки опоры деталей, поскольку длинные детали могут деформироваться, если их неправильно поддерживать во время резки. В программном обеспечении для составления сметы должны быть определены процедуры измерения и стратегии привязки для длинных базовых элементов.

Платформа для обработки панелей и композитных материалов, выполненная по типу фрезерного станка с ЧПУ.

Платформа, аналогичная фрезерному станку с ЧПУ, идеально подходит для обработки листового металла, панелей и композитных материалов, где важны высокая скорость перемещения и большие плоские поверхности. Эта платформа широко используется для обработки пластмасс, дерева, пенопласта и композитных материалов. Некоторые установки могут также обрабатывать алюминий при наличии соответствующего шпинделя и жесткости. Ее ключевое преимущество заключается в эффективной 2D и 2.5D обработке больших поверхностей.

Фрезерный станок с ЧПУ не следует рассматривать как прямую замену жесткому обрабатывающему центру для фрезерования твердых металлов. Необходимо проверить мощность шпинделя, крепление инструмента и жесткость для конкретного материала и допусков. В смете также следует указать потребности в пылеудалении или удалении стружки, поскольку стабильность процесса зависит от контроля за стружкой.

4-осевые и 5-осевые обрабатывающие центры для сложных зон доступа.

Многоосевые обрабатывающие центры предназначены для деталей, где меньшее количество переналадок снижает суммарную погрешность и улучшает взаимосвязь элементов. Четвертая ось обычно поддерживает индексацию для обработки нескольких поверхностей. Пятиосевая платформа может поддерживать либо позиционирование по схеме 3+2, либо полное одновременное перемещение по пяти осям. Эти станки наиболее ценны для деталей со сложными углами или глубокими элементами, требующими наклона инструмента.

Многоосевые платформы создают риски программирования, верификации и столкновений, которые необходимо контролировать. Вам следует уточнить, требуется ли для вашего производственного плана позиционирование по схеме 3+2 или одновременное перемещение по 5 осям, поскольку это влияет на время цикла, стратегию траектории движения инструмента и контроль качества. В коммерческом предложении также следует уточнить потребности в постпроцессоре, моделировании и зондировании для проверки первого образца.

Дополнительное чтение:Наиболее распространенные типы станков с ЧПУ

Краткое сравнение типов фрезерных станков с ЧПУ

Сравнение фрезерных станков с ЧПУ становится более понятным, если использовать переменные, влияющие на решение, а не маркетинговые ярлыки. В таблице ниже приведено краткое описание типичного соответствия и того, на что следует обратить внимание при выборе распространенных платформ. Используйте столбец “проверить” для запросов предложений и внутренних проверок.

Ключевые факторы выбора при принятии решения о покупке

Выбор фрезерного станка с ЧПУ становится проще обосновать, если в качестве критериев вы используете измеримые ограничения. Наиболее надежные критерии напрямую связаны с геометрией детали, требуемыми поверхностями и планом настройки. Это позволяет сравнивать станки, используя одну и ту же модель обработки, а не просто ориентируясь на характеристики, указанные в брошюре.

Первым критерием выбора должна быть геометрия детали и доступ к ней. Вертикальный обрабатывающий центр часто подходит для плоских деталей с элементами на верхней стороне. Для кубических деталей с множеством граней часто оправдано использование горизонтального обрабатывающего центра или многоосевого станка. Для сложных подрезов или сложных углов может потребоваться 5-осевой станок, но только если траектория движения инструмента действительно сокращает количество переналадок.

Цель производства следует определить как “широко ассортиментная продукция против серийного производства”. В прототипной работе с широким ассортиментом ценятся быстрая смена оснастки и простые приспособления. В серийном производстве ценятся стабильная автоматизация, постоянный контроль стружки и сокращение времени простоя.

Жесткость конструкции должна определяться типом обрабатываемого материала и зацеплением режущего инструмента. Твердые стали и интенсивная обработка требуют более жесткой конструкции и надежного крепления заготовки. Для более мягких материалов, таких как алюминий, приоритет может отдаваться скорости вращения шпинделя и удалению стружки, но качество поверхности по-прежнему зависит от траектории движения инструмента и планирования подачи охлаждающей жидкости.

Проверка качества должна быть частью процесса выбора, а не второстепенным вопросом. Процедуры измерения, определение базовых элементов и критерии контроля определяют, сможет ли станок многократно соответствовать требованиям чертежа. Также следует подтвердить, сколько повторных зажимов потребуется для обработки всех элементов с допусками.

Контрольный список для проверки при составлении сметы и проведении тестирования.

Выбор фрезерного станка с ЧПУ будет более безопасным, если процесс покупки будет включать вопросы, связанные с предполагаемыми задачами. Приведенный ниже контрольный список предназначен для запросов предложений, звонков поставщикам и внутренних проверок. Цель состоит в том, чтобы согласовать предположения, а не просто полагаться на оптимистичные характеристики.

Запрос предложений и вопросы по определению процесса

• Какая роль играют семья и материальные блага, определяющие базовый уровень работы?
• Сколько настроек потребуется на каждой из рассматриваемых машин?
• Требуется ли позиционирование по схеме 3+2 или одновременное перемещение по 5 осям?
• Какую концепцию крепления будут использовать и как будут проверяться базовые параметры?
• Каковы критерии приемки при проверке первого образца?

Вопросы практической приемки

• Какая процедура измерения позволит установить рабочую систему координат?
• Какие держатели инструментов и их длина предполагаются для базовой работы?
• Какая стратегия отвода воздуха из микросхемы и охлаждения планируется?
• Какой процесс моделирования необходим для работы с многоосевыми системами?
• Какой метод контроля позволит подтвердить наиболее критические допуски?

Заключение

Типы фрезерных станков с ЧПУ становятся практичными инструментами принятия решений, когда вы связываете обозначения станков с настройками, базовыми точками и поведением стружки. Вертикальный обрабатывающий центр, горизонтальный обрабатывающий центр или портальная архитектура могут быть правильным выбором, но только если они соответствуют конкретному семейству деталей и рабочему процессу. Наиболее надежные сравнения используют одно и то же базовое задание и приемочные проверки.

В компании Yonglihao Machinery мы рассматриваем выбор оборудования как процесс, начинающийся с ваших чертежей и ключевых характеристик. Услуги обработки на станках с ЧПУ Мы поддерживаем прототипирование и мелкосерийное производство, поэтому уделяем особое внимание сокращению повторных зажимов и ясности этапов проверки. Такой подход, ориентированный на настройку, также лежит в основе нашей работы. услуги по обслуживанию фрезерных станков с ЧПУ, чтобы выбор оборудования соответствовал вашим данным и плану проверки. Для быстрой и обоснованной рекомендации мы предлагаем создать простую модель задания и использовать контрольный список проверки, прежде чем принимать решение о выборе оборудования.

Часто задаваемые вопросы

Какой фрезерный станок с ЧПУ чаще всего используется в мелкосерийном производстве?

Вертикальный обрабатывающий центр (ВОМ) — популярный выбор для смешанной обработки прототипов и общего 3-осевого фрезерования. Он подходит для обработки множества плоских деталей и обеспечивает быструю смену оборудования. Однако необходимо проверить контроль стружки в глубоких углублениях и вылет инструмента при обработке высоких деталей.

В каких случаях HMC является лучшим выбором, чем VMC?

Обрабатывающий центр с горизонтальной ориентацией (HMC) — лучший вариант, когда для обработки призматических деталей требуется многогранная обработка со стабильными базовыми точками. С помощью силы тяжести осуществляется падение стружки, а крепление с помощью опорных элементов позволяет сократить ручной труд при выполнении повторяющихся операций. План использования HMC следует сопоставить с вашей стратегией оснастки и рабочим процессом с паллетами.

Всегда ли "5-осевая" означает одновременное движение?

Обозначение “5-осевой” может означать либо позиционную обработку по схеме 3+2, либо одновременное перемещение инструмента по всем 5 осям. Результат зависит от системы управления станком, программирования и контроля столкновений. В коммерческом предложении следует указать предполагаемый режим перемещения и обоснование его необходимости.

Является ли фрезерный станок с ЧПУ разновидностью станка для фрезерования с ЧПУ?

Фрезерный станок с ЧПУ можно считать разновидностью фрезерного станка с ЧПУ, если он удаляет материал из панелей или мягких материалов. Фрезерные станки отдают приоритет большим рабочим зонам и высокой скорости перемещения, а не высокой жесткости резки металла. Перед использованием станка в качестве замены обрабатывающего центра необходимо убедиться в его производительности по обрабатываемым материалам и требуемых допусках.

Какая машина лучше всего подходит для изготовления больших форм или тарелок?

Мостовые, портальные или порталные конструкции часто лучше всего подходят для крупных заготовок, требующих жесткости по всей площади. Такая конструкция обычно обеспечивает неподвижное крепление заготовки и стабильный доступ. План обработки крупной детали следует проверить на предмет фиксации заготовки, дальности действия измерительного прибора и термической стабильности.

Какой фактор предотвращает наиболее дорогостоящую ошибку, связанную с “неправильным оборудованием”?

Наиболее надежным фактором при выборе является сосредоточение внимания на количестве переналадок, связанных с критически важными базовыми точками. Меньшее количество переналадок может снизить суммарную погрешность, но только если крепление и измерение планируются заранее. В процессе выбора необходимо убедиться, что каждая платформа обрабатывает требуемые поверхности с наименьшим количеством высокорискованных зажимов.