Фрезерно-гравировальные станки

Что такое станок для гравировки и фрезерования?

Фрезерно-гравировальный — это промышленное оборудование, которое может выполнять ряд технологических операций:

  • резку заготовок.
  • обработку торцов;
  • сверление отверстий;
  • выборку пазов;
  • фрезеровку.

С помощью этого оборудования выполняют 2D, 3D фрезеровку. Станки комплектуются программным управлением. Это позволяет создавать необходимые алгоритмы работы подвижных элементов, уменьшать ручной труд при эксплуатации фрезеров.

Технические параметры

Возможности фрезерно-гравировального агрегата зависят от его характеристик. К основным параметрам относятся:

  1. Габариты рабочей поверхности. От этого будет зависеть допустимый размер обрабатываемой заготовки.
  2. Мощность шпинделя. Этот показатель влияет на возможность обработки различных материалов. Менее мощные модели не справятся с обработкой легированных сталей.
  3. Скорость перемещения рабочей часть. Влияет на эффективность оборудования.
  4. Скорость работы шпинделя.
  5. Система управления. Станки настраиваемые вручную менее точные и производительные. Новые модели оборудуются ЧПУ.

Как устроен фрезерный станок?

Агрегат с программным управлением имеет схожее строение с обычными станками. К ключевым элементам относятся:

  1. Станина. Устойчивое основание заглушает вибрации, создаваемые электромотором.
  2. Рабочий стол. Поверхность, на которой закрепляется заготовка, проводится основная обработка.
  3. Направляющие. По ним передвигается рабочая часть фрезерно-гравировального станка.
  4. Шпиндель. Главный элемент рабочей части. Передаёт вращательное усилие на оснастку.
  5. Система управления. ЧПУ. Соединение нескольких электромоторов, дисплея и клавиш управления.

Усовершенствованные модели могут комплектоваться двумя, тремя и более шпинделями, что позволяет ускорить производственный процесс.

Устройство и принцип работы

Фрезерно-гравировальный станок – особый вид гравировального оборудования, совмещающий в себе разнообразные и сложные функции. Деталь на таком станке обрабатывается режущим инструментом, который погружается в плоскость на незначительную глубину. Вид станка и его конструкция определяются материалом, для работы с которым он предназначен. На современном этапе чаще всего используются гравировальные станки с ЧПУ, со встроенной программой. Принцип работы на них заключается в том, что операции выполняются не человеком в ручном режиме, а автоматически. Оборудование с числовым программным управлением универсальное, станок способен сразу заменить ряд устройств.

Идеально подходит для сложной резьбы и гравировки по металлу, дереву, камню, стеклу. Позволяет сделать изображение объемным, нанести узор и рисунок по контуру. В особую категорию можно выделить лазерные станки с программным управлением. Луч лазера в качестве рабочего инструмента позволяет наносить надписи и гравировку на тонкие материалы: кожу, ткани, бамбук, органическое стекло и хрусталь, резину и пластик. Диаметр лазерного луча позволяет делать прорези не толще человеческого волоса. Оптоволоконное оборудование гравирует металлы, для остальных материалов применяется углекислотная лазерная техника.

Сборка станка своими руками

Можно сделать фрезерно-гравировальный станок своими руками. Прежде чем приступить к работе нужно решить, какие технологические операции будут выполняться с помощью оборудования. От этого будет зависеть размер станка, расположение направляющих, комплектация.

Конструктивное исполнение оборудования

Первой нужно сделать станину и рабочий стол оборудования. Существует два вида механизмов с ЧПУ:

  1. Станок с неподвижной гравировальной фрезой по металлу. Это конструкция, в которой передвигается рабочий стол, а шпиндель остаётся неподвижным.
  2. Агрегат с передвигающимся порталом. Конструкция предусматривает установку направляющих, по которым будет передвигаться рабочая часть.

Второй вариант используется в небольших помещениях.

Конструктивное исполнение оборудования

Разбираемся в механической части станка

Чтобы перемещать рабочую часть в самодельном оборудовании, нужно выбрать направляющие. Лучше, чтобы передвижение портала происходило с помощью подшипников. Можно установить на агрегат шаговые двигатели, которые будут перемещать портал по рабочей поверхности.

Электронная часть фрезерно-гравировального станка

Чтобы привести в действие подвижные части оборудования, нужно провести предварительные расчеты. Прежде чем устанавливать шаговые двигатели нужно просчитать насколько будет смещаться портал по направляющим. Система ЧПУ работает от микропроцессора. Он передаёт сигналы на элементы оборудования. Для удобства работы, задания алгоритмов нужно установить на конструкцию дисплей.

Сферы применения

Станки условно разделяют, учитывая состав, вяжущие свойства и твердость обрабатываемых материалов. Выделяют основные группы оборудования:

  • по дереву;
  • по камню;
  • по металлу.

Деревообрабатывающие агрегаты – самые часто встречающиеся среди фрезерных станков. Без них невозможно обойтись в мебельном производстве. Такая техника способна помочь в изготовлении:

  • корпусной мебели, декоративных элементов в интерьере;
  • лестниц и дверей, деревянных накладок со сложной, глубокой и сквозной резьбой;
  • форм для литья;
  • сувениров и эксклюзивных предметов обстановки, многого другого.

Станок этого вида позволяет осуществить криволинейный раскрой деревянных панелей, выполнить объемный рисунок или надпись, создать изделие, обладающее сложной рельефной конфигурацией. Граверы работают с широким рядом материалов, среди которых древесина любой степени твердости, все типы фанерных композитов, плиты волокнистые и стружечные (МДФ и ДСП), пластики, акрилы.

Станки по дереву разделяют на классы в зависимости от расположения рабочего стола и шпинделей.

Универсальные, с вращающейся поверхностью стола.

По металлу работают консольные станки. Это агрегат с мощной станиной, способной гасить вибрацию. Черные и цветные металлы, чугун, сплавы проходят на таких граверах высокоточную обработку. Деталь способна перемещаться сразу по трем осям – с рабочей поверхностью по осям X и Y, вместе с консолью – по оси Z. Заготовку закрепляют при помощи пневматических и магнитных прижимов, удерживают механически при помощи шпилек через пазы. Шпиндель при работе с деталью остается неподвижным. Магниты притягивают тонкие листы и прокат, что позволяет избежать деформации. Мягкие сплавы и алюминий удерживаются на столе при помощи разреженного воздуха. Шпиндель и режущий инструмент могут сильно нагреваться при обработке стали и чугуна, поэтому их охлаждают жидким составом. Отходы в виде металлической стружки компрессор вытягивает в контейнеры.

Гравировальная техника по металлу служит для маркировки изделий, нанесения маршрутизаторов и объемных надписей, рекламы. Для работы по камню используется мощная бесконсольная техника. Массивная станина способна погасить сильную вибрацию, так как заготовки из камня зачастую обладают значительным весом. На обширном столе деталь закрепляют неподвижно, закручивая болты с гайками в пазы. Для резки твердого материала применяются алмазы и фрезы с корундовым покрытием. Жидкость подается на фрезу, вымывает крошку и защищает инструмент от перегрева. Дополнительно используется пылесос.

Нюансы выбора

При выборе фрезера специалисты советуют обратить внимание на несколько важных особенностей. В первую очередь это относится к конструкции

  • Станина должна полностью гасить вибрации и оставаться устойчивой при работе. Ее изготавливают чаще всего из чугуна и других массивных сплавов. Правило при выборе – чем тяжелее станина, тем лучше.
  • Для стола важны габаритные размеры и площадь. Желательно, чтобы заготовка была выгравирована за один подход, и ее положение на поверхности не менялось. От этого зависит скорость обработки.
  • Чтобы фреза не вибрировала, шпиндель с тремя подшипниками (или более) должен быть прочно закреплен.
  • Серводвигатели позволяют быстрее менять позицию, шаговые двигатели более экономичные.
  • Направляющие и шариковые передачи должны быть с предварительной нагрузкой.
  • Координатные оси проверяются на перпендикулярность и параллельность.
  • Для фрезера, работающего от 220 В, достаточно однофазной разводки. Можно поставить агрегат в обычной мастерской. Трехфазная электросеть нужна только в случае, если приобретается мощный промышленный станок.
  • Практика показывает, что удобнее пользоваться программным обеспечением с русским интерфейсом.

Чтобы избежать излишних расходов, нужно определиться сразу, какие операции планируется выполнять на станке. Чем больше дополнительных функций, тем выше стоимость техники Цена фрезера, помимо конструктивных особенностей, зависит от таких факторов, как материал, из которого сделана станина, габариты рабочего стола, класс изготовления шпинделя, количество подшипников, способ крепления детали. Срок окупаемости зависит от цены, поэтому обращаться рекомендуется непосредственно к изготовителю, минуя посредников.

Комплектующие

Все станки в зависимости от конструкции подразделяются на два основных вида: консольные и бесконсольные. Оборудование без консоли – это стол, вдоль которого по трем осям со шпинделем перемещается фреза, обрабатывая неподвижно закрепленную деталь. Шпинделем называется вал из металла, на котором крепится режущий инструмент – фреза. Точность бесконсольной обработки обычно ниже, чем на консольном станке. По металлу и более мягким материалам работают исключительно на высокоточном оборудовании.

Консоль – многозначный термин, обозначающий кронштейн или опору. В случае фрезерно-гравировальной техники вдоль опоры по направляющим в станине по горизонтали и вертикали перемещается деталь вместе со столом. Движение детали зависит от расположения шпинделя

Принцип работы у всех видов гравировальных станков примерно совпадает. Конструктивно и технически разновидности не отличаются друг от друга. Базовые узлы любого агрегата:

  • станина;
  • столешница или рабочая поверхность;
  • продольный вал;
  • винт поперечный;
  • узел шпиндельный;
  • направляющие;
  • управляющий блок.

Дополнительно станок может быть снабжен коробкой скоростей, магнитным прижимом.

Конструкция

Гравировальное оборудование представляет собой группу фрезерных станков, предназначенных для неглубокой обработки детали. Станки делятся:

  • консольные;
  • бесконсольные.

В консольных моделях деталь перемещается вместе со столом, по вертикальным направляющим в станине и горизонтальным на консоли и салазках. Обработка производится в разных плоскостях, в зависимости от расположения шпинделя. Бесконсольные модели имеют неподвижный стол с закрепленной на нем деталью. Фреза перемещается со шпиндельным узлом по 3 осям.

Справка! Точность обработки на консольных станках выше, чем на оборудовании с неподвижным столом.

Компьютер управляет перемещением портала и закрепленного на нем режущего инструмента через 3 шаговых двигателя. Шпиндель имеет свой отдельный привод. На станках обрабатывают различные по твердости и вязкости материалы, их условно разделяют на группы по основным видам:

  • металл;
  • дерево;
  • стекло;
  • камень.

Каждая группа гравировальных станков имеет свои особенности. Конструкция и принцип работы у них одинаковый. Гравировальные фрезерные станки состоят из базовых узлов:

  • станина;
  • стол;
  • направляющие;
  • шпиндельный узел;
  • поперечный винт;
  • продольный ведущий вал;
  • блок управления.

В зависимости от конструкции, станок может иметь консоль, коробку скоростей, магнитный прижим и другие узлы.

По дереву

Бесконсольные фрезерные станки имеют неподвижный стол с фигурными пазами для крепления деталей болтами с шайбами, применяется пневматика. На оборудовании выполняется:

  • гравировка надписей;
  • наносятся узоры на фасады мебели;
  • вырезаются надписи и фигуры из пластика;
  • вырезаются платы.

По программе фреза совершает перемещение по осям X и Y, меняя глубину реза, или движется по контуру, в зависимости от типа программы. В комплект станка входит устройство, удаляющее стружку – промышленный пылесос.

Справка! Максимальная длина стола не превышает 1200 мм. Больше только у специального промышленного оборудования на деревообрабатывающих и мебельных фабриках.

По металлу

По металлу работают консольные станки. Они гарантируют точную обработку стали, чугуна, цветных металлов и сплавов. Массивная станина гасит вибрацию. Шпиндель закреплен неподвижно. Деталь перемещается с консолью по оси Z и со столом в направлении X и Y.

Для крепления заготовки используется:

  • механический способ – шпильками через пазы;
  • магнитный стол;
  • пневматические зажимы.

Тонкие листы удерживаются при гравировке электромагнитами, предотвращающими деформацию тонкого проката. Алюминий, сплавы цветных металлов притягиваются к поверхности стола разряженным воздухом. Стружка удаляется сильным компрессором, вытягивается в специальные контейнеры. При обработке стали и чугуна шпиндель, и режущий инструмент охлаждаются жидкостью.

Важно!
На станках по металлу бесконсольного типа вырезают платы. Они используются в массовом производстве деталей.. Устройства для гравировки по металлу наносят маркировку на различное оборудование и его отдельные части, выполняют объемные надписи рекламного характера и маршрутизаторы, создают предметы декора

Устройства для гравировки по металлу наносят маркировку на различное оборудование и его отдельные части, выполняют объемные надписи рекламного характера и маршрутизаторы, создают предметы декора.

Справка! Для нанесения гравировки на массивные стальные изделия, используют небольшие станки с магнитным креплением. Их устанавливают на большую деталь и обрабатывают заданный участок.

По камню

Гравировальные станки по обработке камня отличаются массивной станиной из стали или чугуна, способной выдержать вес тяжелого материала и погасить вибрацию. Оборудование бесконсольного типа, портал перемещается по продольным направляющим. Площадь стола большая. Деталь крепится с помощью гаек и х болтов к пазам стола.

Режущий инструмент применяется алмазный или с корундовым покрытием. В зону реза – гравировки, подается охлаждающая жидкость. Она предохраняет фрезу от перегрева и быстрого износа, вымывает каменную крошку. Пыль вытягивает пылесос.

Советы по эксплуатации

Гравировка на фрезере с ЧПУ происходит с большой скоростью. Участие человека в этом процессе сведено к минимуму. Работник закрепляет деталь, выбирает программу и вводит команду начинать фрезеровку. Все узлы агрегата движутся по команде контроллера шаговым двигателям, каждый из них смещается в нужную точку исходя из положения фрезы. Программа представляет собой заложенные координаты по осям X, Y и Z.

Когда станок включен, фреза и деталь начинают двигаться относительно друг друга. Размер и форма режущего инструмента корректируются. Компьютерная программа указывает линейную траекторию, какой именно узел будет сдвигаться, команды подаются управляющим блоком. Отчет о координатах фрезы по осям поступает по системе обратной связи. Поэтому в процессе есть возможность вносить изменения. Программа задания конфигурации всей партии вносится в компьютер станка.

В промышленности применяют готовые программные блоки, написанные специалистами. Готовую флеш-карту загружают, и процесс идет заданным ходом. Чтобы внести изменения, нужна новая программа. Настольные фрезеры с ЧПУ в обычных мастерских применяют копирование механическим способом – датчик считывает информацию, перемещаясь вдоль одной из осей X или Y, и передает координаты объекта на фрезу. Обработка проводится в два этапа – грубая и тонкая.

Рейтинг лучших производителей

На рынке основные страны, выпускающие гравировально-фрезерные станки: Германия, Россия, Япония, Китай.

Справка! Среди станков из Поднебесной много качественной продукции. Определить ее можно по более высокой цене, чем аналогичное оборудование других производителей из КНР, и гарантии от 2 лет.

Среди производителей настольных моделей для домашней мастерской и массового производства, наиболее популярны компании:

  • RuStan.
  • Redwood.
  • Hyundai Wia.
  • GCC Jaguar.
  • Zenitech.
  • JCC.
  • Kami.

Продукция под этими брендами отличается надежностью и простотой управления. Все фирмы имеют на территории РФ свои представительства, обеспечивают продажу и гарантийный ремонт.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий