Конструкция и принцип работы фрезерного станка по дереву с ЧПУ

Деревообработка изделий может включать в себя несколько различных операций. Наряду с токарными работами востребованы фрезерные функции, которые можно осуществлять с помощью специального оборудования. Оптимальным вариантом является использование станков с ЧПУ по дереву.

Общие сведения о конструкции фрезерных станков

Профессиональный фрезерный комплекс для обработки деревянных изделий
Профессиональный фрезерный комплекс для обработки деревянных изделий

Типичная конструкционная схема данного оборудования состоит из рабочего стола, системы перемещения фрезеровальной головки по горизонтальной или вертикальной плоскости и блока CNC. Последний предназначен для максимальной автоматизации процесса производства.

С помощью этого оборудования можно выполнять операции по фрезерованию, расточке, формированию отверстий, зенкование. Особой популярностью пользуются модели с функцией гравировки. Благодаря точному позиционированию фрезы качество обработки значительно выше, чем у классических видов оборудования.

Для первичного ознакомления с возможностями деревообрабатывающих станков с CNC рекомендуется изучить порядок их применения.

  1. Составление программы действий. Выполняется с помощью специализированного ПО. При этом учитываются параметры заготовки и технологические особенности фрезерного блока – размер рабочего инструмента, его обороты и т.д.
  2. Установка деревянной детали на рабочий стол.
  3. Ввод программы и тестовый запуск оборудования.
  4. Выполнение процесса обработки. В зависимости от выбранного режима он может осуществляться в автоматическом или полуавтоматическом режиме.
  5. В случае надобности выполняется корректировка программы.

Участие оператора в процессе работы минимальна. Он должен следить за текущими параметрами оборудования и не допустить выхода его из строя или появления сбоев в работе.

Для удаления древесной стружки и пыли обычно используется воздушная система, которая также контролируется ЧПУ. Это минимизирует вероятность засорения узлов и агрегатов станка.

Виды станков

Бесконсольный фрезерный станок
Бесконсольный фрезерный станок

В настоящее время производители предлагают множество моделей фрезерных станков для обработки деревянных изделий, которые имеют в комплектации CNC. Они отличаются не только технологическими параметрами, но и конструктивными особенностями.

Одним из важнейших параметров выбора являются максимальные и минимальные размеры обрабатываемой детали, а также ее форма. Согласно этой классификации, станки могут быть с механизмом жесткой фиксации заготовки и возможностью изменения ее положения в вертикальной и горизонтальной плоскости. В последнем случае кроме фрезерования появляется возможность делать точение заготовки.

Кроме этого деревообрабатывающее оборудование с CNC может быть следующих типов:

  • консольные. Блок с фрезой не изменяет своего положения, рабочий стол двигается в продольном и поперечном направлении. Недостатком этой конструкции являются ограничения по размеру детали. Поэтому чаще всего подобные модели применяются для фрезерования стальных деталей;
  • бесконсольные. Для смещения фрезы используется каретка, имеющая продольные и поперечные направляющие. При этом блок обработки может иметь горизонтальное или вертикальное положение. В универсальных моделях этот параметр изменяется в зависимости от типа выполняемых операций.

Отдельно необходимо проанализировать параметры работы CNC. Этот блок необходим для передачи управляющих сигналов элементам оборудования. В зависимости от объема выполняемых функций ЧУ условно разделяется на следующие категории:

  • позиционные. Суть работы заключается в установке фрезы на определенную позицию на поверхности детали;
  • контурная. Алгоритм функционирования включает в себя порядок смещения рабочей головки по заданной траектории;
  • универсальная. Совмещает в себе первые две функции. Дополнительно может контролировать позиционирование фрезы и текущие параметры выполняемой операции – глубина обработки, степень ее выполнения.

Эти характеристики не статичны для станков с CNC и могут быть изменены путем монтажа нового блока ЧПУ или установки другого ПО.

При замене ЧПУ необходимо убедиться в совместимости новой управляющей системы с компонентами оборудования. Это нужно для корректной работы станка и минимизации ошибок во время фрезерования.

Технические характеристики оборудования

Работа фрезерного станка с ЧПУ
Работа фрезерного станка с ЧПУ

Параметры оборудования позволят выбрать оптимальную модель для нужд производства. Их изучение является обязательным, так как последующая переделка установки или любой другой тип модернизации могут негативно повлиять на эксплуатационные качества станка.

В качестве примера можно взять наиболее распространенный тип оборудования бесконсольные установки. В большинстве случаев они предназначены для обработки плоских деревянных деталей. Исключения составляют модели с токарной функцией. Для выполнения этой операции в конструкции имеется приводная и задняя бабки. Также подобный дополнительный компонент позволит делать обработку по нескольким плоскостям одного изделия.

Перечень основных технических характеристик деревообрабатывающих станков с CNC:

  • допустимые размеры заготовки – ширина, длина и высота. От последнего зависит максимальная глубина фрезерования;
  • скорость перемещения в режиме холостого хода;
  • число оборотов шпиндельной головки;
  • точность позиционирования рабочего инструмента. Зависит от типа электродвигателей — шаговые или сервоприводы;
  • параметры воздушного охлаждения шпинделя, если таковая функция имеется в оборудовании;
  • тип ЧПУ. Обязательно проверяется возможность замены или модернизации этого блока.

Кроме этих характеристик модели могут обладать уникальными качествами, присущими только им. Чаще всего это возможность обработки под определенным углом, для чего рабочая головка должна иметь функцию поворота.

Мощность двигателя основного привода и возможность изменения числа его оборотов должны регулироваться ЧПУ. Это позволит выбрать оптимальный режим работы в зависимости от типа выполняемой операции.

Типы фрез для деревообрабатывающего станка

Виды фрез для станка с ЧПУ
Виды фрез для станка с ЧПУ

Не менее важным моментом является правильный выбор фрез для станка. Их конфигурация повлияет на точность выполнения операций и скажется на конечном результате. В большинстве случаев оборудование рассчитано для использования концевых моделей.

Наиболее распространенными являются однозаходные модели, предназначенные для работы с мягкими материалами, в том числе – деревом. Они отличаются относительно небольшой стоимостью и применяются в операциях, не требующих большой точности. Это обусловлено конструкцией их режущей части.

К специализированным моделям фрез относят следующие:

  • двухзаходные необходимы для образования максимально гладкой и ровной поверхности. Их рабочая часть имеет сферическую форму;
  • спиралевидные. Применяются для чистовой, окончательной обработки. Благодаря множеству мелких зубьев в основном образуется мелкая древесная пыль, а не стружка;
  • форма «рыбий хвост». С их помощью происходит двустороннее фрезерование. Их конструкция исключает вероятность появления дефектов (сколов, зацепов) на обратной стороне детали;
  • граверный конус. Используется в основном для художественной гравировки. За один проход удаляется небольшое количество материала, но при этом обеспечивается высокая точность обработки.

Помимо этих моделей инструментов могут применяться специализированные. В некоторых случаях конфигурацию и требования к материалу изготовления разрабатывают в индивидуальном порядке.

Процесс формирования художественной деревянной решетки с помощью фрезерного станка показан в видеоматериале.