Горизонтальный фрезерный станок с ЧПУ (ГОЦ) Часть 2

Первая часть

Устройство горизонтально фрезерного станка

Горизонтальные фрезерные станки с ЧПУ характеризуются сложной конструкцией, обеспечивающей высокую точность и эффективность обработки. Основные элементы такого станка – станина, шпиндель, рабочий стол, система ЧПУ и система охлаждения и смазки.

Станина

Станины горизонтальных фрезерных станков бывают разных видов и изготавливаются из различных материалов, каждый из которых имеет свои преимущества в зависимости от условий эксплуатации и требуемой точности обработки.

Станины горизонтальных фрезерных станков представляют собой ключевой элемент в обеспечении устойчивости, точности и долговечности оборудования. Литые станины, чаще всего изготавливаемые из высокопрочного серого чугуна с добавлением чешуйчатого графита, эффективно гасят вибрации в процессе работы. Такие станины покрываются специальным полимерным составом, который повышает их жесткость и обеспечивает постоянную точность, делая их идеальными для крупносерийного производства.

Особое внимание заслуживают станины из полимерных материалов, которые благодаря своим свойствам минимизируют внутренние напряжения и ускоряют производство. Эти станины выделяются повышенной устойчивостью к коррозии, легкостью ремонта и высоким модулем упругости, что снижает риск резонанса и улучшает точность обработки.

Станина с рабочим столом

Рабочий стол

На рабочем столе закрепляется обрабатываемая деталь. Он может двигаться в нескольких осях в зависимости от конструкции для точного позиционирования детали относительно инструмента. Современные горизонтальные станки часто оснащены поворотными столами, что позволяет вести обработку детали с различных сторон без дополнительной переналадки. Таким образом, кроме трех основных осей, добавляется дополнительная, четвертая, ось вращения B. Помимо этого, стол может иметь автоматизированную систему смены паллет, что значительно ускоряет процесс производства.

Конструкция, про которой рабочий стол перемещается в продольном и поперечном направлении и имеет ось поворота B, а консоль шпинделя перемещается только вертикально

Система приводов осей в фрезерных станках с ЧПУ является ключевым компонентом, обеспечивающим точное позиционирование инструмента. Эта система состоит из приводных двигателей, муфт или редукторов и шарико-винтовых пар (ШВП), которые трансформируют вращательное движение в линейное. В станках с ЧПУ управление этими приводами осуществляется через блок управления ЧПУ, который отвечает за выставление необходимой скорости и направления движения по заданным параметрам. В отличие от них станки с ручным управлением используют рычаги управления для настройки этих же параметров, что требует от оператора более высокого уровня внимания и мастерства.

Шпиндель

В горизонтальных фрезерных станках шпиндель (рабочий инструмент) ориентирован параллельно плоскости рабочего стола. Это позволяет устанавливать режущий инструмент (фрезу) в горизонтальной ориентации. Шпиндель является одним из ключевых компонентов станка, так как от его точности и устойчивости зависит качество обработки материала.

Шпиндель

Для разных производственных задач шпиндели могут комплектоваться различными типами приводов. Среди них — ременные передачи, которые обеспечивают надежность и простоту обслуживания; прямые приводы, предлагающие высокую точность и быстрое реагирование на команды управления; редукторные системы, создающие значительный крутящий момент для работы с твердыми материалами. Выбор системы привода шпинделя зависит от специфических требований к производству и характеристик обрабатываемых материалов.

Система ЧПУ

Компьютерная система управления, отвечающая за автоматическое управление движением всех рабочих элементов станка. Она позволяет выполнять сложные траектории перемещения режущего инструмента и обеспечивает высокую точность обработки. Современные системы ЧПУ, такие как FANUK, Siemens SINUMERIK, HEIDENHAIN и отечественная, от «Балт-Систем», оснащены интуитивно понятными интерфейсами и возможностью интеграции с CAD/CAM-системами, что значительно упрощает процесс подготовки и выполнения работ. Дополнительно многие системы ЧПУ поддерживают удаленный мониторинг и диагностику, что позволяет оперативно реагировать на любые изменения в процессе работы.

Различные варианты стоек ЧПУ от компании Siemens

Отличия от вертикальных фрезерных станков

Вертикальные и горизонтальные фрезерные станки уникальны каждый по-своему и предлагают разные преимущества в зависимости от требований проекта. Ниже представлено объединённое описание их особенностей, преимуществ и недостатков.

Вертикальное фрезерование

Вертикальные фрезерные станки с ЧПУ идеально подходят для проектов, где обработка сосредоточена на одной стороне объекта, например, при работе с большими металлическими пластинами или штампами. Они проще и дешевле в эксплуатации по сравнению с горизонтальными станками и предпочтительнее для небольших производств благодаря меньшей площади занимаемого пространства. Кроме этого, они менее подходят для обработки тяжёлых или крупногабаритных деталей и не так удобны при необходимости частой смены инструмента.

Преимущества:

• Простота использования и обслуживания.
• Меньший размер и стоимость.
• Подходит для детальной фрезеровки мелких деталей.

Недостатки:

• Ограниченная функциональность при работе с большими объемами и сложными деталями.
• Сложности с тяжелыми режимами резания и обработкой крупногабаритных деталей.

Горизонтальное фрезерование

Горизонтальные фрезерные станки являются предпочтительным выбором для более сложных проектов, где требуется обработка нескольких сторон изделия. Эти станки обладают большей универсальностью и мощностью, что позволяет обрабатывать более тяжёлые изделия и эффективно создавать пазы и канавки.

Преимущества:

• Возможность обработки множества сторон детали.
• Высокая производительность и скорость обработки.
• Лучший отвод стружки и увеличенный срок службы инструмента.

Недостатки:

• Высокая стоимость.
• Большой размер, требующий значительного производственного пространства.
• Более сложная эксплуатация.

Горизонтальные станки лучше подходят для обработки тяжёлых и массивных деталей и выполнения сложных многосторонних операций. Их способность к перемещению заготовки и мощность шпинделя способствуют эффективной обработке. Вертикальные станки, напротив, предпочтительнее для проектов с обработкой плоских поверхностей и простых контуров, а также в условиях ограниченного производственного пространства.

Оба типа станков имеют свои уникальные преимущества и недостатки, выбор между которыми зависит от конкретных производственных нужд и спецификаций проекта.

Стоимость и окупаемость нового горизонтального обрабатывающего центра

Цены на новые горизонтальные обрабатывающие центры значительно варьируются в зависимости от их конфигурации, производительности и возможностей. Например, для четырехкоординатного горизонтального обрабатывающего центра средней компании из Европы с 50 инструментами и двумя паллетами стоимость начинается от 350 000 долларов. Более сложные пятикоординатные модели от более именитых производителей могут стоить более 500 000 долларов.

Компании, инвестирующие в горизонтальные обрабатывающие центры, ожидают значительного увеличения производственной мощности и сокращения времени обработки благодаря высокой жесткости и возможности быстрого выполнения операций. Это позволяет им не только ускорить производство, но и расширить спектр выполняемых работ, что может включать задачи, которые ранее были невозможны или неэффективны на менее мощном оборудовании. Таким образом, инвестиции в подобные машины окупаются за счет повышения качества изделий, сокращения затрат на рабочую силу и возможности более конкурентного ценообразования за счет снижения производственных издержек. Это делает их особенно ценными для компаний, стремящихся максимизировать свою производственную эффективность и улучшить рыночную конкурентоспособность.