Производство станков с ЧПУ
Фрезерные станки с ЧПУ обеспечивают высокую точность и скорость обработки изделий из различных материалов. Применение системы числового программного управления (ЧПУ) позволяет полностью исключить участие оператора из процесса обработки. Система ЧПУ предоставляет и другое существенное преимущество – высокую универсальность станка. Простой заменой программы (путём загрузки файлов в память ЧПУ с внешнего источника памяти или напрямую с подключённого персонального компьютера) станок может быть перенастроен на выпуск другого вида изделий. При наличии системы автоматической смены инструмента такая переналадка даже не потребует ручной установки новой фрезы – только замены заготовки на рабочем столе. Применение персонального компьютера для настройки параметров обработки и загрузки управляющих программ (а также ручного управления органами станка – в случае необходимости) значительно упрощает технологический процесс и страхует персонал от ошибок.
Таким образом, современное оборудование с ЧПУ является универсальным и очень удобным средством производства. Это определило широкое внедрение фрезерных станков с ЧПУ в различные сферы – в том числе на малых предприятиях. Производители станочного оборудования оперативно откликнулись на требования рынка, значительно расширив гамму моделей фрезерных станков. При этом самые «младшие» модели фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ (и самые доступные по цене) запросто умещаются на офисном столе. А «старшие», универсальные токарно-фрезерные центры с 5-ю степенями свободы и автоматической сменой инструмента, способны обрабатывать сложные фасонные поверхности деталей с одного установка заготовки.
Таким образом, сегодня нередки ситуации, когда малое предприятие имеет собственный фрезерный станок определённых (как правило, не самых больших) габаритов. При этом, рабочий стол способен вместить лишь ту заготовку, которая физически вписывается в его размеры. Нетрудно догадаться, что материалы, превышающие площадь рабочего стола, не могут быть обработаны на таком фрезерном станке с ЧПУ. «Выпирающая» за габариты стола заготовка будет препятствием для движения инструментального портала, что совершенно недопустимо, ибо ведёт к созданию аварийной ситуации. Кроме того, заготовку для обработки необходимо надёжно закрепить. А как это сделать, если заготовка перекрывает собой все крепёжные пазы рабочего стола?
Тем не менее, в практике любого предприятия может встретиться ситуация, когда необходимо обработать заготовку, превышающую площадь рабочего стола имеющегося оборудования. Не покупать же ради этого (возможно, разового) задания новый станок?
Фрезерный станок с ЧПУ не зря имеет репутацию универсального оборудования. В принципе, программа обработки может быть составлена так, что большое изделие (не подходящее по габаритам к существующей площади рабочего стола) может быть обработано «по частям». В случае, когда готовое изделие не является несущим и требования к его прочности невелики, вполне можно прибегнуть к изготовлению отдельных «деталей», а затем соединить эти части в единое изделие при помощи клея или иных крепёжных материалов.
Для реализации такого варианта следует:
Существует и другой вариант. При использовании ArtCam управляющая программа может быть создана одна – на обработку всей модели сразу. А затем «целая» управляющая программа «разбита» специальной утилитой на части, подлежащие фрезерованию по отдельности. Размер этих частей выбирается таким, чтобы соответствующая заготовка уместилась на рабочем столе имеющегося фрезерного станка с ЧПУ.
Ещё раз следует отметить, что «расчленение» модели и фрезерование частей по отдельности (с последующей сборкой) возможно лишь в том случае, когда готовое изделие не предназначено для работы под нагрузкой. И способа крепления её частей (например, склейки) будет достаточно для сохранения прочности готового изделия.
При обработке отдельных деталей для их последующего соединения очень важно соблюдать точность базирования на рабочем столе фрезерного станка. Требуется, к примеру, изготовить, составной деревянный щит с фигурным рельефом по всей площади. Значит, обработка должна вестись так, чтобы отдельные части рельефа точно состыковались между собой (без «ступенек» и наложений). Даже если управляющая программа составлена идеально, каждую часть заготовки на рабочем столе необходимо расположить с идеальным совпадением её начала координат с «нулём» фрезы в управляющей программе. Это весьма непростая задача, особенно когда изделие разбито на много частей, а погрешность или сдвиг хотя бы одной из них неизбежно приведёт к порче всего будущего изделия!
Во избежание этого рекомендуется прибегать к использованию специального приспособления. Для заготовок простой формы (прямоугольные щиты, к примеру) можно изготовить кондуктор – набор досок с упорными пазами, выполненными точно в размер. Кондуктор крепится на рабочем столе «раз и навсегда», а заготовки устанавливаются с упором в пазы – это обеспечит нужную точность их расположения под фрезой для каждого последующего установка.
В качестве универсального крепёжного приспособления могут использоваться обычные слесарные тиски. Их следует установить так, чтобы одна из губок всегда оставалась неподвижной (и была строго выверена по одной из координатных осей станка). Вторая губка может отодвигаться на любое расстояние и, соответственно, поджимать детали различных габаритов. В этом случае начало координат заготовки и инструмента будут совпадать с нужной степенью точности.
