Мягкими считаются металлы, которые легко режутся и поддаются другим видам механической обработки. К ним относятся такие материалы как алюминий, медь, латунь, свинец, бронза, золото, серебро и т.д. Детали из мягких металлов широко используются в различных направлениях промышленности. Для их обработки задействуются специальные фрезерные станки.

Особенности

Фрезерные станки – группа промышленного оборудования, осуществляющая обработку заготовок из металла посредством фрезы, специального режущего инструмента с несколькими вращающимися резцами. Установки востребованы в малых, средних и крупных промышленных предприятиях. Их активно задействуют в производственных цехах и ремонтных мастерских. Техника высокопроизводительная, способна качественно обрабатывать детали из разных материалов, включая мягкие металлы.

Устройство

В базовую комплектацию большинства разновидностей фрезерных станков по мягким металлам входят следующие составные компоненты:

1. Станина – основа установки, на которой крепятся все детали, узлы и механизмы.
2. Рабочий стол – плоскость для размещения и крепления заготовок.
3. Фреза – рабочий инструмент, выполняющий непосредственную обработку металлических изделий.
4. Шпиндель – предназначен для размещения и вращения фрезы.
5. Портал – компонент, отвечающий за перемещение шпинделя.
6. Электродвигатель – обеспечивает вращение фрезы.
7. Комплект инструментов – в зависимости от модели станок может оснащаться несколькими десятками фрез.
8. Коробка скоростей для регулировки частоты вращения инструмента.

Исходя из назначения и конструктивных особенностей, в оборудовании могут присутствовать дополнительные детали, узлы, механизмы и системы.

Как работает оборудование

В работе установок выделяют базовые и дополнительные функции.

Основные:

• вращательное движение фрез;
• криволинейная или прямолинейная подача детали для последующей обработки.

Суть процесса состоит в следующем: в ходе работы фрезы с заготовки вырезается ранее обозначенный слой в точно заданном месте, что в итоге позволяет получить изделие с требуемыми параметрами. Обрабатывая заготовки, фреза двигается в разных направлениях, а управление инструментом и станком в целом осуществляется вручную или с посредством ЧПУ (программного управления).

Дополнительные функции также крайне важны.

К ним относятся:

• настройка функционирования станка;
• управление процессом работы;
• закрепление и снятие заготовок;
• фиксация и снятие фрез;
• подведение и отвод резца к изделиям;
• контроль выполнения запрограммированных команд.

С помощью установок обрабатывают различные поверхности, плоские и фасонные покрытия, уступы и пазы, винтовые и прямые канавки, шлицы на валах и т.д.

Особенности обработки мягких металлов

Работа с заготовками из мягких металлов осуществляется на станках, оснащенных фрезами со специальными и острыми резцами. Для каждого материала подбирается свой режущий инструмент, поскольку металлы легко деформируются (их вязкость более высокая, чем у стали и чугуна), что прямо отражается на качестве готовых деталей.

Кроме этого, при неправильном режиме работы оборудования происходит налипание горячей стружки на фрезу, отчего она быстро тупится или ломается. Поэтому мягкие металлы обрабатывают концевыми фрезами с напайками из прочного металлического сплава, с правильным углом заточки и грубой канавкой, которая не забивается стружкой в процессе работы. В станках дополнительно должна быть установлена система отвода стружки, а оператору необходимо отслеживать правильность настроек установки.

Обработку изделий из мягких металлов необходимо осуществлять на профессиональных станках, самыми популярными из которых считаются станки с ЧПУ, подходящие для работы с длинномерными элементами и 3D фрезеровки. Подобные установки обеспечивают достаточное число оборотов фрез в минуту и обладают высокой мощностью. Дополнительно, в конструкции устройств важно наличие вакуумного стола с прижимной фиксацией. Крепление механическим способом недопустимо, поскольку оно оставляет следы на материалах.

Фрезерные станки с ЧПУ

Высокотехнологичные устройства с компьютерным управлением (ЧПУ) упрощают процедуру обработки деталей. Работа устройств полностью контролируется компьютерными программами, поэтому обработка заготовок получается точной и аккуратной. Эта особенность важна при работе с деталями сложной конфигурации, включая изделия, произведенные из мягких металлов.

Станки комплектуются ЧПУ двух видов. Закрытые системы снабжены уникальными алгоритмами и циклами работы, отличаются высокой надежностью. ПО открытых систем дублирует софт, установленный на ПК. Устройства с открытыми ЧПУ более доступные и отличаются небольшой стоимостью расходных элементов. Самые современные модели оснащаются CAM-системами, которые автоматизируют процедуру разработки управляющих программ прямо на станке.

Работа на станках с ЧПУ осуществляется в несколько этапов:

1. Проработка внешнего вида детали – посредством специального ПО создаются двух или трехмерные модели деталей.
2. Формирование программы для ЧПУ непосредственно оператором или автономно CAM-системой.
3. Настройка оборудования.
4. Фрезеровка с обязательным использованием пробного прогона.

Фрезеровка осуществляется методом высокоскоростной обработки. Сила резки регулируется, поэтому структура материалов не поддается разрушению и детали не деформируются. Края среза остаются ровными и аккуратными.

Высокотехнологичное оборудование также обеспечивает фактическое отсутствие брака и минимум отходов, что крайне важно, учитывая дороговизну большинства разновидностей мягких металлов. Шлифовка заготовок после обработки не требуется.

Вакуумные столы для станков с ЧПУ

Вакуумные столы входят в базовую комплектацию станков либо приобретаются отдельно, после чего подключаются к оборудованию. Предназначены для надежной бесконтактной фиксации обрабатываемых изделий. Принцип действия устройств состоит в создании безвоздушного (вакуумного) пространства между нижней частью заготовки и рабочей поверхностью станка. Образуемый вакуум надежно фиксирует деталь и не позволяет ей смещаться под воздействием фрезы.

Обеспечивает такой эффект особая конструкция стола в виде плоскости с равномерно распределенными на ней отверстиями и выступающими ячейками, между которыми предусмотрены небольшие промежутки. Заготовка размещается на поверхности и обматывается по контуру уплотнительным шнуром, который прокладывается в канавки, что исключает проникновение воздуха извне. После этого, к установке через штуцер подсоединяют один или несколько шлангов для откачки воздуха посредством вакуумного насоса, в результате чего деталь плотно прижимается к поверхности.

В зависимости от преследуемых целей станки могут оснащаться вакуумными столами нескольких типов. В частности, решетчатыми, пористыми и шлицевыми моделями, а также VAC-MAT и FLIP-POD столами.

Сферы применения ЧПУ станков по мягким металлам

Оборудование задействуется в следующих направлениях:

• электроника – изготовление печатных плат, панелей и приборов;
• обработка алюминиевых профилей, а также деталей из алюминиевых сплавов;
• выпуск 3D-форм;
• производство клише и форм для литья;
• обработка полимерных, пластиковых материалов и композитов;
• объемная гравировка металлических деталей.

Аппаратура широко востребована в машиностроении, ювелирной и других промышленных отраслях, где осуществляется обработка металлических компонентов. Также применяется при производстве матриц и штампов для выпуска литейной, обувной и другой продукции.