Копировально-фрезерный станок относится к производственному оборудованию для выпуска мелкосерийных изделий с высоким уровнем повторяемости. Принцип работы и устройство сходны с фрезером, который обрабатывает детали и заготовки вращающимся инструментом при подаче и изменении угла расположения. В станке могут использоваться фрезы различных форм и несколько вариантов организации подачи инструмента к заготовке. В отличие от обычного фрезера, копировальный станок воспроизводит заданную деталь по шаблону с определенной точностью.

Содержание

1. Устройство копировально-фрезерных станков
2. Применение копировально-фрезерных станков
3. Принцип работы копировально фрезерных станков
4. ЧПУ в копировально-фрезерных станках и ОЦ
5. Классификация оборудования и принцип выбора

Устройство копировально-фрезерных станков

Воспроизведение образца детали производится методом механического копирования шаблона или считывания модулем ЧПУ, связанным с исполнительными механизмами. Основные части устройства фрезеровального копира:

• шпиндель с приводом для установки вращающегося инструмента (оснастки) и электродвигатель с блоком регулирования скорости вращения;
• пантограф или копир, связывающий шпиндель с инструментом и палец щупа, непосредственно контактирующий с заготовкой;
• приводы копира (пантографа) — электромеханические, гидравлические, шаговые для станков с ЧПУ;
• релейно-управляющая группа, обеспечивающая точность перемещения копира и инструмента;
• в зависимости от модели станок может быть оборудован фиксированным или поворотным столом для крепления и подачи детали;
• в некоторых моделях применяются узлы и приводы для взаимного перемещения заготовки и инструмента в нескольких плоскостях.

За счет взаимодействия приводов и прочих частей оборудования происходит контакт заготовки и вращающейся фрезы, движения которой полностью воспроизводят контур шаблона в одной или нескольких плоскостях.

Применение копировально-фрезерных станков

Область применения фрезеров с копировальным устройством охватывает широкий горизонт возможностей и задач. Благодаря точности воспроизведения шаблона и высокой повторяемости оборудования на нем можно производить детали и заготовки из разных материалов от металла до пластика и фанеры.

Если используется копир с так называемым пантографом, то появляется возможность масштабирования заготовок, выпускаемых по общему шаблону. На производстве, где особое значение придается точности воспроизведения контуров деталей, этот вид оборудования считается наиболее эффективным. Основные области применения перечислить сложно из-за большого диапазона возможностей, но можно привести интересные примеры:

• изготовление лопастей винтов для судов и летательных аппаратов;
• выпуск контактов сложной конфигурации для систем промавтоматики и электроустановок;
• производство небольших изделий бытового и промышленного назначения по шаблону — петель, задвижек, заготовок для режущих полотен и ручек ножей;
• изготовление деталей мебели из фанеры, композита и металла;
• производство штучных деталей автомобильных и лодочных моторов для восстановления, турбинных лопаток и седловин клапанов.

Принцип работы копировально фрезерных станков

Принцип копирования зависит от сложности и устройства модели. В простом варианте палец копира руками оператора перемещается по краю шаблона, а рамка с инструментом повторяет его движения.

Для изготовления объемных форм применяются более сложные устройства, в которых координаты отдельных точек могут быть загружены с шаблоны и чертежа в ЧПУ. Для домашнего или кустарного использования достаточно самодельного станка с диагонально подвижной рамкой. В промышленности отдается предпочтение моделям с приводами копира и многошпиндельными головками. Для воспроизведения торцевой части металлической, деревянной или композитной детали с нарезкой пазов подойдет станок с двумя координатными линиями Х и Y. Вертикальная ось добавляется в устройствах с подвижным поворотным столом и сложной траекторией подачи оснастки.

ЧПУ в копировально-фрезерных станках и ОЦ

Особо стоит отметить возможности применения копировально-фрезерных станков с ЧПУ. С внедрением систем управления производством DPA создается структура, позволяющая организовать работу группы станков и производственных линий, точность и темп взаимодействия которых в разы превышает ручное копирование по физическому шаблону.

Варианты применения ЧПУ при копировании заготовок фрезером:

• копир проходит по шаблону, снятые при прохождении координаты точек обрабатываются и загружаются в память станка как готовый к воспроизведению образ;
• в память модуля ЧПУ загружаются заранее снятые с шаблонов образы, оператор может выбрать нужный в соответствии с заданием;
• в память модуля ЧПУ загружается обработанный и оцифрованный чертеж, по которому изготавливается пробный шаблон для последующего копирования;
• для программирования и создания образов используется копировальное устройство, не связанное с исполнительным механизмом — образ шаблона грузится в систему и может быть передан на станок или группу станков для одновременной обработки.

Главным условием выполнения операций остается наличие шаблона, который признан соответствующим требованиям техусловий. Загрузка может быть организована с флеш-носителя, через порты интерфейса с ПК или выделенного копира. Использование ЧПУ позволяет компенсировать существенный недостаток копировальных станков — обычно техника тратит много времени на прохождение по контурам шаблона. При загрузке образа темп выполнения операций можно существенно повысить, обрабатывая сразу несколько заготовок с высокой скоростью.

Классификация оборудования и принцип выбора

Копировально-фрезерные станки принято классифицировать по нескольким признакам:

• количество осей (плоскостей) копирования — станок плоскостной (двухмерный шаблон) или объемный;
• устройство инструментального узла — количество шпинделей, возможность смены инструмента для выполнения разных операций;
• тип копира — обычный для воспроизведения с точными размерами или пантограф для масштабирования;
• возможности подачи — подвижность инструмента, наличие наклонного или поворотно-наклонного стола для сложных заготовок.

При выборе копировально-фрезерного станка важно учесть:

• количество плоскостей (осей) копирования и позиционирования инструмента;
• возможность обработки детали несколькими инструментами на одном блоке шпинделей;
• возможность позиционирования заготовки за счет изменения положения стола;
• типы приводов копира, пантографа, исполнительного механизма.

Все эти показатели непосредственно влияют на возможности работы и темп выпуска заготовок. К распространенным моделям принято относить копировально-фрезерные станки Griggio VFK-810, китайские МХ-5068, тайваньский Winner LH-1000. Брендов много, поэтому перечисление или создание ТОП-10 копировально-фрезерных станков не входит в наши задачи.