Qual è la migliore fresa per una macchina cnc. Come scegliere un router cnc per un principiante

Tipi di fresatrici CNC

In "natura" esistono molti tipi di fresatrici che si differenziano per design e portata: fresatrici manuali, da pavimento, da tavolo, a mensola: fresatrici verticali e orizzontali, fresatrici longitudinali, fresatrici rotative, ecc.

In questo articolo parleremo di fresatrici made in China. Cosa dovrebbe cercare un "principiante" quando sceglie una macchina per vari compiti: lavorazione (taglio, incisione, produzione di parti 3D) di legno, compensato, metalli non ferrosi e ferrosi, lavorazione di plastica, cera per gioielli, pietra, ecc.

"Ripieno" della fresatrice:

Le fresatrici made in China si presentano sul mercato in un'ampia gamma con vari optional, e le macchine possono essere dotate anche di vari tipi di elettronica, guide, software. Parliamo più nel dettaglio di cosa possiamo incontrare nella configurazione della macchina.

Per tipo di macchina: pavimento e desktop.
Mandrino - raffreddamento ad acqua o ad aria.
Le guide possono essere a profilo tondo o quadrato.
Il desktop può essere mobile o meno, il portale stesso si sposta.
La macchina può avere un sistema di lubrificazione centralizzato.
Le macchine sono dotate di motori passo passo o servomotori.
Per tipo di controllo macchina: controller DSP RZNC, NCStudio - scheda PCI, Mach 3 - scheda di interfaccia (LPT).
La macchina può essere dotata di liquido di raffreddamento.
Macchine utensili con cambio utensile automatico ATC.
La macchina può essere dotata di tavola aspirante o solo morsetti, cave a T.
Il movimento può avvenire a causa della vite a ricircolo di sfere, della cremagliera elicoidale, della cremagliera diritta.

Cosa cercare quando si sceglie una fresatrice?

La cosa principale è la rigidità dell'intera struttura. Minore sarà la progettazione delle parti della macchina collegate tra loro mediante bulloni, minore sarà il gioco. Con una rigidità insufficiente della struttura, otteniamo in uscita una bassa velocità di lavorazione, una bassa produttività e, a causa delle vibrazioni che si verificano, rompiamo l'utensile, in particolare gli incisori.

Puoi scegliere assolutamente qualsiasi mandrino, in base all'attività: raffreddamento ad aria o ad acqua. I mandrini raffreddati ad acqua sono meno rumorosi, possono "lavorare" alla velocità minima e non temono il surriscaldamento, a differenza dei mandrini raffreddati ad aria. Ad esempio, la lavorazione (incisione) del magnesio avviene a 12000-15000 giri/min. Per un mandrino fino a 3 kW, è necessaria una connessione 220V ±10% 50Hz, oltre 3 kW - una connessione 380 volt. Inizialmente, nella progettazione della macchina per determinati compiti, il produttore stabilisce la potenza del mandrino necessaria. Ad esempio, le macchine di piccolo formato per l'incisione 3D (realizzazione di cliché per timbri, sigillatrici, medaglie) saranno sempre dotate di un mandrino da 800, 1,5, 2,2 kW. Tale lavoro non richiede l'elaborazione della potenza. Se si tratta di una macchina per il taglio dello stesso truciolare, MDF (produzione di mobili), ha senso impostare un mandrino di 3 kW o più.

La scelta delle guide deve essere presa sul serio, da essa dipendono l'accuratezza della lavorazione e, in generale, la rigidità della struttura. Le macchine più economiche hanno guide rotonde, ma questo semplifica la lavorazione di legno, plastica, cera per gioielli, ecc. Per una lavorazione più accurata, è necessario scegliere guide a profilo quadrato di marchi noti come AMT-PMI, Hiwin, THK e altri.

I tavoli di lavoro, di regola, sono mobili solo su macchine di piccolo formato: 200x300, 300x400 mm. Su altre macchine di formato più grande, il tavolo è sempre fermo, il portale si muove: l'asse Y.

Una caratteristica molto importante nella progettazione della macchina è il sistema di lubrificazione centralizzato. Può essere manuale e automatico. La lubrificazione è importante per lubrificare le parti di sfregamento della macchina - guide. Il sistema di lubrificazione automatica è conveniente, funziona su un timer. Il sistema di lubrificazione è installato su macchine a partire dal formato 1200x1200 mm e oltre.

La scelta di un motore non dipende sempre dall'acquirente, le macchine con un piccolo campo di lavoro fino a 1200x1200 mm sono quasi sempre dotate di motore passo-passo. Su macchine con un ampio campo di lavoro di 2000x3000 mm, possono essere installati motori passo-passo e servomotori. Il servoazionamento offre una maggiore dinamica, un posizionamento più accurato, ma soprattutto non perde passi (è integrato un sensore (encoder) che rileva le violazioni e quindi il sistema effettua regolazioni al movimento dei meccanismi) ad alte velocità ( la coordinata non si smarrisce). Ovviamente è preferibile installare un servoazionamento sulla macchina, ma ciò comporta un aumento significativo del costo delle apparecchiature. Ad esempio, per alcune attività nella produzione di facciate nella produzione di mobili, è possibile lavorare su una macchina dotata di motori passo-passo. Ecco alcuni esempi:

Velocità di traslazione: SM (motore passo-passo) - 20-25 m/min, il servoazionamento può spostarsi da 60 m/min o più.
Velocità di accelerazione: motore passo-passo - fino a 120 giri/min in 1 secondo, servo - fino a 1000 giri/min in 0,2 secondi

In natura ce ne sono molti sistemi di controllo macchina, che va da "amatoriale" Mach 3 e termina con gli sviluppi dell'azienda dei produttori di apparecchiature - Fanuc, HAAS, Moriseiki, Syntec, Seikos, Heidenhain. I controller semplici Mach 3, NC Studio, ecc. possono funzionare solo con 3-4 coordinate. L'attrezzatura professionale (industriale) è dotata di propri "rack", che consentono di cambiare lo strumento durante il funzionamento. Per controllare tali apparecchiature viene utilizzato il sistema di controllo della serie Fanuc Oi, progettato per macchine a 6-8 coordinate e che consente di controllare contemporaneamente 4 assi. Per il taglio, il campionamento e l'incisione, è possibile utilizzare analoghi economici: NC Studio, controller DSP. Svolgono un ottimo lavoro con i compiti, richiedono un minimo di conoscenza, sono facili da usare e non sono costosi.

Le macchine utensili progettate per la lavorazione dei metalli saranno sempre dotate di refrigerante (Con lubrorefrigerante).

Si consiglia di utilizzare una macchina con cambio utensile automatico (ATC) per cicli di lavorazione "brevi" di 5-15 minuti, dove si utilizzano più di 2 utensili. Fondamentalmente sarà l'elaborazione 2D: taglio, campionamento. Ad esempio, la produzione di porte interne. Le macchine con cambio automatico vengono fornite principalmente con un formato tavola di 1500x3000 mm o più.

Il pezzo sulla fresatrice può essere riparato in vari modi. Può essere un morsetto, un tavolo sottovuoto, viti autofilettanti. Il piano aspirante permette di fissare il pezzo sul piano di lavoro della fresatrice, sfruttando la potenza di una pompa a vuoto. Il design del tavolo sottovuoto include anche un cavo sigillante, che consente di "tagliare" sezioni non necessarie, se, ad esempio, il pezzo non ha una dimensione per l'intero campo di lavoro della macchina.

Gli svantaggi di una tale tabella includono quanto segue:

è impossibile riparare piccoli pezzi;
incompatibilità con alcuni sistemi (in particolare con il sistema di raffreddamento utensile, sistema di cattura trucioli);
alcuni materiali, come MDF, truciolare, legno, non "attirano" un aspirapolvere, quindi qui è necessaria una pompa abbastanza potente dell'ordine di 5 kW, che porta ad un aumento del consumo di elettricità e aumenta anche relativamente il costo . Pertanto, l'operaio di produzione deve valutare tutti i pro e i contro e fare la propria scelta.

Il secondo tipo di tavola che si può trovare nella progettazione di macchine di piccolo formato è una tavola con cave a T. È molto comodo per lavorare con MDF, truciolare e legno. Vantaggi di questa tabella nel fissaggio affidabile della preparazione. Di norma, sul tavolo vengono installati cuscinetti in PVC, che dovranno essere sostituiti in futuro a causa della loro usura. Tale tavolo è chiamato "sacrificale".

Per il movimento meccanico negli attuatori della macchina utensile CNC, è possibile utilizzare: Vite a ricircolo di sfere (vite a ricircolo di sfere), cremagliera - elicoidale e diritta. In alcune macchine fatte in casa, puoi trovare una trasmissione a vite-dado. Ogni sistema di movimento ha i suoi pro e contro. Un ingranaggio a denti diritti può essere utilizzato a velocità medio-basse e non dovrebbe mai essere utilizzato su una macchina dotata di servoazionamento. L'ingranaggio a denti elicoidali offre un'elevata velocità di traslazione e un'elevata precisione di posizionamento. Tali sistemi di movimentazione sono dotati di macchine con campo di 1200x2400 mm o più.

Viti a ricircolo di sfere per CNC vengono utilizzati solo per macchine medie e piccole del formato 200x300 e fino a 1200x1200 mm. Ciò è dovuto alla possibilità di flessione della vite quando l'alloggiamento si trova nella sua parte centrale. Attualmente, la lunghezza massima consentita di una vite a ricircolo di sfere è di 1,5 m C'è un ottimo esempio di acquisto di macchine simili, ma a prezzi diversi: su una macchina del formato 900x600 mm verrà installata una vite a ricircolo di sfere di 8 mm di diametro, e sul secondo 16 mm. Una vite a ricircolo di sfere più sottile ad elevati avanzamenti di lavoro inizierà a vibrare (risonanza) per tutta la sua lunghezza, causando la rottura dell'utensile e, eventualmente, la rottura dei componenti della macchina. Una vite a ricircolo di sfere con un diametro di 16 mm sulla stessa lavoratori i parametri di velocità funzioneranno senza problemi e sposteranno i nodi della macchina. E una macchina del genere sarà più produttiva.

Da quanto precede, possiamo concludere: qualsiasi macchina selezionata correttamente per i compiti specifici per cui è stata progettata funzionerà correttamente, rapidamente e accuratamente senza guasti. Gli esperti YUSTO ti aiuteranno sempre a fare la scelta giusta. Chiama il numero verde 8-800-555-79-69, selezioneremo la macchina esattamente per le tue esigenze.

Quando si sceglie il router CNC (router CNC) decidere:

1. Con quale materiale lavorerai. Da ciò dipendono i requisiti per la rigidità del design della fresatrice e del suo tipo.

Ad esempio, una macchina CNC per compensato lavorerà solo legno (compreso il compensato) e plastica (compresi materiali compositi - plastica con pellicola).

Su una fresatrice in alluminio è già possibile lavorare grezzi di metalli non ferrosi, mentre aumenterà anche la velocità di lavorazione dei prodotti in legno.

Le fresatrici per alluminio non sono adatte per la lavorazione dell'acciaio, qui sono già necessarie macchine massicce con un basamento in ghisa, mentre la lavorazione di metalli non ferrosi su tali fresatrici sarà più efficiente.

2. con la dimensione dei pezzi e la dimensione del campo di lavoro della fresatrice. Questo definisce i requisiti per la meccanica di una macchina CNC.

Quando si sceglie una macchina, prestare attenzione allo studio della meccanica della macchina, le capacità della macchina dipendono dalla sua scelta ed è impossibile sostituirla senza una significativa alterazione del design!

La meccanica di una fresatrice CNC in compensato e alluminio è spesso la stessa. Maggiori dettagli di seguito nel testo.

Ma quanto maggiore è la dimensione del campo di lavoro della macchina, tanto più rigide e costose saranno le guide lineari per il suo montaggio.

Quando si scelgono macchine per risolvere problemi nella produzione di pezzi alti, con grandi differenze di altezza, c'è un malinteso comune secondo cui è sufficiente scegliere una macchina con una grande corsa dell'asse Z. Ma anche con una grande corsa dell'asse Z, è impossibile produrre un pezzo con forti pendenze se l'altezza del pezzo è maggiore della lunghezza di lavoro della fresa, cioè superiore a 50 mm.

Considera il dispositivo di una fresatrice e le opzioni per la scelta sull'esempio delle macchine CNC della serie Modelist.

A) Scelta del design della macchina CNC

Ci sono due opzioni per costruire macchine CNC:

1) disegni con tavola mobile, immagine 1.
2) disegno con portale mobile, figura 2.

Immagine 1Fresatrice a tavola scorrevole

Vantaggi design della macchina con un tavolo mobile: questa è facilità di implementazione, maggiore rigidità della macchina dovuta al fatto che il portale è fissato e fissato al telaio (base) della macchina.

Difetto- grandi dimensioni rispetto al progetto con portale mobile, e l'impossibilità di lavorare parti pesanti a causa del fatto che il tavolo mobile porta il pezzo. Questo design è abbastanza adatto per la lavorazione di legno e plastica, cioè materiali leggeri.

figura 2 Fresatrice con portale mobile (macchina a portale)

Vantaggi disegni di una fresatrice a portale mobile:

Tavolo rigido in grado di sopportare il peso elevato del pezzo,

Lunghezza illimitata del pezzo,

compattezza,

Possibilità di esecuzione della macchina senza tavola (ad esempio per installare un asse rotante).

Screpolatura:

Meno rigidità strutturale.

La necessità di utilizzare guide più rigide (e costose) (a causa del fatto che il portale "pende" sulle guide e non è fissato al telaio rigido della macchina, come nel progetto con tavola mobile).

B) Scelta della meccanica della fresatrice CNC

La meccanica è presentata (vedi i numeri in Fig. 1, Fig. 2 e Fig. 3):

3 - portaguide

4 - cuscinetti lineari o manicotti

5 - cuscinetti di supporto (per il fissaggio delle viti di trasmissione)

6 - viti di comando

10 - giunto per il collegamento dell'albero della madrevite con l'albero dei motori passo-passo (SM)

12 - dado in esecuzione

figura 3

Selezione del sistema di movimento lineare della fresatrice (guide - cuscinetti lineari, madrevite - madrevite).

Come guide possono essere utilizzate:

1) guide a rulli, Figura 4.5

Figura 4

Figura 5

Questo tipo di guida ha trovato la sua strada nei progetti di laser amatoriali e macchine utensili dell'industria del mobile, Figura 6

Lo svantaggio è la bassa capacità di carico e le risorse ridotte, poiché originariamente non erano destinate all'uso in macchine con un gran numero di movimenti e carichi elevati, la bassa resistenza del profilo in alluminio delle guide porta al collasso, Figura 5 e, come risultato, un gioco irrecuperabile, che la rende inadatta a un ulteriore utilizzo della macchina.

Anche un'altra versione di guide a rulli, Figura 7, non è adatta per carichi elevati e quindi viene utilizzata solo nelle macchine laser.

Figura 7

2) guide rotonde, sono un albero in acciaio realizzato in acciaio per cuscinetti resistente all'usura di alta qualità con una superficie rettificata, temprata in superficie e cromatura dura, mostrati sotto il numero 2 nella figura 2.

Questa è la soluzione ottimale per i progetti amatoriali, perché. Le guide cilindriche hanno una rigidità sufficiente per gestire materiali morbidi in macchine CNC di piccole dimensioni a un costo relativamente basso. Di seguito è riportata una tabella per la scelta del diametro delle guide cilindriche, in funzione della lunghezza massima e della deflessione minima.

Alcuni cinesi produttori di macchine utensili economiche guide di diametro insufficiente, che porta a una diminuzione della precisione, ad esempio, se utilizzate su una macchina in alluminio con una lunghezza di lavoro di 400 mm, le guide con un diametro di 16 mm porteranno a una flessione al centro sotto il proprio peso di 0,3 ..0,5 mm (a seconda del peso del portale).

Con la giusta scelta del diametro dell'albero, il design delle macchine che li utilizzano è abbastanza robusto, il grande peso degli alberi conferisce alla struttura una buona stabilità, rigidità strutturale complessiva. Su macchine più grandi di un metro, l'uso di guide tonde richiede un aumento significativo del diametro per mantenere la deflessione minima, il che rende l'uso di guide tonde una soluzione irragionevolmente costosa e pesante.

Lunghezza dell'asse	Macchina per compensato	Macchina per la lavorazione del legno in alluminio	Macchina in alluminio per la lavorazione dell'alluminio
200 mm	12	12	16	12
300 mm	16	16	20	16
400 mm	16	20	20	16
600 mm	20	25	30	16
900 mm	25	30	35	16

3) guide profilate
Gli alberi lucidati su macchine di grandi dimensioni vengono sostituiti da guide profilate. L'utilizzo di un supporto lungo l'intera lunghezza della guida consente l'utilizzo di guide di diametri molto più piccoli. Ma l'utilizzo di questo tipo di guide impone elevati requisiti di rigidità del telaio portante della macchina, in quanto i bancali in lamiera di duralluminio o lamiera d'acciaio non sono di per sé rigidi. Il piccolo diametro delle guide delle rotaie richiede l'utilizzo di un tubo profilato in acciaio a parete spessa o di un profilo strutturale in alluminio di grande sezione nella progettazione della macchina per ottenere la necessaria rigidità e capacità portante del telaio della macchina.
L'uso di una forma speciale della rotaia profilata consente una migliore resistenza all'usura rispetto ad altri tipi di rotaie.

Figura 8

4) Guide cilindriche su supporto
Le guide cilindriche su un supporto sono un analogo più economico delle guide del profilo.
Oltre a quelli profilati, richiedono l'utilizzo di materiali non in lamiera nel telaio della macchina, ma tubi professionali di grande sezione.

Vantaggi: nessuna deflessione e nessun effetto molla. Il prezzo è il doppio di quello delle guide cilindriche. Il loro utilizzo è giustificato quando la corsa è superiore a 500 mm.

figura 9 Guide cilindriche su supporto

La mossa può essere eseguita come boccole(attrito scorrevole) - fig.10 a sinistra, e utilizzando cuscinetti lineari(attrito volvente)- Riso. 10 giusto.

figura 10 Boccole e cuscinetti lineari

Lo svantaggio delle boccole scorrevoli è l'usura delle boccole, che porta alla comparsa di gioco, e il maggiore sforzo per superare l'attrito radente, che richiede l'uso di motori passo-passo (SM) più potenti e costosi. Il loro vantaggio è il prezzo basso.

Recentemente, il prezzo dei cuscinetti lineari è sceso così tanto che è economicamente fattibile sceglierli anche in progetti hobby a basso costo. Il vantaggio dei cuscinetti lineari è un coefficiente di attrito inferiore rispetto ai manicotti e, di conseguenza, la maggior parte della potenza dei motori passo-passo va a movimenti utili e non a combattere l'attrito, il che consente di utilizzare motori di potenza inferiore.

Per convertire il movimento rotatorio in movimento traslatorio su una macchina CNC, è necessario utilizzare un ingranaggio a vite ( vite di comando ). A causa della rotazione della vite, il dado si sposta in avanti. Nelle macchine per fresatura e incisione possono essere utilizzate ingranaggi a vite scorrevole e ruote dentate elicoidali .

Lo svantaggio di un ingranaggio a vite scorrevole è un attrito piuttosto grande, che ne limita l'uso alle alte velocità e porta all'usura del dado.

Ingranaggi a vite scorrevole:

1) vite metrica. Il vantaggio di una vite metrica è il suo prezzo basso. Svantaggi: bassa precisione, piccolo passo e bassa velocità. La velocità massima dell'elica (velocità mm`s al min) basata sulla velocità massima del motore passo-passo (600 giri/min). I migliori piloti manterranno la coppia fino a 900 giri / min. Con questa velocità di rotazione si ottiene uno spostamento lineare:

Per vite M8 (passo filettatura 1,25 mm) - non più di 750 mm/min,

Per vite M10 (passo filettatura 1,5 mm) - 900 mm/min,

Per vite M12 (passo filettatura 1,75 mm) - 1050 mm/min,

Per vite M14 (passo filetto 2,00 mm) - 1200 mm/min.

Alla massima velocità, il motore avrà circa il 30-40% della sua coppia originariamente specificata e questa modalità viene utilizzata esclusivamente per i movimenti a vuoto.

Quando si lavora con un avanzamento così basso, maggiore consumo di frese, dopo alcune ore di lavoro si formano depositi carboniosi sulle frese.

2) vite trapezoidale. Nel Novecento occupò una posizione di primo piano nelle macchine utensili per la lavorazione dei metalli, prima dell'avvento delle viti a ricircolo di sfere. Vantaggio: alta precisione, passo del filo grande e, di conseguenza, alta velocità di movimento. È necessario prestare attenzione al tipo di lavorazione, più liscia e uniforme è la superficie della vite, maggiore è la durata della trasmissione vite-dado. Le viti rullate hanno un vantaggio rispetto alle viti filettate. Gli svantaggi della trasmissione vite-chiocciola trapezoidale sono un prezzo piuttosto elevato rispetto ad una vite metrica; l'attrito radente richiede l'utilizzo di motori passo-passo di potenza sufficientemente elevata. Le viti più comuni sono TR10x2 (diametro 10 mm, passo filettatura 2 mm), TR12x3 (diametro 12 mm, passo filettatura 3 mm) e TR16x4 (diametro 16 mm, passo filettatura 4 mm). Nelle macchine utensili, la marcatura di tale ingranaggio TR10x2, TR12x3, TR12x4, TR16x4

Azionamenti a vite a rulli:

Trasmissione a vite a ricircolo di sfere (SVP). Nella vite a ricircolo di sfere, l'attrito radente è sostituito dall'attrito volvente. Per ottenere ciò, in una vite a ricircolo di sfere, la vite e il dado sono separati da sfere che rotolano negli incavi delle filettature delle viti. Il ricircolo delle sfere è assicurato tramite canali di ritorno che corrono paralleli all'asse della coclea.

Figura 12

La vite a ricircolo di sfere offre la capacità di lavorare con carichi pesanti, buona scorrevolezza, risorse (durata) notevolmente aumentate grazie alla riduzione dell'attrito e della lubrificazione, maggiore efficienza (fino al 90%) grazie al minor attrito. È in grado di funzionare a velocità elevate, offre un'elevata precisione di posizionamento, un'elevata rigidità e nessun gioco. Cioè, le macchine che utilizzano viti a ricircolo di sfere hanno una risorsa molto più lunga, ma hanno un prezzo più alto. Le macchine sono contrassegnate SFU1605, SFU1610, SFU2005, SFU2010, dove SFU è una chiocciola singola, DFU è una chiocciola doppia, le prime due cifre sono il diametro della vite, le seconde due sono il passo della filettatura.

vite di comando la fresatrice può essere collegata come segue:

1) Design con un cuscinetto di supporto. Il fissaggio viene effettuato su un lato della vite con un dado al cuscinetto reggispinta. Il secondo lato della vite è fissato all'albero del motore passo-passo tramite un giunto rigido. Vantaggi - semplicità di progettazione, svantaggio - aumento del carico sul cuscinetto del motore passo-passo.

2) Design con due cuscinetti reggispinta. Il design utilizza due cuscinetti di supporto nei lati interni del portale. Lo svantaggio del design è un'implementazione più complicata rispetto all'opzione 1). Il vantaggio è una minore vibrazione se la vite non è perfettamente piana.

3) Esecuzione con due cuscinetti di supporto in tensione. Il design utilizza due cuscinetti di supporto sui lati esterni del portale. Vantaggi: la vite non è deformata, a differenza della seconda opzione. Lo svantaggio è un'implementazione più complessa del design, rispetto alla prima e alla seconda opzione.

Noci di piombo ci sono:

Bronzo senza gioco. Il vantaggio di tali noci è la durata. Svantaggi: difficile da produrre (di conseguenza - prezzo elevato) e un elevato coefficiente di attrito rispetto ai dadi caprolon.

Caprolon senza gioco. Attualmente, il caprolon si è diffuso e sta sostituendo sempre più il metallo nei design professionali. Un dado scorrevole in caprolon riempito di grafite ha un coefficiente di attrito notevolmente inferiore rispetto allo stesso bronzo.

figura 14 Chiocciola in caprolon riempito di grafite

Nel dado a ricircolo di sfere (vite a ricircolo di sfere), l'attrito radente è sostituito dall'attrito volvente. Vantaggi: basso attrito, capacità di lavorare ad alte velocità. Lo svantaggio è il prezzo elevato.

Selezione dell'accoppiamento

1) collegamento mediante giunto rigido. Vantaggi: i giunti rigidi trasmettono più coppia da albero a albero, nessun gioco sotto carichi pesanti. Svantaggi: richiede un'installazione precisa, in quanto questo giunto non compensa il disallineamento e il disallineamento degli alberi.

2) collegamento mediante giunto a soffietto (split). Il vantaggio dell'utilizzo di un giunto a soffietto è che il suo utilizzo consente di compensare il disallineamento dell'installazione dell'albero motore e dell'asse del motore passo-passo fino a 0,2 mm e il disallineamento fino a 2,5 gradi, con conseguente minor carico sul motore passo-passo cuscinetto e una risorsa motore passo-passo più lunga. Consente inoltre di smorzare le vibrazioni risultanti.

3) collegamento mediante frizione a camme. Vantaggi: permette di smorzare le vibrazioni risultanti, trasmettere più coppia da albero ad albero, rispetto ad uno splittato. Svantaggi: minore compensazione del disallineamento, disallineamento dell'installazione dell'albero motore e dell'asse del motore passo-passo fino a 0,1 mm e disallineamento fino a 1,0 gradi.

C) Scelta dell'elettronica

Viene presentata l'elettronica (vedi fig. 1 e 2):

7 - controller del motore passo-passo

8 - alimentazione del controller del motore passo-passo

11 - motori passo-passo

Sono disponibili 4 fili, 6 fili e 8 fili motori passo passo . Tutti possono essere utilizzati. Nella maggior parte dei controller moderni, la connessione viene eseguita utilizzando un circuito a quattro fili. Il resto dei conduttori non viene utilizzato.

Quando si sceglie una macchina, è importante che il motore passo-passo abbia una potenza sufficiente per spostare l'utensile di lavoro senza perdere passi, cioè senza spazi vuoti. Maggiore è il passo della filettatura della vite, saranno necessari motori più potenti. Di solito, maggiore è la corrente del motore, maggiore è la sua coppia (potenza).

Molti motori hanno 8 uscite per ciascun semiavvolgimento separatamente: ciò consente di collegare un motore con avvolgimenti collegati in serie o in parallelo. Con gli avvolgimenti collegati in parallelo, avrai bisogno di un driver con il doppio della corrente rispetto agli avvolgimenti collegati in serie, ma sarà sufficiente metà della tensione.

Con la serie, al contrario, per raggiungere la coppia nominale sarà necessaria metà della corrente, ma per raggiungere la velocità massima sarà necessaria il doppio della tensione.

La quantità di movimento per passo è in genere di 1,8 gradi.

Per 1.8, ottieni 200 passi per turno completo. Di conseguenza, per calcolare il numero di passi per mm ( "Passi per mm" (Passi per mm)) usiamo la formula: numero di passi per giro / passo vite. Per una vite con passo 2mm si ottiene: 200/2=100 passi/mm.

Selezione del controller

1) Controller DSP. Vantaggi - la possibilità di selezionare le porte (LPT, USB, Ethernet) e l'indipendenza delle frequenze del segnale STEP e DIR dal funzionamento del sistema operativo. Svantaggi: prezzo elevato (da 10.000 rubli).

2) Controller di produttori cinesi per macchine utensili amatoriali. Vantaggi: prezzo basso (da 2500 rubli). Lo svantaggio sono i maggiori requisiti per la stabilità del sistema operativo, richiede il rispetto di alcune regole di configurazione, è preferibile utilizzare un computer dedicato, sono disponibili solo versioni LPT.

3) Progettazioni amatoriali di controller su elementi discreti. Il prezzo basso dei controller cinesi sta spiazzando i progetti amatoriali.

I più diffusi nei progetti di macchine amatoriali sono i controller cinesi.

Selezione di un alimentatore

I motori Nema17 richiedono almeno 150W di alimentazione

I motori Nema23 richiedono almeno 200W di alimentazione

In un azionamento dell'asse CNC, un ingranaggio viene utilizzato per convertire il movimento rotatorio di un albero motore in movimento traslatorio lungo un asse. Per semplificare la scelta di un ingranaggio CNC, di seguito sono elencati gli ingranaggi più comunemente utilizzati nelle macchine CNC. Gli ingranaggi che sono esotici per il settore del fai da te, come il servomotore lineare e il motore passo-passo lineare, saranno esclusi da questo articolo per motivi pratici e verranno presi in considerazione quelli più comuni.

Dado di trasmissione

Per trasmissione vite-dado si intende una coppia di viti in acciaio con filettatura trapezoidale o metrica e un dado. Questo tipo di trasmissione è una trasmissione ad attrito radente ed in pratica, a sua volta, ha diverse varietà.

Perno e dado di costruzione. L'opzione più economica. Il prigioniero di costruzione non è affatto destinato all'uso nella costruzione di macchine utensili, il suo processo di produzione è finalizzato all'uso nel settore edile, per cui questo tipo di trasmissione presenta la serie più completa di svantaggi: errore elevato, bassa rettilineità, caratteristiche di basso carico, bassa resistenza all'usura, elevato attrito, ecc. Tuttavia, è ancora utilizzato nelle macchine fai-da-te realizzate per scopi didattici a causa del basso costo. Se decidi a tutti i costi di risparmiare sull'attrezzatura e di installare un prigioniero da costruzione, assicurati di considerare la possibilità di sostituirlo con una vite trapezoidale o una vite a ricircolo di sfere! Molto probabilmente, la macchina su un tornante da costruzione non soddisferà le tue aspettative.
Vite di trascinamento con filettatura trapezoidale o rettangolare. La vite filettata trapezoidale è il tipo di ingranaggio più comune nelle macchine per la lavorazione dei metalli nell'ultimo secolo e fino ad oggi. Le viti trapezoidali sono prodotte da vari tipi di acciai strutturali al carbonio mediante filettatura o zigrinatura di una barra d'acciaio. Le viti rullate hanno caratteristiche significativamente migliori di quelle filettate. L'uso diffuso delle viti trapezoidali è dovuto alla loro vasta gamma, disponibilità sul mercato di viti di diverse classi di precisione, da C10 a C3. La chiocciola è realizzata con materiali resistenti all'usura come poliammidi (caprolon, nylon), teflon, bronzo. Gli ingranaggi trapezoidali correttamente calcolati e realizzati sono caratterizzati da un'elevata resistenza all'usura, perché l'attrito si verifica con una bassa pressione (a causa della superficie di attrito relativamente grande). Su molte macchine di fabbricazione sovietica ancora funzionanti, le coppie sono state installate da quando la macchina è stata rilasciata e non sono cambiate per 30-40 anni. È anche possibile utilizzare dadi spaccati su tali madreviti, il che consente di regolare la tenuta comprimendo il dado e di scegliere il gioco che appare nel tempo. Tra gli svantaggi, vale la pena notare, stranamente, la facilità di fabbricazione della vite, che significa automaticamente la presenza di molti produttori, con una gamma molto ampia di indicatori di qualità. Le eliche a basso costo sono realizzate in acciaio #45 senza indurimento superficiale, che può portare al disallineamento dell'elica (in altre parole, le eliche di piccolo diametro sono morbide e spesso si piegano durante la spedizione). Gli svantaggi e i vantaggi allo stesso tempo includono un elevato attrito nella trasmissione. Da un lato, questo riduce l'efficienza, è necessario un motore più potente per ruotare l'elica. D'altra parte, l'attrito smorza leggermente le vibrazioni rotazionali della vite, il che può essere utile quando si utilizzano motori passo-passo (vedi risonanza dei motori passo-passo). Questo effetto, tuttavia, si manifesta piuttosto debolmente e sono necessari altri metodi per combattere la risonanza. Riassumendo, possiamo dire che la vite trapezoidale non ha ancora perso la sua importanza come trasmissione di macchine a controllo numerico ed è utilizzata con successo in macchine di tutte le classi.
Vite a ricircolo di sfere () La vite a ricircolo di sfere, o vite a ricircolo di sfere (detta anche "vite a ricircolo di sfere"), è attualmente lo standard de facto nella costruzione di macchine a controllo numerico. Vite in acciaio con piste di sfere, temprata ad induzione e poi rettificata, e chiocciola appositamente montata con sfere a circolazione interna. Quando la vite ruota, i dadi rotolano lungo i tapis roulant, trasferendo forza al corpo del dado. Tale trasmissione si distingue per elevata precisione, alta efficienza (80, 90% o più) e risorse. La vite a ricircolo di sfere è più spesso utilizzata nelle macchine a controllo numerico, poiché il suo utilizzo consente l'utilizzo di motori di potenza inferiore (non sono necessarie forze di strappo così significative come nel caso di una trasmissione vite-chiocciola). La vite a ricircolo di sfere viene fornita in coppia completa, non richiede alcuna regolazione della chiocciola e spesso non richiede la lavorazione finale per l'installazione nei supporti - questo viene fatto dal produttore, ad es. Le viti a ricircolo di sfere sono spesso plug and play, mentre nel caso delle viti trapezoidali, dadi e viti sono spesso realizzati in luoghi diversi e possono richiedere un montaggio accurato, senza il quale possono verificarsi giochi, gioco, maggiore attrito, usura, ecc. La vite a ricircolo di sfere tollera segatura, polvere e mancanza di lubrificazione peggio dell'ingranaggio madrevite; se entra un corpo estraneo anche di dimensioni molto piccole, l'ingranaggio può incunearsi, perché le sfere vicine nel canale ruotano nella direzione opposta. Spesso è necessaria una protezione aggiuntiva dell'elica con l'aiuto di materiali ondulati. Le viti a ricircolo di sfere, così come una vite trapezoidale, hanno limiti di lunghezza: una vite troppo lunga si piega sotto il proprio peso e quando la vite viene ruotata (la velocità di rotazione della vite con un passo di 5 mm nelle macchine a portale raggiunge 10-15 giri/min e superiori) si comporta come una corda per saltare, da cui la macchina vibra, e i nodi che fissano la vite subiscono carichi d'urto, la loro risorsa viene rapidamente ridotta, compaiono delle lacune nelle sedi, che a loro volta aumentano le vibrazioni della macchina e ne riducono la qualità di prodotti fabbricati. L'esperienza mostra che il rapporto tra il diametro della vite a ricircolo di sfere e la sua lunghezza non deve essere inferiore a 0,022 e si sconsiglia inoltre di superare la lunghezza della vite di 2000 mm. Per eliminare l'effetto "salta la corda", vengono utilizzati design con una vite fissa e un dado rotante, ma tali unità, di norma, sono molto più costose e più difficili da produrre e richiedono anche spazio, che non è sempre possibile implementare su portali compatti. Se hai intenzione di spegnere a volte i motori di azionamento e lavorare sulla macchina in modalità manuale, è meglio non usare una vite a ricircolo di sfere: una trasmissione senza autofrenante può darti molti problemi. Per i tipi di viti a ricircolo di sfere e le loro caratteristiche, vedere l'articolo principale.

Ingranaggio

ingranaggi utilizzato nelle macchine CNC, ci sono 2 tipi

Come scegliere un ingranaggio per una macchina CNC

In modo da selezionare l'ingranaggio per la macchina CNC, la scelta dovrebbe basarsi sulle caratteristiche più critiche per la vostra macchina. Gli ingranaggi con dado a vite vengono utilizzati dove non ci sono requisiti elevati di precisione e velocità di movimento, se è richiesta l'autofrenamento dall'ingranaggio, nonché in caso di severe restrizioni di budget. La vite a ricircolo di sfere ha la più ampia gamma di applicazioni, è possibile acquistare una vite a ricircolo di sfere con la classe di precisione richiesta, il passo, la possibilità di creare un precarico e senza di esso. L'unico caso in cui una vite a ricircolo di sfere non può essere utilizzata è se alla trasmissione è richiesta l'autofrenamento, tuttavia, se si tratta di frenare la trasmissione per motivi di sicurezza (tenendo la paletta), allora il problema si risolve utilizzando un dispositivo elettromagnetico freno sul motore, contrappeso, ecc. La cremagliera e il nastro vengono utilizzati in macchine con un'ampia area di lavoro - a partire da 1,5 mq e oltre - principalmente per ottenere elevate velocità di taglio e movimenti a vuoto. Su macchine di queste dimensioni l'obiettivo non è raggiungere una precisione di decine di micron, 0,2-0,3 mm nella maggior parte dei casi è più che sufficiente, quindi l'estensibilità della cinghia e la precisione della cremagliera e del pignone non sono un ostacolo per il loro uso.

In totale, se hai una segatrice di grandi dimensioni, dovresti scegliere una cremagliera o una trasmissione a cinghia. Se hai un router/incisore desktop per studio o hobby, un ingranaggio con dado a vite è la strada da percorrere. Se stai costruendo una macchina di medio formato per il business, la produzione, le viti a ricircolo di sfere sono la scelta migliore. Dopo aver scelto il tipo, dovresti decidere i parametri di trasmissione specifici.

La copia è consentita con un collegamento diretto alla fonte

Su questa complessa attrezzatura, tutti i tipi di parti sono realizzati in metallo, plexiglass, acrilico o plastica, legno. La loro versatilità sta nel fatto che ben si prestano alla piallatura trasversale, alla formazione delle superfici più complesse, in particolare curve; effettuare selezioni della cresta, della linguetta, delle pieghe, della scanalatura, delle fessure e delle modanature.

Descrizione della macchina

La dotazione standard della macchina comprende:

base pesante e potente;
Desktop;
, con la contemporanea presenza dell'albero mandrino;
un insieme di diversi strumenti per il taglio di materiali;
freno a disco anteriore.

La progettazione delle macchine utensili oggi comprende molti importanti dispositivi che garantiscono l'accuratezza della lavorazione e la facilità d'uso. È importante conoscerli affinché la scelta di una fresatrice CNC sia significativa e corretta.

Non dimenticare il mandrino!

Una delle qualità importanti nel funzionamento del motore elettrico dell'albero del mandrino è la capacità di ruotarlo in modo fluido e uniforme. Durante l'assemblaggio, vengono selezionati i cuscinetti della più alta (classe di precisione) e la pinza deve avere tolleranze maggiori per eccentricità e dimensioni.

Esistono tipi principali di sistemi di raffreddamento del mandrino:

Liquido (si basa sulla circolazione di acqua o antigelo in un circuito chiuso). Uno dei vantaggi è la dissipazione del calore affidabile. Tra gli svantaggi c'è un design complesso, perché il liquido di raffreddamento deve essere posizionato nel serbatoio.
Aria (tale raffreddamento consiste nel forzare l'aria attraverso le prese d'aria nella cavità del mandrino). Tra i vantaggi del sistema: compattezza e semplicità. C'è anche un aspetto negativo: i filtri, in particolare per le apparecchiature per la lavorazione del legno massiccio, devono essere cambiati spesso, si contaminano con la polvere.

Quando si sceglie un mandrino per una macchina CNC, è necessario prestare attenzione ai suoi indicatori indicati nella scheda tecnica (potenza e velocità durante la fresatura), che dipendono dalla durezza della lavorazione dei materiali. Ad esempio, per il compensato in fogli, la potenza di elaborazione richiesta è di 800 W; su una vasta gamma di legno duro, metalli leggeri - rame, ottone e alluminio, macchine in plastica più potenti - 1500 W; e la pietra viene lavorata ad una potenza di 3000 - 4000 watt.

Ora nelle apparecchiature per la fresatura, vengono utilizzati principalmente mandrini importati:

Italiano - alta qualità, funzionamento ad alta velocità, con rotazione regolare e basso runout, principalmente raffreddato ad aria e prezzo elevato.
Il cinese ha un corpo cilindrico solido, che è chiuso alle estremità con coperchi, e per sostenere gli alberi vengono utilizzati gruppi di cuscinetti. Tra i vantaggi: il design ha un livello sufficiente di rigidità e vibrazioni minime, insensibilità alla presenza di trucioli e polvere, convenienza. Sfortunatamente, i modelli di mandrini di fabbricazione cinese hanno un'alta probabilità di matrimonio, può essere difficile sostituire i cuscinetti. E per i modelli con raffreddamento ad acqua, c'è una debole resistenza anticorrosione delle parti interne.

Tipi di fresatrici

Scegliendo tale attrezzatura, si deve procedere da come si adatta allo scopo. I russi hanno una scelta:

macchine automatiche CNC ad alta velocità che tagliano e tagliano metalli, lavorano parti in cartone e legno, affrontano plastica a due strati e acrilico, PVC, plexiglass e gesso, pietra naturale - granito e marmo;
modelli (fresatura e incisione) lavoranti con lamiere (dimensione massima 2000 x 4000 x 200 mm);
incisori (dalla modellazione 2D alla 4D);
macchine a profilo stretto che funzionano con un tipo di materiale: varietà di pietra, compensato, legno, acciaio inossidabile o alluminio;
piccoli modelli CNC portatili. Ad esempio, un modello di fresatrice con "Desktop 3D" viene utilizzato per fresare circuiti stampati, MDF e elabora prodotti con estrema precisione.

Nella linea di serie di attrezzature per professionisti si possono privilegiare centri di lavoro verticali e orizzontali con controllo del programma; grandi incisori per fresatura CNC a tre, quattro e cinque assi prodotti a Taiwan.

Sono considerati abbastanza affidabili e acquistabili (dopo Germania e Giappone - in terza posizione). Inoltre, è redditizio acquistarli sia per privati che per imprese, grazie alla presenza a Mosca e Tula di centri di assistenza che forniscono attrezzature, utensili da taglio, regolano le attrezzature e addestrano il personale.

ATTENZIONE: Non è difficile distinguere una macchina da Taiwan: ha un basamento fuso in un unico pezzo (il materiale di fabbricazione è la ghisa brasiliana a grana fine). Inoltre, la macchina è dotata di cuscinetti americani o giapponesi, mandrini importati.

E se il cliente è alla ricerca di una macchina per gioielli di alta precisione, il modello migliore per questo è P 0403 del produttore Vector.

attrezzatura per mobili

Lavorazione del legno e produzione di mobili, le officine che producono finestre, porte e facciate non saranno in grado di funzionare senza apparecchiature di ampia funzionalità: macchine per la lavorazione del legno CNC.

Negli ultimi anni, i mobili in stile retrò sono diventati di moda, con eleganti braccioli, gambe e altri dettagli intagliati. In questo caso, la tecnologia del taglio automatizzato di un modello viene utilizzata su una fresatrice, su cui è installato il controllo numerico. Fornisce alta precisione e qualità quando viene eseguita una fresatura del legno complessa e viene creato un elemento intagliato.

Con l'aiuto di tali apparecchiature, è possibile stabilire la produzione di:

facciate di mobili in legno e consolle decorative;
balaustre, gambe arricciate ed elementi scanalati;
dettagli intagliati incorporati;
simboli, statuine, figurine e cornici di varie forme per quadri e specchi.

Coloro che hanno un budget limitato possono acquistare un router CNC standard cinese economico - CC-M1, soprattutto per. Nella produzione di facciate, decorazioni incise e bassorilievi - di solito molta polvere. Scegliere quindi il set completo, dove è presente un'aspirazione sottovuoto per l'assorbimento della polvere. Questo modello ce l'ha.

Quali sono le migliori fresatrici? Nessuno darà una risposta certa. Ma c'è ancora più fiducia nelle apparecchiature di lavoro del software. Ogni maestro ha il suo approccio alla scelta della tecnica giusta.

E il router CNC è buono, che ha una maggiore precisione, un minor consumo energetico, più comodo da usare, affidabile in qualsiasi situazione di lavoro.

Possiamo formulare tre consigli per la scelta giusta:

Specificare preventivamente con i responsabili aziendali tutti i dati relativi al modello; materiali con cui lavora la macchina. Se c'è un video, guardalo. Questo ti aiuterà a decidere.
Consultare prima dell'acquisto in merito alla funzionalità dell'apparecchiatura e alla gamma di attività svolte. E l'opzione migliore è iscriversi a una dimostrazione della macchina CNC e non essere timido nel porre domande durante il funzionamento.
Quando viene selezionato il modello desiderato, fare attenzione al momento dell'acquisto: controllare l'attrezzatura acquistata per un set completo di nodi. Deve essere presente un'unità di controllo del programma per la macchina; cavi con connettori della configurazione appropriata e dischi con software. Di solito il software viene installato dagli specialisti dell'azienda che vende la macchina durante la sua regolazione.

Conclusione

Fondamentalmente, abbiamo cercato di aiutare una persona di fronte a una scelta. Abbiamo capito come scegliere una fresatrice (la cosa è costosa e funzionerà con il proprietario per più di un anno - con metallo o legno). Almeno ora c'è molto da scegliere. Spero che i lettori utilizzeranno queste informazioni per acquistare uno strumento di lavoro.