Поворотні осі для фрезерного верстата ЧПУ

Що таке поворотна вісь верстата ЧПУ

Поворотна вісь перетворює трьохосьовий фрезерний верстат з ЧПУ на чотирьохосьовий. Заготовку затискають у патроні передньої бабки, і кроковий двигун повертає її на заданий кут за командою контролера. Вісь обертання паралельна осі X верстата, у програмах її позначають літерою A. Фреза обробляє заготовку зверху, а поворотна вісь підставляє під неї потрібний бік.

З чого складається поворотна вісь

• Передня бабка. Корпус зі шпинделем, патрон для затискання заготовки, кроковий двигун і знижувальна передача між двигуном і шпинделем.
• Патрон. Кулачки затискають заготовку по зовнішній або внутрішній поверхні. Комплект прямих і зворотних кулачків розширює діапазон діаметрів затискання.
• Задня бабка. Корпус з пінолю й обертовим центром. Маховик висуває піноль, центр упирається в торець заготовки, важіль фіксує піноль у потрібному положенні.
• Основи. Пази під болти для кріплення до столу верстата і виступ знизу для вирівнювання по пазу столу.

Як працює привод осі

Кроковий двигун робить крок 1.8°, тобто 200 кроків на оберт. Наприклад, пасова передача 6:1 зменшує кут повороту заготовки в 6 разів: один крок двигуна повертає її на 0.3°. У стільки ж разів передача збільшує момент на шпинделі без урахування втрат і зменшує швидкість обертання.

Контролер рахує вісь A в градусах, тому в налаштуваннях вказують кількість кроків на градус. Розрахунок: 200 кроків x дроблення кроку драйвера x передавальне число / 360°. За дроблення 1/8 і передачі 6:1 виходить 200 x 8 x 6 / 360 = 26.667 кроку на градус.

Дроблення зменшує кут на крок, але момент двигуна на мікрокроці нижчий, ніж на повному кроці, тому точність повороту під навантаженням визначають і передача, і жорсткість затискання заготовки.

Подача по осі A

Контролер задає подачу по осі A в градусах за хвилину, тому швидкість різання на поверхні заготовки залежить від її діаметра: v = F x 3.1416 x D / 360, де F подача в градусах за хвилину, D діаметр у міліметрах. При подачі 1000° за хвилину заготовка діаметром 50 мм проходить під фрезою 436 мм за хвилину, діаметром 100 мм уже 873 мм за хвилину.

Тому подачу по осі A підбирають під найбільший діаметр оброблюваної ділянки, а під час обробки ступінчастої деталі перевіряють швидкість і на малих діаметрах.

Що обробляють на поворотній осі

• Тіла обертання з дерева і пластику: балясини, ніжки меблів, ручки, фігурні вали.
• Об’ємне різьблення і рельєф по всій поверхні циліндричної заготовки.
• Гравіювання написів і візерунків на циліндрах і кільцях.
• Пази, отвори й лиски, розташовані по колу через рівні кути.

Як підібрати поворотну вісь

• Висота центру. Висота центру задає найбільший радіус заготовки, який вміщується над столом. Крім того, над заготовкою потрібен запас ходу по осі Z для фрези і шпинделя.
• Однакова висота центру в обох бабок. Передня і задня бабка мають мати однакову висоту центру, інакше вісь заготовки піде похило.
• Патрон. Діаметр патрона і кількість кулачків вибирають за діаметром і формою заготовок: чотири кулачки зручно тримають квадратний брус.
• Передавальне число. Що більше передавальне число, то менший кут повороту на крок двигуна і більший момент на шпинделі, але то повільніше обертання.
• Електроніка. Контролер верстата має підтримувати четверту вісь, для двигуна потрібен окремий драйвер зі струмом, що підходить до двигуна.

З висотою центру 65 мм над столом уміщується заготовка діаметром менше 130 мм. Довжину деталі між патроном і центром обмежують хід столу по осі X і довжина паза, у який ставлять обидві бабки.

Встановлення і налаштування

• Ставте передню і задню бабку в один паз столу: виступи основ вирівнюють їх по одній лінії.
• Перевірте паралельність осі обертання осі X індикатором по циліндричній оправці або по заготовці.
• Довгу заготовку підтискайте задньою бабкою: без опори другий кінець відтискається фрезою і вібрує.
• Не перетискайте заготовку центром: надмірне підтискання навантажує підшипники обох бабок.
• Після налаштування кількості кроків на градус поверніть вісь командою на 360° і перевірте, що заготовка повернулася у вихідне положення.

Часті помилки

• Ставлять задню бабку з іншою висотою центру, і заготовка обертається з биттям.
• Не підтискають довгу заготовку центром, і її вільний кінець вібрує під фрезою.
• Вказують у контролері кроки на градус без урахування дроблення драйвера або передачі, і вісь повертається не на той кут.
• Задають подачу по осі A як лінійну, і на великому діаметрі швидкість різання виходить вищою за розрахункову.
• Не перевіряють запас ходу по Z над заготовкою, і шпиндель упирається в деталь.
• Ставлять бабки в різні пази столу, і вісь обертання йде не паралельно осі X.