С какими видами фрезерных станков удалось ознакомиться с помощью интернета

Обновлено: 04.07.2024

Станкостроение создало сотни разновидностей и моделей фрезерных станков. Они отличаются по габаритам, мощности, конструкции, специализации. Но у всех фрезерных станков, от небольших до сверхтяжелых, есть общие принципы работы. Все фрезерные станки обрабатывают заготовки фрезой, что и дало этой многочисленной группе общее название.

Назначение

Преимущественно фрезерные станки предназначены для обработки металлов. Из заготовок способом механической обработки вырезаются различные детали самого разного профиля и размеров, в том числе сложные, с прямыми и криволинейными контурами.

Кроме механической обработки, различные детали из металла изготавливают и другими способами: литье в формы, штамповка на прессах, вырубка, резка, ковка. Но эти способы не всегда технологически возможны или оправданы. Например, штамповкой, газовой или лазерной резкой нельзя создать объемную деталь, или деталь высокой точности.

Иногда для сплава недопустима термическая обработка (сильный нагрев), так как при этом изменяются свойства металлов. Тогда единственным способом изготовления деталей остается механическая обработка – фрезерование.

Кроме фрезеровки, есть другой вид механической обработки металлов – токарная обработка. Процесс схож с фрезерованием, но при этом резцами вырезаются круглые детали. Как отдельная разновидность, есть совмещенные токарно-фрезерные станки, на которых выполняется как обработка по диаметрам, так и по прямым линиям – пазы, углубления, каналы, шлицы и т.д.

Устройство

Простейшая схема традиционной (классической) компоновки двух основных типов фрезерных станков:

А) горизонтально-фрезерный станок, с горизонтальным расположением шпинделя, который вращает фрезу.

Нумерация основных узлов:

Стойка (основная несущая часть станины).
Щиток (люк) доступа к коробке скоростей.
Хобот, верхняя часть несущей станины.
Тиски зажима заготовки.
Бабка фиксации вала горизонтального шпинделя.
Салазки рабочего стола для перемещения тисков с заготовкой.
Консоль.
Расположенные внутри консоли червячные или винтовые механизмы перемещения стола с заготовкой вперед/назад, влево/вправо и вверх/вниз.

Б) Вертикально фрезерный станок. Шпиндель расположен вертикально, как у сверлильного станка.

Нумерация основных узлов:

Стойка (основная несущая часть станины).
Щиток (люк) доступа к коробке скоростей.
Хобот, верхняя часть несущей станины.
Шпиндель, на котором крепится фреза.
Тиски зажима заготовки.
Салазки рабочего стола для перемещения тисков с заготовкой.
Консоль.
Расположенные внутри консоли червячные или винтовые механизмы перемещения стола с заготовкой вперед/назад, влево/вправо и вверх/вниз.

Электродвигатель расположен сзади станка или внутри стойки, от модели. От двигателя через шкивы клиноременной передачи вращение передается на коробку скоростей. На разных станках может быть от 6 до 19 и более скоростей. Для обработки разных сплавов и операций подбирается оптимальная скорость вращения шпинделя.

Станки с горизонтальным шпинделем лучше подходят для продольной выборки пазов, ниш, шлицев.

Вертикальные фрезеры лучше справляются с выборкой по стенкам высоких заготовок, внутри заготовок, обработкой глубоких внутренних полостей.

О разбросе возможностей говорит мощность электродвигателей на разных станках – от 0,75 кВт до 14 кВт и более на спецстанках.

Принцип работы

Сплав фрезы должен быть значительно прочнее металла или сплава заготовки.
Должен быть правильно подобран профиль (форма) фрезы, количество зубьев.
Переключением скоростей вращения шпинделя подбирается оптимальная скорость обработки.
Заготовка должна абсолютно точно располагаться и перемещаться относительно фрезы. При этом крепление заготовки должно быть достаточно прочным.

Процесс фрезерной обработки:

Любое отклонение приведет к выборке в ненужном месте, и заготовка попадает в брак.

Поэтому большое значение имеют параметры рабочего стола. Шпиндель и механизмы подачи заготовки к фрезе не должны иметь люфтов. Салазки должны перемещаться без малейших отклонений. От того, насколько точно работают эти узлы, зависит класс точности станка. В металлообработке есть 5 классов точности для станков:

Н – нормальная точность.
П – повышенная.
В – высокоточные станки.
А – повышенная высокая точность.
С – мастер-станки, самые высокоточные.

Фрезерные станки классов В, А, С используют в цехах с постоянной температурой и влажностью, так как большой температурный ход приводит к сужению и расширению металлических частей станка на минимальные величины, но это уже недопустимо для сверх высокоточных станков, допуски на которых составляют сотые доли мм.

Точность обработки на станках старого типа зависела не только от станка, но и от квалификации фрезеровщика. Далее стали появляться вспомогательные механизмы и приспособления, станки с полуавтоматической и автоматической подачей, с ЧПУ (числовое программное управление).

Современные станки, работающие по компьютерным программам, имеют другой принцип работы. Заготовка может крепиться неподвижно, а её обработку проводит подвижная в трех координатах фреза. Такие станки работают с минимальным участием человека (загрузка ПО, расположение заготовки, включение и контроль) и могут сделать деталь любой сложности с высокой точностью. Это вывело технологии фрезерной металлообработки на новый уровень.

Виды и классификация

Первые примитивные фрезеры появились ещё в 17 веке. Прообразы современных станков – в 19 веке. К нашему времени создано и используются десятки разновидностей таких станков.

Горизонтально-фрезерные

Горизонтальное расположение шпинделя. Станки используются для неглубокой выборки длинных деталей, описан выше.

Вертикально-фрезерные

Вертикальное расположение шпинделя. Станки лучше подходят для глубокой выборки внутри заготовок, обработки стенок детали, также описан выше.

Универсальные

Это станки с фрезой, которая передвигается на суппорте, что делает его универсальным для обработки разных деталей. Могут обрабатывать горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости заготовок. Работают с токарными и сверлильными фрезами. Современные станки такого типа имеют ЧПУ и работают с минимальным участием станочника.

Сверлильно-фрезерные

Станки такого типа по конструкции схожи с вертикальным сверлильным станком. Есть настольные модели малой мощности, и промышленные, для обработки крупных деталей.

Главное их отличие от обычного сверлильного станка:

более мощный двигатель;
наличие рабочего стола, как у фрезерных станков, винтовая подача в трех плоскостях на салазках, тиски для крепления заготовки на салазках рабочего стола;
мощный патрон для крепления различных фрез и резцов.

Может использоваться как обычный сверлильный станок, если вместо фрез ставить в патрон сверло нужного диаметра.

Широкоуниверсальные

По сравнению с просто универсальными фрезерами имеют расширенные возможности. Оснащены двумя шпинделями, горизонтальным и вертикальным. Рабочий стол перемещается не только влево/вправо, назад/вперед и вверх/вниз, как у всех фрезеров, но может наклоняться под нужным углом.

Такие станки могут выполнять широкий спектр разных операций – фрезерование в разных плоскостях, сверление, нарезка резьб и т.д., что и делает их широкоуниверсальными. Современные промышленные модели могут быть оснащены ЧПУ.

Бесконсольные

На консольных станках рабочий стол располагается на консоли и значительно поднят относительно пола цеха. Это затрудняет или делает невозможной обработку крупногабаритных заготовок. Они либо просто не умещаются в рабочем пространстве под фрезой, либо весят слишком много. Для обработки таких заготовок используют бесконсольные станки.

Рабочий стол у них расположен значительно ниже, сразу на основании станка и выдерживает большой вес.

Индустриальные станки такого типа могут обрабатывать заготовки весом в несколько тонн.

Продольно-фрезерные

Это мощные индустриальные станки, созданные для обработки длинных деталей. Например, станок МС64ОГМФ4-16 К способен обрабатывать заготовки длиной до 17 метров. При этом значительной высоты заготовки (до 3,5 м) и ширины (до 5 м). Однако именно значительная длина рабочего стола и дает название таким станкам – продольные.

Масса заготовки может быть свыше 200 тонн, перемещать ее относительно фрезы с высокой точностью затруднительно. Поэтому станки конструктивно выполнены как неподвижный рабочий стол и фрезерные головки, которые перемещаются относительно заготовки.

При этом станок делает не только продольные выборки, но и любые другие согласно чертежам будущей детали. На видео – демонстрация такого станка:

Копировальные

Существует множество разновидностей фрезерных станков, которые работают по принципу механического копирования, то есть по шаблонам. Копировать заготовки, то есть делать множество деталей одного размера могут и станки с ЧПУ. Но речь идет именно о механическом, а не цифровом копировании.

В металлообработке такой принцип практически не применяется, так как металл – жесткий материал и шаблоном определить четкое движение фрезы или заготовки проблематично.

Копировальные станки используются в основном в деревообработке. Как пример, на видео демонстрация копировально-фрезерного станка марки WoodTec:

Шпоночные

Это специализированные станки, предназначенные для выборки шпоночных пазов в валах.

Есть, как простейшие небольшие модели, так и мощные промышленные станки с двумя шпинделями для одновременной выборки двух пазов на концах вала, гидравлической подачей заготовки.

При работе практически не используется мерный инструмент, так как ширина паза задается диаметром фрезы. Хотя есть станки с эксцентричным вращением фрезы, когда она выбирает паз шире своего диаметра, но ширина паза известна заранее.

Контролируется только длина и глубина шпоночного паза. Шпоночные пазы и шпонки под них бывают разных размеров и формы. Как пример – классическое соединение с закрытым (глухим) пазом, не выходящим на торец вала и пазом на шестерне:

Шпоночные пазы выбираются и другими способами на разных станках. Речь именно о специализированных, созданных именно для таких операций на больших поточных производствах.

Настольные

Настольные фрезерные станки работают по такому же принципу, что и все остальные. Разница в небольших габаритах и весе.

Это могут быть горизонтальные, вертикальные или сверлильно-фрезерные станки. Мощность двигателя, от 0,75 кВт до 1,5 кВт. Как пример, НГФ 110 (настольный горизонтальный фрезер).

Станок имеет 6 режимов скорости вращения шпинделя, двигатель мощностью 0,75 кВт.

Несмотря на небольшие габариты, мощность и учебную направленность НГФ 110 – вполне работоспособный станок, хорошо справляется с обработкой небольших деталей. Класс точности – Н (нормальный).

К настольным относятся также современные небольшие фрезерно — токарные станки. Пример такого станка на фото:

Станок имеет двигатель 300 Вт и предназначен для изготовления из мягких материалов мелких изделий сложного профиля.

Для программирования первых станков с ЧПУ использовались перфокарты и перфоленты.

Сегодня работают полностью роботизированные комплексы, которые по заданной программе без участия станочника могут создать любую деталь самой сложной формы с высокой точностью. Управляются они с помощью следующей цепочки:

Микроконтроллер или микропроцессор.
Контроллер с возможностью программирования (логикой).
Управляющий компьютер.

В программу управляющего компьютера закладываются все данные о параметрах нужной детали, дальше станок все делает сам. Действия оператора сводятся к следующему:

Загрузка данных в компьютер станка.
Правильное расположение заготовки.
Контроль за процессом.

На полностью роботизированных линиях заготовка перемещается без участия оператора, по конвейеру и манипуляторами, а программа может быть заложена удаленно, по промышленной сети.

Различают 3, 4, 5 и 6 осевые фрезерные станки с ЧПУ, 6 осевые – наиболее сложные и дорогие, встречаются реже. От количества осей перемещения фрезы зависит, насколько сложную деталь можно обработать за один раз, без смены положения заготовки или использования другого станка.

Другая модельная линейка – средние и небольшие станки с ЧПУ, в том числе настольные. Их можно разместить в небольшой столярной, домашней мастерской.

Как пример, средний фрезерный станок с ЧПУ для изготовления балясин из дерева на видео:

Классификация по типу обрабатываемого материала

Самые распространенные материалы для фрезерной обработки – металлы и дерево.

Метало – и деревообрабатывающие фрезеры имеют значительные отличия по числу оборотов шпинделя. Металл обрабатывается при оборотах фрезы до 3000 об/мин, дерево в 10 раз больше. Причем чем выше обороты, тем чище деревообработка. Фреза по металлу при таких оборотах сгорит или сломается.

Кроме этих материалов, современное станкостроение предлагает фрезеры для обработки практически всех производственных материалов. На деревообрабатывающих станках можно работать с материалами, схожими по плотности и прочности с древесиной:

МДФ, ДСП, ЛДСП, ОСП, ДВП, фанеру;
некоторые виды пластиков и пластмасс;
оргстекло и композитные материалы.

Специальные станки есть для обработки сверхтвердых материалов: гранит, мрамор, другие натуральные и искусственные камни.

На изображении фрезер по камню в работе:

Отдельное направление – ювелирные фрезерные станки для обработки полудрагоценных и драгоценных камней и металлов.

Простые фрезерные станки образца 20 века сегодня почти не производятся. Однако по-прежнему работают во множестве мастерских, на производствах. Современные, с ЧПУ выпускаются все больше. И есть возможность выбора наиболее подходящего варианта. Для покупателя открыт весь мировой рынок такого оборудования. Современные техника этого профиля выпускаются и в России.

Фрезерные станки предназначены для обработки металлических и деревянных заготовок при помощи фрезы. Операция фрезерования подразумевает вращательное движения режущего инструмента, которое является главным, и поступательное перемещение заготовки или фрезерной головки, которое называется движением подачи.

1. Фрезерные станки применяются для выполнения следующих операций:

обработка наружных и внутренних плоских поверхностей;
создание фасонных поверхностей;
прорезание канавок, наружных и внутренних шлицев, пазов;
создание эвольвентных и других профилей зубчатых колес;
подрезание торцов и создание профилей на торцевых поверхностях;
отрезание.

Рассмотрим основные параметры, по которым происходит классификация фрезерных станков.

2. В зависимости от расположения и направления движения шпинделя, подразделяются на две большие группы:

вертикально-фрезерные;
горизонтально-фрезерные;
комбинированные.

Вертикально-фрезерные станки (рис. 1) имеют шпиндель, ось вращения которого расположена вертикально. Некоторые модификации этих станков дополнительно оснащаются механизмом поворота шпинделя вокруг горизонтальной оси. Это позволяет изменять угол приложения фрезы, что существенно расширят возможности станка. Также шпиндель на некоторых станках имеет возможность перемещаться вдоль оси вращения, а также осуществлять движения в горизонтальной плоскости, что также увеличивает технологические возможности станка.

Рисунок 1. Вертикально-фрезерный станок.

В горизонтально-фрезерных станках (рис. 2) ось вращения шпинделя располагается горизонтально. Это несколько ограничивает сферу применения этого станка. Но в то же время увеличивает перечень операций, которые он способен выполнять. Например, на горизонтально-фрезерном станке можно производить плоское шлифование или полирование.

Рисунок 2. Горизонтально фрезерный станок.

Комбинированные станки отличает наличие подвижной фрезерной головки, которая способна изменять свое положение, располагая шпиндель по отношению к заготовке вертикально или горизонтально в зависимости от требуемой операции.

3. В зависимости от сферы применения:

4. По наличию консоли:

В консольных станках стол закреплен на подвижной консоли, которая может перемещаться в трех координатах. На бесконсольных версиях фрезерных станков стол установлен на станине и имеет возможность двигаться только в горизонтальном направлении по направляющим.

5. По типу управления:

с ручным управлением;
полуавтоматические;
автоматические (станки с ЧПУ).

Рассмотрим более детально каждый из наиболее популярных типов фрезерных станков.

Консольный вертикально-фрезерный станок

Вертикально-фрезерный станок с консолью является одним из самых распространенных. Такая популярность связана с тем, что, несмотря на довольно простую конструкцию, этот станок способен выполнять большинство наиболее востребованных фрезерных операций.

Рассмотрим общую конструкцию консольного вертикально-фрезерного станка (рис 3).

Рисунок 3. Конструкция консольного вертикально-фрезерного станка.

Вертикально-фрезерный станок с консолью состоит из следующих элементов.

Консоль. Сложный механизм, обеспечивающий подачу заготовки на вращающуюся фрезу с необходимым шагом и скоростью. В большинстве случаев имеет настройки на полуавтоматический режим обработки, что позволяет выбрать направление и скорость подачи, а также глубину внедрения фрезы в зависимости от частоты вращения шпинделя.
Салазки. Предназначены для перемещения стола.
Стол. Служит для закрепления обрабатываемой заготовки.
Защитный щиток. Предохраняет фрезеровщика от разлета стружки.
Шпиндель. Передает движение от привода станка на фрезу. Может регулироваться по высоте и углу наклона по отношению к обрабатываемой детали.
Фрезерная бабка. Содержит механизмы реверса и изменения скорости вращения шпинделя.
Ползун. Подвижная часть фрезерной головки. Осуществляет подачу фрезы в вертикальном направлении.
Станина. Основание станка, на котором размещаются все узлы и механизмы.
Кожух. Защищает узлы консоли от попадания стружки.
Шкаф. Служит для размещения электрооборудования.

Вертикально-фрезерные станки могут оснащаться дополнительным оборудованием или иметь расширенные возможности благодаря внедрению дополнительных опций.

Обработка на фрезерных станках. Фрезерные станки и их технологические возможности

4.6. Обработка на фрезерных станках

Фрезерование — один из наиболее распространенных и высокопроизводительных методов лезвийной обработки плоских и фасонных поверхностей деталей. Главное движение резания v при фрезеровании — вращение фрезы, а подача S осуществляется перемещением заготовки (рис. 77).
Рис. 77. Схемы цилиндрического (а

) и торцевого (
б
) фрезерования

Все существующие методы фрезерования можно привести к двум основным видам: цилиндрическому и торцевому.

При цилиндрическом фрезеровании (рис. 77, а) обработка производится зубьями, лежащими на цилиндрической поверхности фрезы, ось которой параллельна обрабатываемой поверхности.

Торцевое фрезерование (рис. 77, б) осуществляемся фрезой, зубья которой расположены на торцевой поверхности. В этом случае ось фрезы перпендикулярна к обрабатываемой поверхности.

Основной отличительной особенностью процесса фрезерования является прерывистый характер резания. При этом толщина слоя, срезаемого каждым зубом фрезы, переменна, так как изменяется от некоторого минимума до максимума; на дуге резания одновременно работает несколько зубьев; режущие зубья работают циклично, с перерывами.

Фрезерование может осуществляться двумя методами: против подачи (встречное фрезерование) и по подаче (попутное фрезерование). При встречном фрезеровании направления векторов скорости и подачи заготовки противоположны, а при попутном — совпадают.

Встречное фрезерование характеризуется тем, что нагрузка на зуб увеличивается от нуля при врезании его в обрабатываемую поверхность до максимума при выходе. Зуб взламывает корку на поверхности заготовки снизу. Фреза стремится оторвать деталь от стола, приподнимая также и стол станка. При больших усилиях резания это приводит к вибрации технологической системы и как следствие, снижению шероховатости обработанной поверхности.

Иная картина наблюдается при попутном фрезеровании. Деталь здесь прижата к столу. Почти с первого момента зуб начинает работать с наибольшей толщиной среза и сразу же подвергается максимальной нагрузке. При наличии корки на заготовке зуб ударяется о нее, а высокая твердость и загрязненность корки, например, формовочной смесью, снижают стойкость фрезы. Поэтому при наличии корки рекомендуется применять встречное фрезерование.

При чистовом фрезеровании лучше применять попутное фрезерование. Однако положительные свойства его можно получить лишь при хорошем состоянии станка.

К элементам процесса резания при фрезеровании относятся: скорость резания, подача, глубина резания, ширина фрезерования.

Фрезерные станки и их технологические возможности.

Классификация станков фрезерной группы производится по следующим признакам: положение оси шпинделя, выполняемая работа, конструктивные особенности стола, траверсы, наличие систем ЧПУ и некоторые другие. Кроме того, в зависимости от технологических возможностей, фрезерные станки выпускают общего назначения (универсальные), специализированные и специальные.

К универсальным
фрезерным
станкам относятся: консольные вертикальные, консольные горизонтальные, непрерывного действия, вертикальные бесконсольные, продольные и широкоуниверсальные. К специализированным — шлицефрезерные и резьбофрезерные, шпоночно-фрезерные и некоторые другие типы. Специальные станки предназначены для обработки деталей определенной конфигурации и размеров. Фрезерные станки общего назначения, как правило, применяются при единичном и серийном типах производства, а специализированные и специальные — в условиях крупносерийного и массового.

Наибольшее распространение на предприятиях ж.д. транспорта получили консольные вертикальные и горизонтальные, а также универсальные станки.

Консольные вертикально-фрезерные

станки предназначены для выполнения широкого круга фрезерных работ, в основном, торцевыми и концевыми фрезами. На этих станках обеспечивается возможность обработки крупногабаритных корпусных деталей, изготавливаемых из различных, в том числе и труднообрабатываемых материалов.

Отличительной особенностью консольных вертикально-фрезерных станков является вертикальное расположение оси шпинделя и наличие консоли, на которой располагается стол станка. Частота вращения шпинделя, в котором с помощью различных патронов и оправок закрепляются фрезы, изменяется ступенчато посредством коробки скоростей. Коробка скоростей, размещенная в вертикальной станине, снабжена шпиндельной головкой, имеющей возможность поворачиваться в вертикальной плоскости. Обрабатываемая заготовка устанавливается в тисках или в приспособлении, размещенных на столе. Конструкция направляющих консоли обеспечивает столу движение подачи в трех направлениях: продольном, поперечном и вертикальном. Для обеспечения этих перемещений в консоли размещен привод подач, состоящий из электродвигателя, коробки подач и некоторых других механизмов.

Консольные горизонтально-фрезерные

станки строятся обычно на одной базе с вертикально-фрезерными и поэтому имеют много унифицированных деталей и сборочных единиц, хотя в отличие от них имеют горизонтальное расположение оси шпинделя.

Горизонтально-фрезерный станок

Горизонтально-фрезерный станок (рис. 4) отличает горизонтальное расположение фрезы. Как правило, фреза закрепляется неподвижно, и подача осуществляется только за счет перемещений стола.

Рисунок 4. Устройство горизонтально-фрезерного станка.

Горизонтально-фрезерный станок состоит из следующих элементов.

Рукоятка переключения скоростей. Служит для переключения режимов вращения шпинделя.
Станина. Является несущей конструкцией станка, на которой расположены рабочие элементы.
Лимб. Служит для точной настройки.
Хобот. Предназначен для закрепления второго конца приводного вала фрезы.
Коробка скоростей. Состоит из набора шестерен с кулисным механизмом переключения. Служит для изменения скорости вращения фрезы.
Шпиндель. Предназначен для закрепления в нем приводного вала фрезы.
Первая подвеска.
Вторая подвеска. Предназначены обе подвески для фиксации приводного вала.
Стол. Служит для закрепления обрабатываемой заготовки.
Поворотная плита. Способна осуществлять поворот вокруг горизонтальной оси.
Салазки. Необходимы для обеспечения горизонтальной подачи детали.
Консоль. Сложное устройство, которое выполняет функцию механизма подачи детали во всех плоскостях. Специфика работы горизонтально-фрезерного станка не позволяет в обычном случае придать подвижность фрезе. Поэтому все движения фрезы относительно заготовки осуществляются посредством консоли.
Коробка подач. Служит для настройки автоматической продольной и поперечной подачи.
Фундаментная плита. Основание станка. Имеет отверстия под закрепление станка на фундаменте.
Рукоятка управления подачами. Управляет скоростью подачи.
Лимб подачи. Предназначен для настройки подачи с увеличенной точностью.

Назначение и классификация станков фрезерной группы

Фрезерные станки предназначены для обработки плоских и фасонных, в том числе и винтовых поверхностей, с помощью фрез — многолезвийных инструментов с режущими кромками, расположенными на поверхности тела вращения или на его торце.

Фрезы могут быть самых различных конструкций, из которых наиболее распространенными являются цилиндрические, дисковые, концевые, торцовые, фасонные.

Главным движением во фрезерных станках является вращение фрезы, а движением подачи — относительное перемещение фрезы и заготовки.

Согласно классификации фрезерные станки относятся к 6-й группе.

В зависимости от расположения узлов станка (компоновки), различают консольные и бесконсольные фрезерные станки. Основным конструктивным отличием консольно-фрезерных станков

является наличие консоли, перемещающейся в вертикальном направлении по направляющим станины.

1. Консольно-фрезерные станки.

На консольно-фрезерных станках обрабатывают детали малых и средних габаритов и веса.

Из-за наличия зазоров между консолью и направляющей станины, станки имеют ограниченную жесткость.

В зависимости от расположения шпинделя фрезерные станки подразделяются:

В. Универсальные (стол может поворачиваться в горизонтальной плоскости, что необходимо при фрезеровании спирали.

Г.Широкоуниверсальные (имеют поворотную шпиндельную головку, которая позволяет поворачивать шпиндель под различными углами к горизонтали).

2. Вертикально-фрезерные бесконсольные станки.

Обладают повышенной жесткостью, служат для обработки крупных и тяжелых деталей.

Заготовка получает два движения подачи – продольное и поперечное.

Настройка по высоте осуществляется с помощью перемещения шпинделя.

3. Продольно-фрезерные станки.

Существуют одно и двух стоечные. Имеют только одну продольную подачу стола.

Обрабатываются корпусные детали. Имеют несколько фрезерных головок.

4. Фрезерные станки непрерывного действия.

Применяют в серийном и массовом производстве.

-Карусельного типа — стол вращается вокруг вертикальной оси.

-Барабанного типа — стол вращается вокруг горизонтальной оси.

Установка и съем детали совмещаются с процессом резания.

5. Копировально-фрезерные станки.

Служат для фрезерования сложных поверхностей (плоские кулачки, штампы).

6. Специальные фрезерные станки:

Станки имеют сложную кинематику и поэтому по классификации выделены в особую группу.

Конструктивные особенности числового оборудования

Конструкция любого ЧПУ станка обязана обеспечивать возможность совмещения разного вида обрабатывания деталей:

фрезеровку – точение;
шлифовку – фрезеровку;
загрузку заготовок – выгрузку изделий;
смену инструментов, различных приспособлений под автоматическим программным управлением.

Подобный станок с технологическими достаточно широкими возможностями обуславливает высокую надежность, точную обработку деталей при достаточном быстродействии приводов в любом станке. Чтобы существенно повысить качество, точность обрабатывания деталей необходимо:

устранить зазоры механизмов;
использовать в станках специальные датчики, обеспечивающие обратную связь;
снизить потери на трение;
понизить тепловую деформацию обеспечивая равномерность температурного режима.

Важно. Иногда все эти детали подобных станков изготавливают из синтетического бетона или полимерного гранита, что существенно способствует повышению их жесткости, улучшению вибрационной устойчивости.

Об оснащении устройств ЧПУ

Оснащение и возможности ЧПУ для управления числовым станком позволяет достаточно эффективно повышать производительность труда по обрабатыванию криволинейных плоскостей, имеющих прямолинейные образующие.

При этом сейчас для выполнения подобных работ выпускаются чаще всего ЧПУ устройства двух типов:

шлифовально-контурные со аш, имеющим ось, перпендикулярную плоскости рабочего стола;
профильно-шлифовальные устройства со шпинделем, а также параллельной рабочему столу осью.

Суть составления программы, обеспечивающей выполнение определенных технологических задач на подобных станках, заключает в себе описание компьютерной программой всех маршрутов прохождения режущих инструментов, предназначенных для формирования изделия.

Все такие задачи (операции) разделяются на несколько отдельных переходов, которые в свою очередь могут подразделяться на следующие виды:

позиционные;
элементарные;
вспомогательные;
инструментальные.

К примеру, для токарного числового ПУ станка нужно задавать такие параметры, как:

количество необходимых проходов, переходов;
вид обработок, каким будут подвержены заготовки;
общее число установок;
типовые размеры режущих элементов, а также их количество.

Важно. Для использования различных технических возможностей конкретного оборудования, рекомендуется все применяемые в рабочем процессе инструменты, размещать в одном резцедержателе.

Фрезерный станок — это оборудование для обработки фасонных и плоских металлических заготовок с винтовыми и прямыми образующими. С помощью машин можно выполнять пазы, канавки, отверстия, наносить внутреннюю и внешнюю резьбу, а также производить целый ряд других технологических операций. В зависимости от направления движения рабочего органа различают горизонтальные и вертикальные фрезерные станки. Основные узлы и механизмы в оборудовании обоих типов одинаковые, кроме поддержки и хобота, которых нет в вертикальных модификациях.

Основание

Основа изготавливается цельнолитой из серого чугуна. При установке оборудования деталь одной стороной плотно прилегает к полу, а к другой болтами фиксируется станина. В основании также имеется специальное корыто, в которое собирается охлаждающая жидкость, и электронасос для подачи теплоносителя к инструменту.

Станина

На деталь крепятся все основные узлы и механизмы фрезерного станка. Шпиндель, коробка скоростей, двигатели скрыты внутри конструкции, а остальные агрегаты монтируются на наружных поверхностях. В верхней части станины могут быть расположены горизонтальные направляющие для перемещения хобота, на передней стенке — вертикальные направляющие для консоли или шпиндельной бабки. Изнутри деталь усилена ребрами жесткости. Станина может быть литой или сварной. Первый вариант считается более надежным и выносливым, но сваркой получают более сложные по строению конструкции.

Хобот (ползун)

Данный узел имеется у фрезерных станков горизонтального и универсального типа. Основное назначение хобота — правильная установка и надежная поддержка оправки. Механизм смонтирован на горизонтальных направляющих станины и допускает изменение вылета, то есть расстояния до зеркал. При обработке массивных деталей, когда получается стружка большого сечения, для дополнительной фиксации заготовки используют специальные поддержки, которые образуют связь между хоботом и консолью.

Консоль

Деталь отливается из чугуна и устанавливается на вертикальные направляющие станины. При перемещении консоль, в свою очередь, несет горизонтальные направляющие для салазок. Для поддержания узла предусмотрена стойка с телескопическим винтом, позволяющим регулировать высоту. От жесткости консоли, точности исполнения ее направляющих во многом зависит работа оборудования. К элементу с помощью двух болтов крепятся поддержки, которые обеспечивают устойчивость всей системы во время работы. У бесконсольных станков вертикальное перемещение организовано шпиндельной бабкой по вертикальным направляющим

Салазки

Назначение механизма — обеспечение взаимосвязи между осями X и Y. Верхние направляющие салазок служат для перемещения стола в продольном направлении, а нижние — для движения самих салазок по направляющим консоли.

Стол

Основной рабочий элемент фрезерного станка, который перемещается на салазках. На поверхности стола располагаются зажимные и другие фиксирующие приспособления для прочного крепления заготовок. Для этого деталь имеет продольные пазы. Совместная работа стола, консоли и салазок обеспечивает подачу заготовки к фрезе. Возможно движение в продольном, вертикальном и поперечном направлении. Типовое оборудование обычно имеет ручную и механическую подачу. Использование того или иного метода зависит от поставленных задач:

для холостых пробегов и установочных перемещений стола используется ручной, механический способ
для рабочей подачи применяют чаще всего механизированную подачу.

Дополнительно предусмотрена возможность ускоренного перемещения стола, так называемый быстрый ход во всех трех направлениях. Движение осуществляется с постоянной скоростью (большая часть станков оснащена дополнительной муфтой или двигателем быстрых ходов), в то время как рабочие подачи имеют многоступенчатую коробку переключения. Оператор самостоятельно выбирает режим в зависимости от материала заготовки и фрезы, а также от типа обработки.

Шпиндель

Один из основных механизмов типового оборудования, назначение которого заключается в передаче крутящего момента от коробки скоростей режущему инструменту. Деталь изготавливается жесткой, прочной, с высокой точностью размеров, так как от ее параметров зависит правильность и качество работы оправки с надетой фрезой. Шпиндель производится из легированной стали, проходит термическую закалку, шлифовку, балансировку.

Электродвигатели

Главного движения – осуществляет вращение шпинделя, располагается в шпиндельной бабке или колонне.

Рабочих подач, ускоренных перемещений – закреплен на коробке подач

Перемещения консоли – крепится на консоли, при ее наличии

Подачи СОЖ. Расположено в поддоне или стружкосборнике. Прочее вспомогательное оборудование – расположено в местах, выбранных производителем.

Коробка скоростей

Посредством вращения зубчатых колес и их переключения усилие от электродвигателя передается шпинделю. Механизм также позволяет регулировать число оборотов режущего инструмента.

Коробка подач

Назначение узла в изменении скорости подач стола во всех трех направлениях.

Заключение

В целом можно сказать, что типовые фрезерные станки различного вида и назначения состоят из трех основных частей:

двигательной (электродвигатель, коробка скоростей и шпиндель);
передаточной (совокупность устройств, которые передают вращение от двигателей к исполнительным органам);
исполнительной (стол, суппорт, шпиндель, режущий инструмент).

Системы управления также присутствуют практически во всех моделях современного типового оборудования. Вариантов ЧПУ множество, каждый их них имеет свои достоинства и недостатки.

Фрезерные станки представляют собой группу оборудования, назначением которого является обработка заготовок с помощью фрезы. В свою очередь, под фрезой понимается инструмент, имеющий несколько вращающихся резцов, которые погружаются в твердый материал и снимают с него определенный слой, производя в заготовке необходимые изменения.

Фрезерные станки могут быть как металлорежущими, так и деревообрабатывающими. Модели широко используются на крупных, средних и малых предприятиях. Их активно применяют в производственных цехах и ремонтах мастерских. Они отличаются высокой производительностью и четким выполнением поставленных перед ними задач.

Принципы выбора

Существуют разнообразные фрезерные станки по металлу с ЧПУ. Чтобы не допустить ошибок при выборе, нельзя полностью доверяться красивой рекламе. Необходимо обращать внимание на ряд особенностей:

Разбираться в категориях профессионального и любительского оборудования.
Учитывать размеры устройства в зависимости от свободной площади в помещении.
Изучить дополнительные возможности и функционал оборудования.
Заранее узнать, какое питание необходимо для работы подвижных элементов.
Брать во внимание материал, из которого изготовлен каркас и крепёжные элементы.

Мощность двигателя выбирается в зависимости от обрабатываемых материалов. Для твердых пород дерева и металла необходим мощный электродвигатель. Высокая стоимость не является показателем качества.

Как работают фрезерные станки?

При работе фрезерных станков различают основные и вспомогательные операции. К основным действиям агрегата относятся:

вращательное движение закрепленной в шпинделе фрезы,
прямолинейная или криволинейная подача закрепленной на столе заготовки.

Суть данного процесса заключается в том, что в результате взаимодействия фрезы и заготовки при резании с изделия снимается заранее обозначенный слой материала в точно указанном технологической картой месте, что и позволяет получить в итоге деталь с нужными техническими характеристиками.

Причем при выполнении операций с крупными заготовками фреза также может перемещаться. А управлять агрегатом во всех случаях можно вручную, автоматически или с помощью системы числового программного управления.

Вспомогательные операции при функционировании фрезерных станков также очень важны. В их перечень входят работы:

по настройке и наладке аппарата,
по управлению процессом,
по закреплению и освобождению деталей,
по фиксации и снятию инструмента,
по подводу и отводу резца к обрабатываемым плоскостям,
по контролю за выполняемыми операциями,
и так далее.

Техника безопасности при работе с фрезером ЧПУ

При работе с техническим оборудованием придерживайтесь определенных правил. Это связано не только с эффективностью работы, но и с безопасностью.

Работа с техническим оборудованием опасна, а соблюдение техники безопасности снижает риск причинения вреда здоровью.

Приступать к работе только в специальной униформе. Оператору ЧПУ станка потребуется прикасаться к острым предметам. Прикосновение голыми руками повышает риск появления колотых и режущих ран.
Рабочее пространство должно быть в 2 раза больше, чем размер станка. Это нужно для отдаления от рабочего места при критических ситуациях.
Огнеустойчивость стен, пола и потолка. Снижает риск возникновения пожара.
Пол должен быть ровным. Требуется для надежного закрепления аппарата.
Наличие хорошего освещения.

Для чего используются фрезерные станки?

Фрезерные станки используются для обработки твердых поверхностей, чаще всего это металл или дерево, а определенные виды оборудования могут работать и с металлическими заготовками повышенной степени прочности.

Агрегаты себя прекрасно зарекомендовали на металлообрабатывающих и деревообрабатывающих предприятиях. Также сегодня различают профессиональные и бытовые фрезерные аппараты.

С помощью фрезерного оборудования можно обрабатывать:

наружные и внутренние плоскости,
плоские и фасонные поверхности,
зубчатые колеса,
уступы и пазы,
прямые и винтовые канавки,
шлицы на валах,
и так далее.

Большой перечень операций, производимых на фрезерных станках, связан с использованием в процессе самых различных видов фрез. Так, устройства могут работать с фрезами:

торцовочными,
цилиндрическими,
дисковыми,
угловыми,
шпоночными,
фасонными,
и другими.

Также определенные модели способы выполнять операции, применяя:

расточные резцы,
сверла,
развертки,
зенкера,
резьбонарезные приспособления.

То есть современные фрезерные станки могут выполнять не только фрезерные операции, но также и сверлильно-расточные действия. Также многофункциональным обрабатывающим центрам подвластно выполнение и токарных функций, что делает их универсальными, позволяет выполнять большой перечень задач и быстро окупаться.

Универсальные

Универсальные станки используются в мелкосерийном производстве, небольших ремонтных мастерских, а также инструментальных цехах. Оборудование предназначено для изготовления деталей способом фрезеровки.

Конструктивные особенности данного вида оборудования позволяют проводить работы качественно и быстро. Шпиндель и коробка скоростей размещаются внутри станины вместе с другими элементами станка. Консоль передвигается по вертикальным направляющим, а по консольным направляющим перемещаются салазки с поворотным устройством, на котором располагается специальный стол, он в свою очередь, перемещается в горизонтальной плоскости под разными углами относительно оси шпинделя.

Классификация фрезерных станков

Основными видами фрезерных станков являются следующие модели:

Горизонтально-фрезерные станки
. В агрегатах присутствуют горизонтальный шпиндель и консольный рабочий стол. Назначением выступает обработка небольших и нетяжелых изделий.
Вертикально-фрезерные станки
. Ось инструмента в конструкциях проходит по вертикали. Есть рабочая консоль. В работу принимаются заготовки с небольшим весом и компактными размерами.
Универсальные фрезерные станки
. В конструкцию включены поворотный стол и дополнительные устройства, что позволяет существенно расширить список выполняемых фрезерных процессов.
Широкоуниверсальные фрезерные станки
. Аппараты оборудованы поворотной шпиндельной головкой и дополнительными приспособлениями, позволяющими максимально охватить весь перечень фрезеровочных действий.
Бесконсольные фрезерные станки
. Производятся с вертикально перемещающимся шпинделем, перемещения стола — продольно-попереченые, что по траектории напоминает крест. Консоли нет, деталь крепится на жесткое основание. Выполняют работу с крупногабаритными и тяжелыми заготовками.
Продольно-фрезерные станки
. В конструкцию входит совершающий продольное движение стол, а движения шпиндельной бабки являются поперечными, вертикальными или под углом.
Карусельные фрезерные станки
. Относятся к агрегатам с непрерывным действием, функционируют по принципу многопозиционного процесса. Оборудованы одним или несколькими вертикальными шпинделями.

Преимущества

В сравнении с обычными станками оборудование с ЧПУ обладает определёнными преимуществами:

Производительность труда увеличивается до 8 раз.
Высокая точность выполняемой работы. Даже миниатюрный станок с ЧПУ будет работать точнее, чем промышленная машина с механической настройкой.
Быстрое перенастраивание на выполнение доступных функций.
Снижается количество брака на производстве.

Чтобы фрезер с ЧПУ функционировал правильно, к человеку управляющему им, выдвигаются определенные требования. Он должен уметь выполнять настройку под требуемые запросы, исправлять ошибки в работе компьютера, настраивать механизмы вручную. Без правильного управления даже дорогостоящее оборудование не будет показывать высоких результатов.

Высокая точность работы

Использование фрезерных станков

При выполнении операций на фрезерных станках основополагающими являются следующие параметры оборудования:

Положение шпинделя
. Шпиндель может осуществлять движение по вертикали, горизонтали или под углом к изделию.
Число шпиндельных головок
. В конструкцию станка могут входить одна, две или большее число шпиндельных головок, а также дополнительная съемная головка.
Конструкция рабочего стола
. Непосредственно влияет на перемещения стола: продольно или поперечно он будет двигаться, будет ли подниматься и опускаться, а также поворачиваться в разные стороны.
Число осей
. В станках осей может быть от 2 до 5 штук. Определяют возможности сложной конфигурации обработки поверхностей деталей, а также производительность агрегата.
Точность обработки
. Операции могут выполняться с нормальной, высокой или повышенной степенью точности.
Использование различных режущих инструментов
. На некоторых агрегатах можно применять только небольшое количество разных фрез, а определенные станки допускают использование и нескольких десятков режущих инструментов.
Мощность агрегатов
. Мощность непосредственно влияет на выбор заготовок с соответствующим уровнем твердости, определение скорости работы и глубину резания.
Частота вращения шпинделя
. Позволяет определять виды материалов, допускаемых к работе, а также качество обработки поверхностей.
Размеры рабочей зоны
. По ним определяются допустимые габариты принимаемых в обработку изделий.

Краткое описание оборудования

Фрезеровочный станок — универсальное оборудование, с помощью которого можно обрабатывать заготовки из дерева, металла и пластика. Рабочая часть устройства — фреза. После запуска двигателя она начинает вращение с заданной скоростью. Её можно изменять, если на двигателе установлен переключатель мощности. При соприкосновении с заготовкой, закреплённой в зажимах, фреза снимает слои металла до тех пор, пока не получится необходимая форма детали.

При использовании станка заменяются фрезы. С их помощью не только снимается лишний слой стали, но и проделываются отверстия в металлических заготовках. Диаметр зависит от размера фрезы.

Конструкция и принцип работы

Станки по металлу состоят из нескольких ключевых элементов. Конструкция станка для фрезерования:

Корпус. Основной элемент оборудования. Его ещё называют станиной. Задачи станины — удержание остальных деталей конструкции и подвижных механизмов. Она должна быть массивной, чтобы не двигаться при включении электродвигателя и его дальнейшей работы.
Шпиндель. Передаёт вращательное усилие на фрезу.
Патрон для зажима фрез.
Электродвигатель.
Направляющие. По ним передвигается шпиндель. Также направляющие могут устанавливаться на рабочем столе, чтобы можно было перемещать заготовку во время работы.
Рабочая поверхность. Оборудуется зажимами, которые предназначены для закрепления заготовки во время работы фрезы.

При выборе оборудования для фрезерования важно учитывать тот момент, что поверхность металлической заготовки будет сильно разогреваться при вращении фрезы. Чтобы не испортить заготовку и рабочую часть станка, необходимо выбирать оборудование с охлаждением.

Технические характеристики

При выборе фрезеровочного станка по металлу нужно учитывать его технические параметры. Характеристики оборудования, на которые нужно обратить внимание:

Габариты станины и рабочей поверхности для закрепления заготовок.
Мощность двигателя. Чем тверже будет обрабатываться материал, тем мощнее нужен двигатель.
Наличие охлаждения.
Скорость вращения шпинделя.
Возможность изменение скоростей электродвигателя.
Наличие дополнительных функций.

Также важно учитывать размер патрона для зажима фрез. Чем больше диаметров можно использовать, тем универсальнее становится оборудование.

Патрон для фрезера

Читайте также: