Виды фрезерных станков по металлу

Обновлено: 05.07.2024

Фрезерные станки необходимы для обработки деревянных и металлических заготовок с помощью фрезы. Процесс фрезерования заключается во вращательных движениях режущего инструмента, являющегося главным, и поступательном перемещении заготовки, которое называется движением подачи.

Основные отличия между фрезерными станками

Все устройства с ЧПУ классифицируется по определенным признакам, которые зависят от рода технологического процесса, компоновки, режущего инструмента:

По типам

Устройства одного вида могут иметь разную комплектацию. Фрезерный станок может быть горизонтальным или вертикальным, все зависит от расположения оси шпинделя.

Однотипные устройства с похожей комплектацией объединяются в размерный ряд. К примеру, зубофрезерные устройства делятся на двенадцать типоразмеров в зависимости от производимых изделий.

Справка : Каждый типоразмер устройства, предназначенный для производства деталей, называют моделью.

Каждая модель обозначается буквами и цифрами, которые указывают на группу станка, размеры заготовки, ее отличительные черты от базовой модели.

По универсальности

Фрезерные станки одной и той же группы могут делать разные задачи:

Универсальные – выполняют любые сложные операции, предусмотренные этой группой.
Станки специального назначения производят только однотипные детали.
Специальное оборудование осуществляет операции с одной деталью разных объемов.

По точности

Этот параметр указывается буквой:

Н — нормальная точность.
П — средняя точность.
В — высокая точность.
А — особо высокая точность.

По виду автоматизации

Фрезерные устройства бывают автоматами и полуавтоматами. Рабочий цикл у первых полностью автономный. Во втором случае загрузку заготовок осуществляет оператор. Он же осуществляет запуск цикла.

Изделия, которые производят продукцию под управлением ЧПУ, обозначены буквой Ф или Ц. Цифры означают особенность управления устройством:

Ф1 — цифровой индикатор и выбор координат.
Ф2 — позиционная система управления.
Ф3 — контурная система управления.
Ф4 — универсальная система управления.

По весу

В зависимости от веса производимых деталей устройства делятся на:

Легкие — до 1000 кг.
Средние — до 10 000 кг.
Тяжелые — до 100 000 кг.
Особо тяжелые — от 100 000 кг.

Основные виды фрезерных станков

Фрезерные устройства необходимы для обработки деталей, имеющих плоскую и фасонную поверхность. Они применяются в металлообрабатывающей промышленности. Несмотря на большой ассортимент этих изделий, главные части их конструкций похожи. Рабочие возможности устройства расширяются при дополнении:

Универсальной, вертикальной или долбежной типов головки.
Универсального делительного устройства.
Круглого стола.
Детали для нарезания гребенок.

Горизонтально-фрезерные

Такое оборудование необходимо для обработки деталей небольшого размера и имеет шпиндель горизонтального направления. Данная конструкция решает обработку фасонных, винтовых и других видов поверхностей, пазов и углов.

Все работы станка осуществляются дисковыми и фасонными фрезами. Обработка заготовки, для которой нужно винтовое деление или движение, допустима при использовании добавочных устройств.

Особенность, которая отличает этот станок, заключается в том, что его стол можно передвигать в параллельном или перпендикулярном направлении к шпиндельной оси. Все важные узлы поставлены на станине, а внутри находится шпиндельный узел и коробка передач. На консоли есть коробка передач, а сама она передвигается по вертикальным осям. Хобот с серьгами нужен, чтобы поддержать оправку с инструментами.

Вертикально-фрезерные

Вертикально-фрезерные устройства бывают с крестовым столом и бесконсольного вида. Эти устройства универсальные, с их помощью возможна обработка деталей небольшого размера в вертикальной плоскости.

Чтобы обрабатывать детали под наклоном и вертикально, внутри изделий крупных размеров применяют вертикально-фрезерный станок по металлу, представляющий собой бесконсольный станок. Именно такое изделие гарантирует высокую точность и жесткость в процессе эксплуатации с тяжелыми изделиями.

Фрезерное устройство имеет шпиндель, вертикально перемещающийся по направляющим стойкам и движение по разным направлениям оси.

Универсальные и широкоуниверсальные

Универсальные устройства консольного вида с горизонтальным шпинделем нужны, чтобы обрабатывать заготовки небольших и средних габаритов. Операции, требующие поворота заготовки или ее винтового движения, осуществляются на специальных элементах.

Широкоуниверсальные изделия консольного вида обрабатывают те же виды заготовок, что и универсальные. В отличие от первых, эти устройства имеют еще одну шпиндельную головку, находящуюся на выдвижном хоботе, которую можно повернуть под любым углом к оси Х-станка.

Благодаря независимым приводам осуществляется одновременный рабочий процесс обоими шпинделями. В шпиндель поворотной головки, кроме фрез, может быть установлен инструмент, позволяющий совершать процедуры расточки и сверления деталей.

Справка : Эволюция в области техники размыла разницу между определениями «универсальный» и «широкоуниверсальный». Сегодня производят фрезеры с двумя столами, неподвижным или подвижным вертикальным хоботом, способным вращаться вокруг оси Z.

Бесконсольные фрезерные

Консоль — слабый узел фрезерного устройства по жесткости, поэтому для быстрой обработки больших деталей используют изделия без консоли.

Стол такого устройства способен перемещаться около горизонтальных направляющих, имеющих поперечное перемещение по направляющим станины. Так, стол станка может перемещаться горизонтально, поперечно и продольно. Вертикально перемещается только шпиндельная головка по направляющим стойки.

Продольно-фрезерные

Продольно-фрезерные устройства предназначены для черновой, получистовой, чистовой механической обработки фасонных и плоских поверхностей деталей из черных и цветных металлов. В качестве режущего инструмента здесь используются фрезы из быстрорежущей стали или с твердосплавными пластинами.

Копировально-фрезерные

Копировально-фрезерные устройства нужны, чтобы создавать на заготовке неплоскую поверхность, форма которой должна соответствовать исходному образцу. Особое место применения станка занимает производство скульптурных объемных деталей.

К основным видам фрезерно-копировальных станков относятся:

Станки с нижним местоположением шпинделя. В них включены: станина, вертикальный шпиндель, привод вращения шпинделя. На шпинделе может быть сразу расположено несколько фрез, которые устанавливаются в рабочее положение, благодаря перемещению шпинделя по высоте.
Устройства с верхним местоположением шпинделя. В конструкцию изделий входят: станина со столом и хоботом в задней части. Шпиндель вращается при помощи клиноременной передачи. Рабочий стол устройства оснащен направляющей линейкой. В вырезе стола находится приводной обрезиненный приводной ролик, а в другой части неприводной ролик, который прижимается к первому педалью.
Станки с верхним шпинделем и подвижным столом. Они отличаются от других видов станков тем, что стол для закрепления заготовок перемещается в двух направлениях.
Устройства двусторонние с подвижной кареткой. Они имеют протяженную станину, по направляющим которых каретка перемещается.

Шпоночно-фрезерные

Такое оборудование предназначено для обработки шпоночных пазов в разных валах. Есть шпоночно-фрезерные устройства, размер паза на которых обеспечивается размером инструмента.

По расположению шпинделей и их количеству шпоночные станки бывают горизонтальными и вертикальными, одношпиндельными и многошпиндельными.

Настольные фрезерные

Настольные устройства способны обрабатывать чугун и сталь, имеют подвижный стол, который перемещается в горизонтальной плоскости. Инструмент движется в вертикальном направлении. Настольные устройства, обрабатывающие дерево и цветные металлы, имеют большой стол с пазами для закрепления заготовок.

Около него по направляющим перемещаются стойки, которые соединены с порталом с направляющими для поперечного движения каретки со шпиндельным узлом. Каждый вал соединен с шаговым двигателем. При помощи компьютера можно управлять перемещением в трех осях, запуская и выключая их. У шпинделя есть свой отдельный привод с регулируемой скоростью вращения.

Настольные фрезерные с ЧПУ

Этот вид изделий нужен для фрезерных работ, растачивания отверстий на элементах из цветных и черных металлов, их сплавов и мелкосерийном виде изготовления. Настольные фрезерные станки с ЧПУ оснащено приводами, которые управляются контроллером, подключенным к IBM PC, совместимым с ПК.

Среди главных достоинств отмечают:

Увеличение производительности по сравнению с устройствами ручного управления.
Снижение необходимости в опытных работниках.
Практичное и простое технологическое оснащение.
Короткие сроки производительного цикла.

Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ

Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ — это оборудование, которое представляет собой полный функциональный комплекс с программной системой управления. Его покупка будет актуальной для тех предприятий, которые занимаются выполнением большого спектра работ по сверлению, фрезерованию, нарезанию резьбы в металлических заготовках.

Благодаря высокому уровню функциональности оборудование пользуется большим спросом в машиностроении, авиакосмической отрасли, приборостроении.

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ способны производить сувенирную и рекламную продукцию и необходимы тем предприятиям, где нужна обработка профилей и поверхности деталей и придания им определенной формы. К преимуществам такого оборудования относятся небольшая теплопередача и минимальная деформация готовых изделий.

Фрезерные станки с ЧПУ: особенности оснащения

Современные фрезерные станки имеют специфику, которая обуславливает номенклатуру используемой упрощенной оснастки, а именно:

Конструкция оборудования позволяет забыть про съем и переустановку изделия в трех плоскостях. Применяя шпиндели с поворотной головкой, устройство экономит пространство помещения и время, затраченное на изготовление.
Вращающиеся токарные патроны оптимизируют доступ фрезы к объектам и повышают охват обрабатываемой поверхности. Таким образом, можно осуществлять трехмерную обработку.
Высокая точность производства изделия позволяет существенно оптимизировать процесс фрезеровки. Особенно эффективно проявляется при изготовлении продукции в разных масштабах.

Несмотря на относительно высокую стоимость фрезерных станков с ЧПУ, их достоинства очевидны: они обеспечивают высокую точность обработки изделий, уменьшают трудозатраты, снижают себестоимость производства деталей и сокращают сроки выполнения единичных заказов.

Типы фрезерных станков и их назначение

На металлообрабатывающем оборудовании фрезерной группы можно выполнять различные операции обработки цилиндрическими, пазовыми, концевыми, торцевыми, фасонными фрезами, а также операции с использованием расточных резцов, сверл, разверток, зенкеров, приспособлений для нарезания резьбы. Таким образом стирается грань между оборудованием сверлильно-расточной и фрезерной групп. Спектр возможностей обрабатывающих центров еще шире: они производят, наряду с фрезерной, токарную обработку заготовок. Оснащение станков магазинами инструмента, револьверными головками, станочными приспособлениями расширяет возможности станков ЧПУ фрезерной группы, делает их более универсальными, значительно сокращает время перенастройки.

Разнообразие задач обработки металла определяет, какой тип или вид фрезерных станков нужен для реализации операций резания с требуемым качеством поверхности и необходимой точностью размеров, а также, каковы оптимальные финансовые вложения на покупку оборудования.

Различные виды оборудования для фрезеровки характеризуются следующими особенностями конструкции:

Оснащены горизонтальным шпинделем и рабочим столом в виде консоли. Стол совершает продольные, поперечные и вертикальные перемещения относительно шпиндельного вала и обрабатывающего инструмента (фрезы), закрепленного в нем.

Вертикально-фрезерные (консольные)

Принципиально отличаются от горизонтальных положением оси инструмента: здесь она расположена вертикально. Наличие в конструкции агрегата рабочей консоли ограничивает возможность применения горизонтально-фрезерного и вертикально-фрезерного оборудования: их назначение — изготовление деталей небольшого веса, размер заготовки также сравнительно невелик.

Универсальные и широкоуниверсальные станки

Снабжены: в первом случае поворотным столом, во втором — поворотной шпиндельной головкой. Такой тип оборудования значительно расширяет перечень проводимых фрезерных операций.

Имеют шпиндель, совершающий вертикальные перемещения, а передвижения фрезерного стола напоминают крест (перемещаются продольно-поперечно). Такая траектория движения рабочего стола определила второе основное название оборудования этого типа — фрезерные станки с крестовым столом. Особенность таких агрегатов — это не консольное, а жесткое основание для установки заготовки; распространенное назначение — фрезерование крупногабаритных деталей значительной массы.

Снабжены столом, совершающим продольные перемещения относительно оси станка. Шпиндельная бабка, в свою очередь, двигается в поперечном и вертикальном направлении, поворачивается на заданный угол (опция). Для обработки крупногабаритных заготовок из металла используют продольно-фрезерные станки портального типа с установленной на две опоры траверсой, вдоль которой перемещается шпиндельная головка. Для станков с меньшими габаритами характерно консольное устройство шпиндельной бабки.

Копировально-фрезерные (объемно-фрезерные)

Производят фрезеровку заготовки, считывая заданную конфигурацию с образца с помощью специального копировального инструмента.

Шпоночные фрезерные

Характеризуются планетарным движением шпинделя, стол агрегата совершает возвратно-поступательные перемещения.

Карусельные фрезерные (непрерывного действия)

Имеют один или несколько вертикальных шпинделей, последовательно обрабатывающих подающиеся к ним заготовки. В конструкции применен принцип многопозиционной обработки.

Особую нишу в промышленном производстве занимают фрезерные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры.

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ

При выборе и покупке фрезерного станка с ЧПУ необходимо знать определяющие технические параметры оборудования. Агрегаты, оснащенные системой числового программного управления, имеют следующие особенности компоновки:

Положение шпинделя. Вращение многолезвийного обрабатывающего инструмента (фрезы) производится при горизонтальном или вертикальном положении оси, либо шпиндель поворачивается и устанавливается наклонно под заданным углом к заготовке.
Количество шпиндельных головок. Конструктивно фрезерное оборудование может включать один, два и более шпиндельных валов, расположенных в различных плоскостях. Нередко станки с ЧПУ (например, продольно-фрезерные, универсальные или горизонтально-фрезерные) и обрабатывающие центры оснащаются дополнительной съемной шпиндельной головкой, расширяющей диапазон производимых работ и повышающих сложность получаемых поверхностей изделий из металла и других материалов.
Конструкция рабочего стола. В зависимости от компоновки, стол перемещается в продольном (продольно-фрезерные), продольно-поперечном (горизонтально-фрезерные и вертикальные фрезерные агрегаты), поднимается или опускается (консольные фрезерные), поворачивается вокруг своей оси (карусельные, барабанного типа). Опционно устройством для поворота заготовки могут оснащаться агрегаты со столом, совершающим продольно-поперечные перемещения (например, горизонтально-фрезерные, в том числе консольные, или универсальные). При этом поворотное устройство монтируется на рабочий стол станка или встраивается в его плоскость, позволяя обрабатывать как поверхности вращения, так и длинномерные заготовки без дополнительных затрат времени на установку/снятие оснастки.
Количество осей или степеней свободы. Варьируется от 2-х до 5-и. Такая особенность практически всех видов фрезерных станков по металлу определяет сложность конфигурации обрабатываемой поверхности, количество переустановок детали при проведении полного цикла фрезерных работ.
Точность обработки характеризуется не только жесткостью узлов агрегата и конструкции в целом, но и возможностью точного позиционирования детали, применением различных измерительных приборов для контроля конфигурации режущих кромок, перемещения инструмента, а также определения положения и размеров детали.
Наличие магазина инструмента и количество возможных позиций в нем. Число устанавливаемых и используемых при обработке резанием фрез доходит до нескольких десятков. Вариативность производимых операций повышает применение в конструкции таких видов фрезерных станков приводных державок для инструмента.
Мощность оборудования определяет тип обрабатываемого материала, его прочностные характеристики. На мощных агрегатах всех основных типов фрезерных станков при использовании твердосплавного режущего инструмента возможна обработка резанием закаленных металлов (до HRC 60…75), высокопрочных и жаропрочных сталей, титановых сплавов, твердых композитных материалов, а также применение форсированных режимов — высокой скорости резания при значительной глубине обработки.
Частота вращения шпинделя. Определяет диапазон материалов, поддающихся обработке, а также качество (чистоту) получаемой поверхности. Выбор станка для фрезерования зависит от того, какой материал планируется на нем обрабатывать. Например, универсальные станки с высокоскоростными режимами резания реализуют точную обработку вязких материалов, например, дюралюминия, латуни, цинкосодержащих сплавов и т.д.
Размеры необходимой рабочей зоны основных типов фрезерных станков определяют габариты обрабатываемых заготовок.

Если перед вашим промышленным предприятием встал вопрос, какие типы фрезерных станков приобрести для производства той или иной продукции, свяжитесь с инженерно-техническими специалистами компании «СМК» по телефонам 8 (4822) 620-620

Основные узлы и механизмы фрезерных станков

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 и редко встречается на станках ЧПУ. 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.

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.

Получить консультацию

по инструменту, методам обработки, режимам или подобрать необходимое оборудование можно связавшись с нашими менеджерами или отделом САПР

Также Вы можете подобрать и приобрести режущий инструмент и оснастку к станку, производства Тайваня, Израиля

Виды операций, выполняемых на фрезерных станках

Фрезерные станки применяются при операциях обработки различных поверхностей многолезвийным инструментом (фрезой) с получением точности размеров, соответствующей 6-10 квалитету. Шероховатость обработки — Ra 1.25. 20.

Различают следующие виды фрезерных работ:

По планово-экономическим показателям

Фрезерная обработка используется как в условиях мелко- и среднесерийного производства (универсально-фрезерные, консольные, настольно-фрезерные станки), так и при серийном и крупносерийном производстве (токарно-фрезерные станки с модулем ЧПУ, обрабатывающие центры). Покупка высокоточных, производительных станков с числовым программным управлением требует значительных финансовых вложений и оправдана при максимальной загрузке производственных участков.

По цикличности обработки

Различают следующие виды фрезерных работ по металлу и другим материалам:

Прерывистый цикл: характеризуется вспомогательным обратных ходом, необходим останов и выключение станка для снятия/закрепления заготовки (универсальные, резьбофрезерные, фрезерно-сверлильные станки).
Непрерывный цикл: фрезерные работы выполняются одновременно с процессом установки/снятия деталей (горизонтальные обрабатывающие центры, вертикальные центры с несколькими столами).

По типу обрабатываемой поверхности

Все существующие виды работ на фрезерных станках по металлу систематизируются по своему назначению.

Фрезерование горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностей

Производится на станках с горизонтальным и вертикальным расположением вала шпинделя, а также на широкоуниверсальных станках с поворотной шпиндельной головкой. На вертикальном обрабатывающем центре возможно выполнение операций с обработкой перемещения по трем, четырем и пяти осям одновременно.

При обработке наклонных плоскостей как основном виде фрезерных работ применяют фрезы с заточкой режущих кромок под определенным углом, либо используют стандартный инструмент и выполняют работы на станках с поворотной шпиндельной бабкой или наклоняют заготовку при помощи оснастки.

Фрезерование уступов, пазов всех видов — прямоугольных, т-образных, «ласточкиного хвоста», шпоночных канавок

Эти виды работ на фрезерных станках, выполняемые с помощью различных фрез (пазовых, концевых, т-образных, радиусных и т.п.), считаются одними из самых распространенных. Лезвия ножей инструмента расположены таким образом, что при фрезеровании на горизонтальных, вертикальных, универсальных станках обеспечивают получение требуемой конфигурации детали.

Фрезерование фасонных, комбинированных поверхностей

Фасонные поверхности, выполняемые при работе на фрезерном станке по металлу:

с помощью фасонных и комбинированных фрез;
при использовании приспособлений и поворотных столов;
путем заданного взаимного перемещения обрабатываемой детали и шпинделя станка (продольно-фрезерные с ЧПУ);
с помощью фрезерной обработки по копиру (копировально-фрезерные станки).

Отрезные работы

Разделение крупных заготовок осуществляется на фрезерно-отрезном оборудовании дисковыми пилами. Разделение заготовок небольшой высоты возможно на обычном станке при помощи пальчиковой фрезы, является более ресурсозатратным процессом.

Резьбофрезерные работы

Винтовые поверхности формируют концевыми (пальцевыми), дисковыми или гребенчатыми фрезами на зубофрезерных станках и обрабатывающих центрах ЧПУ.

Зубофрезерные и шлицефрезерные операции

Обработка прямозубых, косозубых, червячных, конических, цилиндрических колес и шестерен, фрезерование шлицевых валов и пр., выполняемые на зубофрезерных, шлицефрезерных и универсальных станках, проводится с помощью пазовых, фасонных и модульных (червячных или дисковых) фрез.

Сверление, растачивание, нарезание резьбы

Это также основной вид фрезерных работ, востребованных на производстве. Для сокращения времени на переустановку заготовки данные операции реализуются на том же станке, где производилось фрезерование. Применяется как специнструмент, так и стандартные сверла, метчики, зенкера, устанавливаемые в шпиндель станка с помощью оправок и цанговых патронов (координатно-расточные, сверлильно-фрезерные станки).

Обработка криволинейных поверхностей или сложных профилей

При обработке на универсальных станках реализация данного вида фрезерных работ по металлу затруднительна. Станкам с ЧПУ с необходимым количеством степеней свободы (от 3-х) дополнительной оснастки не требуется, обработка согласно заданной программе

По направлению фрезерования

Фрезерные операции могут производиться двумя способами:

Попутное фрезерование. Вектор подачи детали совпадает с направлением вращения фрезерного инструмента.
Встречное фрезерование. Направление вращения фрезы и подачи обрабатываемой детали противоположны.

По точности размеров и качеству получаемых поверхностей

Для предварительной обработки заготовки используют черновое фрезерование. Ему характерны более высокая мощность и глубина резания, шероховатость получаемой поверхности — Ra 6.3. 20. Требуется оборудование большой жесткости и мощности. При вращении на относительно небольших оборотах, фреза с напайками или сменными пластинами снимает большую толщину металла.

Чистовое фрезерование дает более точный квалитет размеров (6-7) и более высокую чистоту поверхности — Ra 1,25…1,6. Снимаемый слой металла при чистовых фрезерных операциях — минимальный, скорость резания — высокая.

И чистовое, и черновое фрезерование — операции, выполняемые на одном или разных станках. Получистовая обработка - это комбинация двух видов обработки, обычно различным инструментом.

Точность результата всех видов фрезерных работ зависит не только от режимов обработки, но и от параметров и технических характеристик самого фрезерного станка (станки нормальной точности и прецизионные фрезерные станки), от применяемого инструмента и от правильности базирования и перемещения детали.

Схема устройства фрезерных станков

Фрезерные станки представляют основной парк станочного оборудования для обработки деталей. Они выпускаются в разных модификациях и способны выполнять различные операции. Несмотря на разнообразие конструкций, общее устройство фрезера остается неизменным.

Классификация фрезерных станков

С учетом определенных параметров фрезерные станки подразделяются на несколько типов. По тому, где расположен шпиндель и в каком направлении он перемещается, выделяются такие разновидности:

Вертикальные. Шпиндель располагается и перемещается в вертикальной плоскости.
Горизонтальные. По отношению к заготовке шпиндель располагается в горизонтальной плоскости.
Комбинированные. Они имеют универсальную фрезерную головку, которую можно расположить как вертикально, так и горизонтально.

По возможности использования станки подразделяются на такие типы:

Универсальные, рассчитанные на осуществление нескольких операций.
Специализированные. Они предназначены для проведения конкретных операций (продольно-фрезерные, шпоночно-фрезерные, зубофрезерные).

По наличию консоли выделяются:

Консольные. В них рабочий стол закреплен на подвижных консолях, обеспечивающих возможность перемещения в 3 направлениях.
Бесконсольные. Стол размещен на станине и может перемещаться только по направляющим.

Тип управления дает такую классификацию:

С ручным управлением.
Полуавтоматические.
Автоматические или с ЧПУ.

Выбираются станки с учетом потребности производства в проведении определенных работ. Каждый из видов имеет свои преимущества и недостатки.

Общее устройство фрезерного станка

Каждый вид фрезерного станка имеет свои специфические нюансы в конструкции, но общее устройство у них аналогично. Можно выделить наиболее важные узлы и механизмы, обеспечивающие важнейшие функции.

Схема фрезерного станка

Большинство фрезерных станков имеет унифицированную конструкцию. В них задействована универсальная кинематическая схема. Вращательное движение обеспечивает асинхронный электродвигатель достаточной мощности. Крутящий момент на вал передается цепной передачей через муфту полужесткого типа. Далее предусмотрена коробка передач, включающая до 8 зубчатых колес. Она позволяет обеспечить вращение рабочего вала по нескольким схемам. Вертикальная подача имеет диапазон от 8 до 267 мм/мин, а поперечная и продольная – от 25 до 800 мм/мин.

Универсальность конструкции создает обгонная муфта на реверсную коробку. Крутящие моменты поступают на шариковую предохранительную муфту, настроенную на максимально допустимую скорость. В конструкцию станков входят нижеследующие основные узлы.

Основание

Агрегат устанавливается на чугунное цельнолитое основание, обеспечивающее его устойчивость при работе. В нем предусмотрено корыто для сбора отработанной охлаждающей жидкости. На основании устанавливается электронасос для подачи жидкости к рабочему инструменту. Данная деталь имеет простую форму для удешевления производства.

Станина

На основании с помощью болтов надежно закрепляется станина. Это важнейшая деталь (по сути, корпус), на которой монтируются основные узлы. Часть узлов установлена внутри станины (шпиндель, электродвигатель, коробка передач), а некоторые детали станка размещены снаружи. Вверху располагаются горизонтальные направляющие для передвижения ползуна, а спереди – вертикальные направляющие консоли или бабки шпинделя. Для повышения жесткости конструкции внутренняя полость усилена ребрами. Обычно станина изготавливается из стали или чугуна. Она может быть литой или сварной.

Ползун

Для фиксации и поддержки оснастки применяется ползун или хобот. В горизонтальных и универсальных станках он является обязательным элементом, а на вертикальных может отсутствовать. Узел устанавливается на конце горизонтальных направляющих станины. В вертикальных станках хобот может являться подвижной частью фрезерной головки для перемещения фрезы в вертикальном направлении.

Консоль

Работа всего фрезера во многом зависит от качества изготовления консоли. Эта деталь изготавливается из чугуна методом литья. Устанавливается на вертикальных направляющих станины. В задачу консоли входит перемещение горизонтальных направляющих для салазок. Прочность узла обеспечивается стойкой с винтом телескопического типа, регулирующим высоту, а также боковыми поддержками.

Салазки

Взаимосвязь между осями X и Y устанавливают салазки. На них крепятся верхние направляющие для передвижения рабочего стола в продольном направлении. Снизу монтируются направляющие для перемещения самих салазок по консоли. В горизонтальных станках салазки используются для горизонтального перемещения детали.

На столе установлены зажимы для обрабатываемой детали. Он монтируется на салазках и перемещается на них. Вместе с консолью и салазками стол отвечает за подачу заготовки в рабочую зону. Он может двигаться в продольном, поперечном и вертикальном направлении. На станках, как правило, обеспечивается ручное и механическое управление подачей. У большинства станков предусмотрена функция ускорения движения стола (быстрый ход). Рабочие подачи регулируются многоступенчатым переключателем (коробка переключения). Их режим выбирает работник с учетом типа материала и вида фрезы.

Шпиндель

Один из главных узлов – шпиндель. Он предназначен для крепления фрезы и передачи ей вращающего движения. Крутящий момент на вал шпинделя передается с коробки скоростей. Данный узел должен обладать высокой прочностью и жесткостью, а также точностью размеров. Изготавливается из высоколегированной стали, прошедшей закалку. Шпиндель при изготовлении тщательно шлифуется и проходит балансировку. В вертикальных станках регулируется по высоте и углу наклона относительно заготовки.

Электродвигатели

Фрезерный станок обладает несколькими электродвигателями. Главный мотор имеет наибольшую мощность. Он устанавливается в шпиндельной бабке или колонне станины. На коробке подач закрепляется двигатель, обеспечивающий рабочую и ускоренную подачу. На консоли в станке консольного типа устанавливается отдельный двигатель, отвечающий за ее перемещения. Предусмотрен также специальный двигатель небольшой мощности для подачи охлаждающей жидкости к инструменту. Размещается в поддоне основания или емкости для сбора стружки.

Фрезерные станки выпускаются нескольких типов в зависимости от расположения шпинделя, способа перемещения заготовки и управления. Они имеют определенную специфику исполнения, но составляются из двигательной, передаточной и исполнительной частей. При различии компоновки станки обладают аналогичными по назначению деталями.

Читайте также: