Устройство фрезерного станка кратко

Обновлено: 04.07.2024

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

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.

Фрезерные станки предназначены для обработки плоских и фасонных поверхностей, металлических и деревянных заготовок, зубчатых колёс и т.п., с помощью фрезы.

1. Классификация станков фрезерной группы

Принята Единая система классификации и условных обозначений станков отечественного производства, основанная на присвоении каждому из них особого шифра (номера). Первая цифра номера показывает группу, к которой относится данный станок (токарная, сверлильная, фрезерная группа и т. д.), вторая – его тип, третья (иногда и четвертая) цифра характеризует размер станка. В обозначениях фрезерных станков последняя цифра обычно отражает размер стола (табл. 1).

Таблица 1. Индексация размеров стола фрезерных станков

В ряде случаев между первой и второй цифрами вводится прописная буква русского алфавита, указывающая на то, что станок улучшен или модифицирован. Прописная буква в конце шифра указывает на ту или иную область применения данной модификации (например, П – повышенной точности; ПБ – повышенной точности быстроходный; Ш – широкоуниверсальный; Ф – с числовым программным управлением и т. д.).

Фрезерные станки в принятой классификации составляют шестую группу, поэтому обозначение (шифр) любого фрезерного станка начинается с цифры 6. Эта группа включает девять основных типов фрезерных станков:

1 – вертикальные консольные;
2 – непрерывного действия;
3 – (резерв);
4 – копировальные и гравировальные;
5 – вертикальные бесконсольные;
6 – продольно-фрезерные;
7 – консольные широкоуниверсальные;
8 – горизонтальные консольные;
9 – разные станки, к которым относят резьбофрезерные, шлицефрезерные, шпоночно-фрезерные и др.

Названия основных типов станков могут быть детализированы. Так, в зависимости от вида выполняемых работ, уровня специализации, конструктивных особенностей выделяют станки:

горизонтально-фрезерные консольные;
горизонтально-фрезерные консольные универсальные;
вертикально-фрезерные консольные с поворотным столом;
фрезерные широкоуниверсальные высокой и повышенной точности и др.

Как и станки других групп, фрезерные станки могут быть различного класса точности:

Н – станок нормальной точности,
П – повышенной,
В – высокой,
А – особо высокой,
С – особо точный (прецизионный).

Индекс точности (кроме Н) может быть указан в шифре модели станка. Так, например, шифр фрезерного станка модели 6М13ПБ читается так:

станок фрезерной группы (цифра 6);
модернизирован по сравнению с предыдущей моделью (буква М);
тип станка – вертикальный консольный (цифра 1);
размеры стола: 400×1600 мм (цифра 3);
точность повышенная, быстроходный (индексы П и Б).

2. Основные узлы фрезерных станков

Несмотря на разнообразие типов и размеров, станки фрезерной группы имеют общие узлы, к которым можно отнести основание станка, станину, салазки, шпиндель, коробки скоростей и подач, консоль (для консольных станков).

Станина предназначена для крепления всех узлов и механизмов станка. В зависимости от типа станка станины могут иметь горизонтальное или вертикальное исполнение. Горизонтальные станины крупногабаритных станков (например, продольно-фрезерных) устанавливают на фундамент всей опорной поверхностью. Вертикальные станины монтируют на основании станка, которое установлено или закреплено на фундаменте. Для большинства станков станины выполняют из серого чугуна.

Шпиндель фрезерного станка служит для передачи крутящего момента режущему инструменту от коробки скоростей. От точности вращения шпинделя, его жесткости и виброустойчивости в значительной мере зависит точность обработки. Примерно 50 % всех проверок на точность, выполняемых в процессе изготовления, сборки и ремонта станка, приходится на шпиндельный узел.

Коробка скоростей является главным узлом привода главного движения станка и предназначена для передачи шпинделю станка различных частот вращения от электродвигателя привода. Коробку скоростей располагают внутри станины. Управляют коробкой с помощью механизма переключения частот вращения шпинделя.

Коробка подач обеспечивает получение рабочих подач и быстрые перемещения стола, салазок, консоли (у консольных станков).

Стол станка монтируется на направляющих и перемещается по ним в продольном направлении. У консольных станков направляющие стола смонтированы на салазках, которые являются промежуточным элементом между столом и консолью. Нижней частью салазки установлены на поперечных направляющих консоли и могут вместе со столом перемещаться в поперечном направлении.

Консоль – элемент консольных фрезерных станков коробчатой формы с вертикальными и горизонтальными (поперечными) направляющими. Вертикальными направляющими консоль соединена со станиной и может перемещаться по ней. По горизонтальным направляющим перемещаются салазки. Консоль может быть закреплена на направляющих станины по высоте специальными зажимами и является базовым узлом, объединяющим все остальные узлы цепи подач и распределяющим движение на продольную, поперечную и вертикальную подачу. Консоль поддерживается стойкой, в которой имеется телескопический винт для ее подъема и опускания.

3. Типы и технические характеристики фрезерных станков

Консольно-фрезерные станки. Наиболее распространенным типом фрезерных станков являются консольно-фрезерные станки. Стол консольно-фрезерных станков с салазками расположен на консоли и перемещается в трех направлениях: продольном, поперечном и вертикальном.

Консольно-фрезерные станки предназначены для выполнения различных фрезерных работ цилиндрическими, дисковыми, торцовыми, фасонными и другими фрезами в условиях единичного и серийного производства. На них можно фрезеровать разнообразные заготовки соответствующих размеров (в зависимости от размеров рабочей площади стола) из стали, чугуна, цветных металлов, пластмасс и других материалов.

Консольно-фрезерные станки делятся на горизонтально-фрезерные (с неповоротным столом), универсально-фрезерные (с поворотным столом), вертикально-фрезерные и широкоуниверсальные. На базе вертикально-фрезерных станков выпускают копировально-фрезерные станки, станки с программным управлением и др. На универсальных фрезерных станках, имеющих поворотный стол, с помощью делительной головки можно фрезеровать винтовые канавки на режущих инструментах (сверлах, развертках и др.) и других деталях, а также нарезать зубья прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес. Широкоуниверсальные станки предназначены для выполнения различных фрезерных, сверлильных и несложных расточных работ главным образом в условиях единичного производства (в экспериментальных, инструментальных, ремонтных цехах и др.).

Консольный горизонтальнофрезерный станок показан на рисунке 1.

Основание станка 1 – чугунная отливка большой жесткости. В основании размещен резервуар для охлаждающей жидкости, а также установлен электродвигатель с насосом для подачи СОТС. Основание крепят к фундаменту специальными болтами либо устанавливают на виброгасящих опорах. Внутри станины 2 расположены следующие узлы: коробка скоростей, электродвигатель главного движения с ременной передачей, шпиндельный узел 6. На верхних горизонтальных направляющих станины размещен хобот 7. На верхней части консоли 3 расположены салазки 4, которые могут перемещаться в поперечном направлении. На салазках размещен стол 5, который имеет возможность перемещения в продольном направлении (продольная подача). Внутри консоли смонтирована коробка механизма подач и ускоренного перемещения с электродвигателем и механизмом управления. На передней части консоли и стола расположены органы управления станком.

Рис. 1. Консольный горизонтально-фрезерный станок: 1 – основание; 2 – станина; 3 – консоль; 4 – салазки; 5 – стол; 6 – шпиндель; 7 – хобот

Особенностью этой группы станков является горизонтально расположенный шпиндель и возможность перемещения стола в трех взаимно перпендикулярных направлениях. В универсально-фрезерном станке стол, кроме того, поворачивается вокруг вертикальной оси и таким образом может двигаться под разными углами к оси шпинделя, что используют при нарезании винтовых канавок.

Для консольных вертикальнофрезерных станков характерно вертикальное положение шпинделя (рис. 2).

Рис. 2. Консольный вертикально-фрезерный станок: 1 – основание; 2 – станина; 3 – консоль; 4 – салазки; 5 – стол; 6 – шпиндель

В ряде конструкций станков шпинделю можно сообщить осевое смещение путем перемещения гильзы. При необходимости (например, в случае фрезерования скосов и наклонных поверхностей) шпиндельную головку станка можно развернуть на угол от вертикали в обе стороны до 40°.

Кинематические цепи приводов главного движения и подач консольных вертикально-фрезерных станков и консольных горизонтальнофрезерных станков, как правило, существенно не отличаются. На вертикально-фрезерных станках можно обрабатывать горизонтальные и наклонные плоские поверхности, пазы, углы рамки и др.

Широкоуниверсальные консольные фрезерные станки (рис. 3) служат для обработки заготовок сложных деталей, таких как штампы, прессформы, шаблоны, кулачки, модели и др.

Рис. 3. Широкоуниверсальный консольно-фрезерный станок: 1 – основание; 2 – станина; 3 – консоль; 4 – салазки; 5 – стол; 6 – горизонтальный шпиндель; 7 – ползун; 8 – поворотная фрезерная головка

На этих станках обработку можно осуществлять с большей точностью, чем на консольных горизонтально- и вертикально-фрезерных, так как широкоуниверсальные станки имеют классы точности П. Наличие горизонтального и вертикального шпинделей, а также большого количества приспособлений позволяет выполнять на широкоуниверсальном станке (кроме фрезерования) сверление, долбление, растачивание, обработку торцов, нанесение рисок, фрезерование винтовых канавок и другие работы.

Технические характеристики некоторых консольно-фрезерных станков приведены в таблицах 2–6.

Таблица 2. Основные технические характеристики консольных вертикально-фрезерных станков

Фрезерные станки используются для обработки плоскостей, уступов, пазов, контурирования обрабатываемых деталей, сверления и растачивания отверстий. Они делятся на два вида: вертикально-фрезерные и универсальные. Первый оборудован исключительно вертикальным шпинделем и, по сравнению со вторым, имеет ограниченную сферу использования. Универсальные модели оснащаются горизонтальным и вертикальным шпинделями. Горизонтальный отличается более высокой производительностью.

Составные части

Основание – отливается цельным из чугунного сплава. В процессе установки одна его сторона прижимается к полу, а ко второй присоединяется станина. Оно оборудуется отсеком, в который сливается жидкость для охлаждения, и электрическим насосом, подающим вещество, ответственное за перемещение тепловой энергии к устройству.
Станина – держит все основные механизмы конструкции. Шпиндели, двигатели и скоростная коробка располагаются в ее внутренней части, а остальные механизмы прикрепляются с наружной стороны. Вверху станины могут располагаться направляющие горизонтального типа, ответственные за передвижение хобота, а на ее передней части – направляющие вертикального типа для консоли. Внутренность детали укрепляется тонкими пластинками. Станина бывает двух видов: литой и сварной. Наиболее прочным вариантом является первый, однако, только путем сваривания удается получить сложные конструкции.
Консоль – выполняется из чугунного сплава, располагается на верхних направляющих станины. При смене позиции на нее ложится ответственность за горизонтальные направляющие для салазок. Поддержание узла осуществляется при помощи стойки, ее телескопический винт позволяет настраивать высоту. Степень жесткости данной детали и качество ее исполнения напрямую влияют на работу всего станка. У машин бесконсольного типа вертикальное перемещение осуществляется за счет передней бабки по направляющим, расположенным вертикально.
Салазки – связывают между собой две оси. Продольное перемещение рабочей поверхности производится за счет верхних направляющих, а за движение салазок по консольным направляющим отвечают нижние.
Рабочая поверхность (стол) – является основным элементом и передвигается за счет салазок. Прочное фиксирование заготовок осуществляется за счет специальных механизмов, расположенных на его поверхности. Подача заготовки может вестись в трех направлениях: продольном, поперечном, вертикальном. Оборудование имеет два типа подачи:
- ручную – применяется для пробегов холостого типа;
- механизированную – задействуется для выполнения какой-либо работы.
Заключение

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод: все фрезерные машины, вне зависимости от модели, состоят из частей, отвечающих за запуск двигателя, передающих момент силы исполнительным механизмам и осуществляющих ту или иную команду.

Читайте также: