Сообщение о фрезерном станке кратко

Обновлено: 04.07.2024

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.

Основные виды фрезерных станков

Различные виды оборудования для фрезеровки характеризуются следующими особенностями конструкции:

Горизонтально-фрезерные

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.

Бесконсольные фрезерные

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.

Продольно-фрезерные

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.

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.

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.

Прочие фрезерные станки

Рассмотрим другие фрезерные станки, которые составляют меньшую группу по сравнению с двумя образцами, описанными выше.

1. Бесконсольные фрезерные станки (рис. 5). Могут быть как с вертикальным, так и с горизонтальным расположением шпинделя. Служат для более простой фрезерной обработки металлов и дерева в плане сложности самих фрезерных операций. Не имеет настроек по высоте подъема стола ввиду отсутствия консоли. Преимуществом является повышенная точность обработки.

Рисунок 5. Бесконсольный фрезерный станок.

2. Продольно-фрезерный станок (рис. 6). Предназначен для продольного фрезерования деталей большой длины или деталей, которым необходима простая прямолинейная обработка. Также эти станки могут работать со шлифовальными кругами.

Рисунок 6. Продольно-фрезерный станок.

3. Шпоночно-фрезерный станок (рис. 7.). Предназначен для прорезания шпоночных пазов на заготовках различной формы. Работают такие станки в автоматическом режиме после задания параметров шпоночного паза.

Рисунок 7. Шпоночно-фрезерный станок.

4. Зубофрезерный станок (рис. 8). Используется для создания зубьев различных параметров. Для этих станков применяются специальные фрезы, предназначенные под создание определенных профилей зубчатых колес и червячных передач.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ученик 7 Е класса

Устройство и принцип работы фрезерного станка.

Станки общего назначения.

Универсальные фрезерные станки. Преимущества.

Токарно-фрезерные обрабатывающие центры.

Особенности фрезерных станков с ЧПУ.

Фре́зерные станки́ - группа металлорежущих и деревообрабатывающих станков в классификации по виду обработки.

Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних плоских, фасонных поверхностей, уступов, пазов, прямых и винтовых канавок, шлицев на валах, нарезание зубчатых колес и т. д.

Конструкции фрезерных станков многообразны. В общем случае фрезерные станки можно подразделить на две основные группы:

- универсальные фрезерные станки (вертикально-фрезерные, горизонтально-фрезерные, продольно-фрезерные специализированные и специальные фрезерные станки (шлицефрезерные, шпоночно-фрезерные, карусельно-фрезерные, копировально-фрезерные и др.)

Устройство и принцип работы фрезерного станка

Фрезерной станок представляет собой один из самых распространённых подвидов оборудования для обработки различных металлических заготовок и деталей. Основной частью станка является фреза – режущий инструмент с несколькими лезвиями, закреплённый на шпинделе. В универсальных фрезерных станках шпиндель располагается под углом 90° к заготовке, однако другие модели (например, широкоуниверсальный станок) имеют дополнительную шпиндельную головку на выдвижной конструкции, позволяющей менять угол наклона фрезы.

По конструктивным особенностям эти станки подразделяют:

- станки консольные (стол расположен на подъемном кронштейне-консоли)

- станки бесконсольные (стол перемешается на неподвижной станине в продольном

и поперечном направлениях) станки непрерывного действия (карусельные и

а - станок универсальный консольный горизонтально-фрезерный

б - станок широкоуниверсальный консольный горизонтально-фрезерный

в - станок широкоуниверсальный бесконсольно-фрезерный

г - станок консольный вертикально-фрезерный

д - станок бесконсольный вертикально-фрезерный

е - станок бесконсольный горизонтально-фрезерный

ж - станок продольно-фрезерный

з - станок карусельно-фрезерный

и - станок барабанно-фрезерный

Станки общего назначения.

Консольно-фрезерные станки горизонтальные и вертикальные.

Консольно-фрезерные станки горизонтальные и вертикальные - это наиболее распространенный тип станков, применяемых для фрезерных работ.

Название консольно-фрезерные станки получили от консольного кронштейна (консоли), который перемещается по вертикальным направляющим станины станка и служит опорой для горизонтальных перемещений стола.

Универсальный консольно-фрезерный станок имеет горизонтальный шпиндель 2 и выдвижной хобот 1, на который устанавливают серьгу 3, поддерживающую оправку с фрезой, консоль 4 перемещается вертикально по направляющей стойки 5. На консоли расположены салазки 6 и поворотный стол 7.

Горизонтальный консольно-фрезерные станки имеют горизонтально расположенный, не меняющий своего места шпиндель 2. Стол может перемещаться перпендикулярно к оси шпинделя в горизонтальном и вертикальном направлениях. В отличие от Универсального консольного фрезерного станка рабочий стол не поворачивается вокруг вертикальной оси.

Широкоуниверсальный консольно-фрезерный станок (рис. б, в) помимо горизонтального шпинделя имеет шпиндельную головку 1, которая может поворачиваться на хоботе в двух взаимно перпендикулярных направлениях, благодаря чему шпиндель с фрезой можно устанавливать под любым углом к плоскости стола и к обрабатываемой заготовке. На головке 1 монтируют накладную головку 2, предназначенную для сверления, рассверливания, зенкерования, растачивания и фрезерования.

Вертикальный консольно-фрезерный станок (рис. 119, г) имеет вертикальный шпиндель 3, который размещен в поворотной шпиндельной головке 2, установленной на стойке 1.

1 — фреза, 2 — шпиндель, 3 — хобот,

4 — станина, 5 — стол, 6 — салазки,

7 — консоль, 8 — фундаментная плита)

Бесконсольные фрезерные станки.

Бесконсольные вертикально-фрезерные станки (рис. д), служащие для обработки заготовок крупногабаритных деталей, имеют салазки 2 и стол 3, которые перемещаются по направляющим станины 1. Шпиндельная головка 5 перемещается вертикально по направляющим стойки 6. Шпиндель 4 имеет вертикальные осевые перемещения при установке фрезы. Стол перемещается только в продольном и поперечном направлениях.

Продольно-фрезерные станки (рис. ж) предназначены для обработки заготовок крупногабаритных деталей. На станине 1 установлены две вертикальные стойки 6, соединенные поперечиной 7. На направляющих стойках смонтированы фрезерные головки 3 с горизонтальными шпинделями и траверса (поперечина) 4.

На последней установлены фрезерные головки 5с вертикальными шпинделями.

Стол 2 перемещается по направляющим стоек 4.

Карусельно-фрезерные станки (рис. з), предназначенные для обработки поверхностей торцовыми фрезами, имеют один или несколько шпинделей 3 для чистовой и черновой обработки. По направляющим стойки 1 перемещается шпиндельная головка 2. Стол 4, вращаясь непрерывно, сообщает установленным на нем заготовкам вращение подачи. Стол с салазками 5имеет установочное перемещение по направляющим станины 6.

Бесконсольные горизонтально-фрезерные станки (рис. е), служащие для обработки заготовок крупногабаритных деталей, имеют салазки 2 и стол 3, которые перемещаются по направляющим станины 1. Шпиндельная головка 5 перемещается вертикально по направляющим стойки 6. Шпиндель 4 имеет осевые перемещения при установке фрезы.

Барабанно-фрезерные станки (рис. и) используются в крупносерийном и массовом производстве. Заготовки устанавливают на вращающемся барабане 2, имеющем движение подачи. Фрезерные головки 3 (для черновой обработки) и 1 (для чистовой обработки) перемещаются по направляющим стоек 4.

Наличие консоли, сообщая консольно-фрезерным станкам ряд удобств при обслуживании, несколько понижает жесткость при стыке со станиной, поэтому в конструкциях современных станков значительно увеличена длина направляющих консоли, созданы устройства для закрепления подвижных частей станка, повышена жесткость корпусных деталей.

Так как большей частью детали, применяемые в машиностроении, по размерам вписываются в габариты консольно-фрезерных станков общего назначения, парк фрезерных станков в механических цехах в основном укомплектован горизонтально- и вертикально-фрезерными станками консольного типа, а парк инструментальных и ремонтно-механических цехов, кроме того, еще и универсально-фрезерными и широкоуниверсально-фрезерными.

Универсальные

Такие станки для работы по металлу очень удобно использовать для оснащения частных цехов или некрупных мастерских, специализирующихся на ремонтно-механических работах. Универсальные станки позволяют выполнять обработку горизонтальных и вертикальных плоскостей, а также поверхностей спирального типа и штампов.

Такой станок по металлу отличается рядом конструктивных особенностей: узел шпинделя, коробка, а также основные узлы располагаются во внутренней части станины. В конструкции станка предусмотрены вертикальные и горизонтальные направляющие, по которым передвигаются его консоль и рабочий стол. Рабочую поверхность, кроме этого, можно выставить по отношению к шпинделю оборудования под нужным углом, что позволяет обрабатывать с его помощью детали из металла, обладающие даже самой сложной конфигурацией.

Преимущества

Преимуществом универсальных фрезерных станков является возможность производить с одной установки обработку заготовки с разных сторон, что очень важно в инструментальном, ремонтном и опытном производствах, где установка, выверка и закрепление заготовки занимают много времени и требуют высокой квалификации рабочего.

Дополнительная фрезерная головка

В отличие от горизонтального фрезерного станка, универсальный фрезерный станок имеет дополнительную фрезерную головку, смонтированную на выдвижном хоботе, которую можно поворачивать под любым углом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Возможна раздельная и одновременная работа обоими шпинделями. Для большей универсальности станка на поворотной головке монтируют накладную фрезерную головку, которая позволяет обработать на станке детали сложной формы не только фрезерованием, но и сверлением, зенкерованием, растачиванием и т.д. Широкая универсальность станка позволяет использовать его в экспериментальных и инструментальных цехах для производства кондукторов, зажимных приспособлений всех типов, инструментов, штампов, пресс-форм и других деталей.

Токарно-фрезерные обрабатывающие центры

Тока́рный стано́к — станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов, древесины и других материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют черновое и чистовое точение цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развёртывание отверстий и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец — режущий инструмент — перемещается вместе с салазками суппорта от ходового вала или ходового винта, получающих вращение от механизма подачи .

Токарные станки, полуавтоматы и автоматы, в зависимости от расположения шпинделя, несущего приспособление для установки заготовки обрабатываемой детали, делятся на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные предназначены в основном для обработки деталей значительной массы, большого диаметра и относительно небольшой длины.

Особенности фрезерных станков с ЧПУ

Главное отличие современного оборудования с ЧПУ от стандартных станков – автоматизация управления скоростью фрезы и перемещением стола в процессе обработки детали. На предприятиях, осуществляющий серийных выпуск деталей со сложной криволинейной поверхностью (лопасти воздушных винтов, лопатки самолётных турбин), используются станки ЧПУ со шпинделем на отдельных салазках, позволяющих режущему инструменту самостоятельно двигаться вертикально и вокруг своей оси.

Отдельный класс также представляют собой копировальные фрезерные станки с ЧПУ , которые задействуются для обработки деталей сложной конфигурации (матриц для штамповки листовых изделий из металла, форм для литья и др.). Подобные модели оборудованы специальным щупом-индикатором, который изучает фигурный профиль детали-образца и передаёт полученные данные через рабочую фрезу для создания аналогичного изделия.

Фрезерные станки широко применяются в ювелирной, мебельной и рекламной промышленности, в интерьере и декорировании, для производства пластиковых дверей и окон. Без фрезерования нельзя представить современное машиностроение и самолетостроение, а также производство медицинского оборудования. Стоит отметить, что фрезерная обработка обладает высокой точностью, а поверхность получается идеально чистой и гладкой

Промышленность выпускает множество фрезерных станков, каждый из которых выполняет определенный набор операций. Тип управления станком может быть ручным, автоматизированным, либо управляемые с помощью системы ЧПУ.

Станки с ЧПУ означают, что устройство снабжено числовым программным управлением, позволяющим автоматизировать процесс фрезеровки. Такой станок повышает производительность, поскольку время обработки каждой детали значительно снижается.

Фрезерный станок — это станок для обработки металлических и других деталей вращающейся фрезой при поступательном перемещении заготовки.

На фрезерных станках можно обрабатывать плоские и фасонные поверхности с прямыми и винтовыми образующими. Резание осуществляется фрезой — многолезвийным инструментом, у которого зубья расположены на поверхности тела вращения или на торце.

Ввиду многообразия работ, выполняемых фрезерованием, весьма разнообразные и типы фрез (рис. 1). Наиболее распространенными являются цилиндрические фрезы (рис. 1, a), применяемые для обработки поверхностей; дисковые (рис. 1, б) для изготовления пазов, уступов; концевые фрезы (рис. 1, в), используемые для обработки пазов, уступов, фасонных поверхностей; торцовые фрезы (рис. 1, г) для обработки поверхностей, уступов, пазов; фасонные фрезы (рис. 1, д) для изготовления фасонных поверхностей. Стрелками на рисунках показаны направления движения, сообщаемые фрезе и заготовке в процессе резания.

Рис. 1. Основные типы фрез и обрабатываемых ими поверхностей

Для того чтобы получить фрезерованием на детали требуемую поверхность, необходимо сообщить инструменту и заготовке вполне определенные движения, согласованные друг с другом. Эти движения в станках разделяют на основные и вспомогательные.

К основным движениям относят главное движение, называемое еще движением резания, и движение подачи.

Во фрезерных станках главное движение (вращательное) совершает фреза, а движение подачи может выполнять либо заготовка, либо фреза.

Вспомогательные движения необходимы в станке для подготовки процесса резания. К вспомогательным движениям относятся движения, связанные с настройкой и наладкой станка, его управлением, закреплением и освобождением детали и инструмента, подводом инструмента к обрабатываемым поверхностям и его отводом; движения приборов для автоматического контроля размеров и т. д..

Вспомогательные движения можно выполнять на станках как автоматически, так и вручную. На станках-автоматах все вспомогательные движения в определенной последовательности выполняются автоматически.

Классификация и расшифровка фрезерных станков

Каждая модель станка имеет цифровое или буквенно-цифровое обозначение — шифр (например, 6P12, 6Р82, 6Р82Ш, 6610 и т. д), по которому можно составить подробную характеристику станка. Шифр содержит три или четыре цифры, из которых первая обозначает, к какой группе станков относится станок, вторая— к какому типу, третья или третья и четвертая цифры характеризуют один из важнейших параметров станка или обрабатываемой заготовки. Буква, стоящая после первой цифры, означает, что данная модель станка модернизирована (или поколение). Буква в конце цифрового шифра показывает, что на базе основной модели станка выполнен станок с небольшими изменениями. Эти станки являются модификациями основной базовой модели.

По принятой в СССР классификации все металлорежущие станки делят на девять групп. Фрезерные станки относятся к шестой группе. В свою очередь, каждая группа станков делится на типы.

(Прим. СМ) Типы станков фрезерной группы:

1 – вертикально-фрезерные консольные;
2 – фрезерные станки непрерывного действия;
3 – свободная группа;
4 – копировально и гравировально-фрезерные;
5 – вертикальные бесконсольные;
6 – продольно-фрезерные,
7 – широкоуниверсальные консольные,
8 – горизонтальные консольные,
9 – разные.

Расшифровка фрезерного станка 6Р12

Рассмотрим, например, обозначение станка 6Р12. Это фрезерный станок (цифра 6) , модернизированный (буква Р), вертикально-фрезерный (цифра 1), типоразмер станка № 2 (цифра 2).

(Прим. СМ) В СССР производство консольно-фрезерных станков осуществлялось согласно пяти типоразмеров: № 0; № 1; № 2; № 3 и № 4, причем для каждого типоразмера выпускалась полная гамма станков — горизонтальные, универсальные и вертикальные. Каждый станок одной размерной гаммы имел в шифре одинаковое обозначение, совпадающее с номером типоразмера и оснащался фрезерным столом с одинаковыми размерами рабочей поверхности.

В табл. 1 представлены значения размеров рабочей поверхности стола консольно-фрезерных станков взависимости от типоразмера, а также список оборудования относящегося к определенному типоразмеру.

Размер	Модели станков	Размер стола, мм
0	6Р10, 6Р80, 6Р80Г, 6Р80Ш, 6Т10, 6Т80, 6Т80Г, 6Т80Ш	200 х 800
1	6Н11, 6Н81, 6Н81Г; 6Р11, 6Р81, 6Р81Г, 6Р81Ш	250 х 1000
2	6М12П, 6М82, 6М82Г; 6М82Ш, 6Р12, 6Р82Г, 6Р82, 6Р82Ш; 6Т12, 6Т82, 6Т82Г, 6Т82Ш	320 х 1250
3	6М13П, 6М83, 6М83Г; 6М83Ш, 6Р83Г, 6Р13, 6Р83; 6Р83Ш, 6Т13, 6Т83, 6Т83Г, 6Т83Ш	400 х 1600
4	6М14П, 6М84, 6М84Г	500 х 2000

Как видно из таблицы размеры рабочего стола (длина и ширина) фрезерных станков, относящихся к следующему типоразмеру, увеличиваются на одно и тоже значение - коэффициент равный 1,25.

В соответствии с размерами стола меняются габаритные размеры самого станка и его основных узлов (станины, стола, салазок, консоли, хобота), мощность электродвигателя и величина наибольшего перемещения (хода) стола в продольном направлении, салазок в поперечном и консоли в вертикальном направлениях.

Модели станков, относящихся к одному поколению и типоразмеру

Металлорежущие станки подразделяют по степени универсальности.

Универсальные станки предназначены для выполнения различных операций на разнообразных деталях. Станки, на которых диапазон выполняемых работ особенно велик, называют широкоуниверсальными. Универсальные станки используют в единичном и мелкосерийном производстве.

Специализированные станки служат для обработки деталей в серийном производстве, сходных по конфигурации, но различных по размеру. Специальные станки предназначены для обработки деталей одного типоразмера и их используют главным образом в массовом производстве. Модели специальных и специализированных станков обозначают одной — двумя буквами, к которым добавляют порядковый номер модели станка.

В металлорежущих станках различают пять классов точности: Н, П, В, А и С.

К классу Н принадлежат станки нормальной точности (например, 6P12).

Класс П— это станки повышенной точности, которую обеспечивают повышением качества изготовления и сборки станков нормальной точности (например, 676П).

Класс В — станки высокой точности, которую достигают при специальной конструкции отдельных узлов и высоких требованиях к изготовлснию, сборке и регулировке станка (например, 6А75В).

Класс А — станки особо высокой точности, которую достигают еще более высокими требованиями к качеству изготовления станка, чем в классе В.

Класс С — станки особо точные, называемые еще мастер-станками, предназначены для изготовления деталей к станкам класса А и В. Требуемую точность достигают за счет большой степени точности обработки деталей из высококачественного материала.

Станки классов В, А, С эксплуатируют в помещениях с постоянной температурой и влажностью.

По габаритным размерам и массе, которые в значительной степени определяются параметрами тех деталей, для обработки которых предназначен станок, станки делят на легкие (до 1 т) , средние (до 10 т) и тяжелые (свыше 10 т) . Последние делят на крупные (10—30 т), тяжелые (30—100 т) и особо тяжелые — уникальные (свыше 100 т)

При изготовлении различных деталей из металла практически невозможно обойтись без использования фрезерных станков. Что удобно, фрезерный станок для работ по металлу одинаково успешно используется и в производственных условиях, и в домашних мастерских. Следует отметить, что оборудование данной категории является наиболее распространенным в сфере металлообработки.

Широкоуниверсальный фрезерный станок по металлу

Практически все модификации фрезерного оборудования работают по схожему принципу и имеют похожую конструкцию. Различия моделей таких станков могут заключаться в их функциональности, которая формируется за счет добавления в их конструкцию дополнительных узлов и систем.

Разновидности фрезерных станков

Перечислим основные типы фрезерных станков, каждая разновидность которых порой весьма значительно отличается от своих собратьев и имеет массу отличий в конструкции и в рабочем предназначении.

Достаточно распространенным типом станков данной категории является вертикально-фрезерный станок. Рабочими инструментами для таких станков являются фасонные, цилиндрические, концевые фрезы, также можно выполнять и операции сверления. Вертикально-фрезерный станок позволяет выполнять следующие технологические операции: обработку зубчатых колес и различных пазов, углов, рамочных элементов, вертикальных и горизонтальных поверхностей на деталях, выполненных из различных металлов.

Вертикально-фрезерный станок без консоли

Фрезерные станки данного типа не имеют в своей конструкции консоли, а их рабочий стол передвигается по направляющим, расположенным на станине оборудования. Станок вертикального типа благодаря особенностям своей конструкции отличается высокой жесткостью, что дает возможность обрабатывать на нем детали из металла с высоким уровнем качества. Коробка скоростей подобного фрезерного станка размещается в головке шпинделя.

Вертикально-фрезерные станки делятся на две категории, отличающиеся наличием в конструкции консоли. Их наименования соответственно:

бесконсольные вертикально-фрезерные станки;
вертикальные консольно-фрезерные станки.

Фрезерный станок по металлу с консолью отличается тем, что его шпиндель и гильза могут перемещаться относительно оси оборудования. Различия в их конструкции можно наглядно оценить на фото.

Горизонтально-фрезерный станок примечателен тем, что его шпиндель располагается в горизонтальной плоскости. Оборудование данной группы позволяет обрабатывать детали, которые имеют небольшие габаритные размеры. Универсальность данного станка обеспечивается за счет того, что в качестве рабочего инструмента на нем используются фрезы концевого, цилиндрического, фасонного, торцевого и углового типа. Горизонтально-фрезерный станок в своей стандартной комплектации не дает возможность выполнить обработку детали по винтовой поверхности, для этого его необходимо оснастить вспомогательными устройствами.

Устройство станков горизонтально-фрезерной группы позволяет устанавливать их рабочий стол параллельно, а также перпендикулярно к оси шпинделя. Все рабочие и силовые узлы данного оборудования размещены на станине, а коробка скоростей, заведующая скоростью вращения шпинделя, размещена в ее внутренней части.

Станки, относящиеся к категории сверлильно-фрезерных, предназначены для обработки не только горизонтальных и вертикальных поверхностей, но и наклонных. Еще с их помощью обрабатывают пазы крупногабаритных деталей.

Такой фрезерный станок по металлу имеет сверлильно-фрезерную головку, позволяющую выполнять операции сверления под наклоном и обрабатывать поверхности, расположенных под углом к горизонтальной оси. Отличительной особенностью такого станка является и то, что его рабочая головка может функционировать в реверсном режиме.

Сверлильно-фрезерный станок (бесконсольный)

По причине своей универсальности, обусловленной возможностью проводить две наиболее востребованные операции, такие станки являются весьма выгодными с экономической точки зрения, а также в плане экономии места на производственной территории. Иметь дома такой станок также мало кто из домашних мастеров откажется, так как такой аппарат объединяет в своей конструкции сразу несколько эффективных и полезных устройств.

Универсальный фрезерный станок

Такое весьма компактное оборудование, установленное дома, в мастерских учебных заведениях и в небольших производственных цехах, позволяет выполнять различные технологические операции: нарезать резьбу, сверлить отверстия, выполнять обработку всевозможных деталей и материалов различными видами фрез и прочее.

Обработка заготовок на фрезерных станках такого типа отличается неплохой точностью, так как их конструкция обладает исключительной жесткостью (разумеется, при грамотной установке). Отличаются такие консольно-фрезерные станки и высокой производительностью, что дает возможность использовать их для производства изделий серийными партиями. Несмотря на свою высокую производительность и широкую функциональность, такие станки отличает низкое энергопотребление и компактные размеры, что позволяет удобно размещать их даже на небольшой площади.

Настольный фрезерный станок

Такого рода устройства активно используются во всевозможных сферах промышленности на массовом производстве высококачественных деталей. Станки с ЧПУ высокопроизводительны и способны обеспечить непревзойденное качество не в единственном экземпляре, а на потоке, что делает их незаменимым оборудованием на любом серьезном производстве. Отличия таких станков от всех других разновидностей фрезерных станков настолько значительно, что требуют подробного разбора в отдельной статье.

Станки с ЧПУ, которые обрабатывают детали из различных металлов с высокой производительностью и точностью, имеют один большой недостаток: приличную стоимость, но его полностью компенсируют следующие положительные факторы:

снижение потребности в квалифицированных специалистах на производстве;
высокая производительность относительно станков с ручным управлением;
снижение срока производственных циклов;
ускорение перехода на производство новой продукции.

Фрезерный станок с ЧПУ

Отличие таких устройств от предыдущего вида фрезерных станков заключается в еще большей универсальности, еще более высокой точности и скорости работы. Спектр работ, которые под силу выполнить таким устройствам, включает в себя огромный список операций и процессов, которые востребованы на самых высокотехнологичных и ответственных производствах. Современное программное обеспечение для обрабатывающих центров производят крупные мировые компании. Подробно работа обрабатывающих центров будет рассмотрена в отдельной статье.

5-осевой фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ

Отдельную категорию составляют виды фрезерных станков, оснащенные ЧПУ (числовым программным управлением). Такое оборудование относится к категории профессионального, управляют его работой специальные контроллеры, которые необходимо подключать к компьютерному устройству. Так же как и другие виды фрезерных станков, модели с ЧПУ могут выполнять различные технологические операции по металлу: сверление, зенкерование, растачивание и др.

Настольный станок с ЧПУ

Имея в распоряжении такой станок, можно выполнять любые виды фрезерных операций практически с любым материалом. Если сравнивать горизонтально-фрезерный станок и аппарат широкоуниверсального типа, то его основным отличием является то, что в его конструкции предусмотрена дополнительная шпиндельная головка, которая устанавливается на специальном подвижном хоботе и имеет возможность поворачиваться под любым углом по отношению к обрабатываемой детали.

Что удобно, оба шпинделя такого станка могут обрабатывать детали как совместно, так и в автономном режиме. На поворотной головке также может быть установлен еще одна накладная фрезерная головка, с помощью которой можно выполнять обработку деталей из металла еще более сложной конфигурации — сверлить, растачивать, зенкеровать и прочее.

Широкоуниверсальный фрезерный станок

Также встречаются модели широкоуниверсальных станков, которые не имеют в своей конструкции консольной панели. Вместо нее установлена каретка, передвигающаяся по вертикальным направляющим. На вертикальные салазки данной каретки можно различные приспособления (например, делительный стол). Такие станки стоят несколько дешевле, но также способны выполнять достаточно большой перечень технологических задач.

Подбирая станок фрезерной группы, прежде всего необходимо определиться с тем, для чего он нужен. Подобный подход к выбору оборудования даст вам возможность приобрести его в полном соответствии со своими потребностями, а также не переплатить за те функции, которые вам никогда не потребуются.

Принцип работы фрезерных станков

Практически все фрезерные станки работают по одинаковому принципу. Отличия могут быть только в их функциональных возможностях.

Основные элементы фрезерного станка

Основными конструктивными элементами таких станков являются: несущая станина, рабочий стол, прижимные элементы, цанга и цанговый патрон, в котором закрепляется рабочий инструмент, портал с закрепленным на нем шпинделем, который имеет возможность перемещаться, приводной электродвигатель.

Рабочим инструментом любого фрезерного станка является фреза, конструкция и размеры которой зависят от того, какой конфигурации деталь подлежит обработке. Рабочий инструмент закрепляется в цанговом патроне при помощи хвостовика, а вращение ему передается от приводного электродвигателя через систему передач. Основным назначением фрезы является снятие лишнего слоя металла с заготовки, в чем, собственно, и заключается суть обработки на таком станке.

Шпиндель станка размещается на подвижном портале, перемещениями которого управляют специальные контроллеры, если речь идет об оборудовании с ЧПУ. Электронная система такого оборудования включает в себя контроллеры ЧПУ (числовое программное управление), вспомогательные элементы системы и соединительные детали. Принцип работы моделей станков с ЧПУ заключается в следующем: специальная программа считывает чертежи детали, которую необходимо получить в результате обработки, формирует электронные команды, которые передаются на рабочий орган станка.

Отдельного внимания заслуживают широкоуниверсальные станки, которые представляют собой гибрид моделей горизонтального и вертикального типа. В их конструкции также имеется цанга, цанговый патрон и зажимы, но коробка передач таких станков передает все движения от одного электродвигателя. Их отличительной особенностью является наличие ручного режима, с помощью которого можно контролировать работу ходового блока.

Пример кинематической схемы (консольно-фрезерный станок)

Дополнительные элементы имеют в своей конструкции пятикоординатный фрезерный станок по металлу и гравировальное оборудование. Такое оборудование оснащено дополнительными зажимными элементами, которые позволяют установить на нем гравировщик. Инструмент такого оборудования вращается за счет карданного вала, которым он напрямую соединен с электродвигателем.

Самыми простыми по своей конструкции являются ручные фрезерные станки по металлу. Такое оборудование обладает невысокой мощностью, а его конструкция состоит из цанги с цанговым патроном, ротора, головки привода и электродвигателя. Естественно, функциональные возможности такого станка тоже ограничены: с его помощью можно выполнять только самые простые фрезерные операции.

Ресурс работы, которым обладает станок фрезерной группы ручного типа, также невысок и составляет не более 10 000 часов. Наиболее слабыми узлами в таком оборудовании, которые первыми выходят из строя, являются цанга и цанговый патрон, прижимы, приставка и шпиндель. Но его невысокую надежность и долговечность вполне компенсирует низкая стоимость. Приобретать его есть смысл в том случае, если пользоваться им вы планируете нерегулярно.

Стоимость станков

Классификация фрезерных станков по их стоимости достаточно обширна. Естественно, самыми дешевыми в этом списке являются модели китайских производителей. Можно еще больше сэкономить на приобретении такого оборудования, если покупать его не через посредников, а напрямую у производителей. Что удобно, производители из Китая предлагают как простейшие ручные станки, так и профессиональные, оснащенные ЧПУ. Если рассматривать минимальную вилку цен, то она варьируется в пределах 7000–35000 рублей.

Китайский настольный сверлильно-фрезерный станок Triod MMS-20E (стоимость порядка 60 тысяч рублей)

Достаточно дорого вам обойдется вертикальный станок, стоимость такого оборудования начинается от 20000 рублей. Причем по этой цене вы приобретете станок с самой простой комплектацией: цанга и цанговый патрон, прижимы, приставка, шпиндель.

Если вы соберетесь приобрести для своего производственного предприятия широкоуниверсальный станок, то готовьтесь к тому, что цена такого оборудования начинается от 250000 рублей. Фрезерные станки для работы по металлу, которые оснащены ЧПУ, стоят, начиная от 2 млн. рублей.

В любом случае если задаться целью, можно приобрести качественный фрезерный станок по металлу серийной модели по очень привлекательной стоимости.

Хороший вариант сэкономить на приобретении фрезерного станка — это приобрести подержанную модель. К слову сказать, качественное оборудование серийных моделей (к примеру, ТВ-3 или ТВ-6) можно приобрести по стоимости, начиная от 20000 рублей. Объясняется такая невысокая цена тем, что промышленные предприятия, обновляя свою техническую базу, распродают старые станки по цене, соответствующей 20–30% первоначальной стоимости.

Читайте также: