Вертикально-фрезерные станки: устройство, описание, видео

Фрезерные станки: общие сведения, классификация, обозначение

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:

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

Основными формообразующими движениями фрезерных станков являются вращение фрезы (главное движение) и движение подачи, которое сообщают заготовке или фрезе.

Приводы главного движения и подачи выполняют раздельно. Вспомогательные движения, связанные с подводом и отводом заготовки к инструменту, механизированы и осуществляются от привода ускоренных перемещений.

Основные элементы механизмов станков унифицированы.

Основным параметром, характеризующим фрезерные станки общего назначения, является размер рабочей поверхности стола.

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 барабанные)

Классификация фрезерных станков

  • 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

Консольные фрезерные станки наиболее распространены в единичном, мелко- и среднесерийном производстве рис. 119, а, б, в, г). 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 (рис. 119, а) 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 (рис. 119, а) 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. 119; 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.

Бесконсольные вертикально-фрезерные станки (рис. 119, 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.

Бесконсольные горизонтально-фрезерные станки (рис. 119, 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.

Продольно-фрезерные станки (рис. 119, 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. 119, 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.

Барабанно-фрезерные станки (рис. 119, 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.

Не пропустите:  Классификация токарных станков

Назначение фрезерных станков и основные типы фрез

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.

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..

Рис. 1.     Основные типы фрез и обрабатываемых ими поверхностей

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

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.

Устройство

Прежде чем начинать работать с промышленным оборудованием нужно изучить устройство фрезерных агрегатов. Оно состоит из нескольких элементов:

  1. Станина. Литое основание, которое гасит вибрации работающего двигателя. На станине закрепляются остальные элементы фрезера. Компактные машины оборудуются колёсиками для удобного перемещения по мастерской.
  2. Рабочий стол. Оборудуется системой зажима заготовок для изменения угла наклона рабочей поверхности.
  3. Направляющие. По ним передвигается рабочий стол во время работы с деталью.
  4. Шпиндель. Основной элемент оборудований, который передаёт энергию вращения на фрезу. Находится в верхней части станка.
  5. Консоль. Второе название — несущая балка. Она удерживает рабочий стол, направляющие.
  6. Коробка переключения передач.

Фрезерные машины могут быть оборудованы консолью или продаваться без неё. Усовершенствованные модели комплектуются системой ЧПУ, что позволяет увеличить эффективность производственного процесса.

Важные особенности конструкции вертикальных фрезерных станков

В устройстве фрезерных станков с вертикальным шпинделем выделяют такие важные параметры, на которые следует обратить внимание при покупке:

  • Скорость вращения шпинделя. На современных станках используются шпиндели с высокой скоростью вращения 12 000-18 000 об/мин.
  • Мощность двигателя. Важный параметр, который определяет производительность станка.
  • Допустимое перемещение стола по направляющим и грузоподъемность. Влияет на предельные размеры заготовки.
  • Расстояние от торца шпинделя до поверхности стола. Влияет на максимально возможную высоту обрабатываемой детали.
  • Конус шпинделя. На вертикальных фрезерных станках применяется оправка выполненная по стандарту ISO40 или ISO50. Оба варианта исполнения конуса позволяют устанавливать разнообразный инструмент, включая дисковые и концевые фрезы.
  • Точность обработки. Значительно зависит от устройства станка и применяемых компонентов (ШВП, направляющие, моторы и привода). Бесконсольные станки характеризуются большей точностью, особенно на тяжелых режимах резания.

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.

Рисунок 3. Конструкция консольного вертикально-фрезерного станка.

Вертикально-фрезерный станок с консолью состоит из следующих элементов.

  1. 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.
  2. Салазки. Предназначены для перемещения стола.
  3. Стол. Служит для закрепления обрабатываемой заготовки.
  4. Защитный щиток. Предохраняет фрезеровщика от разлета стружки.
  5. Шпиндель. Передает движение от привода станка на фрезу. Может регулироваться по высоте и углу наклона по отношению к обрабатываемой детали.
  6. Фрезерная бабка. Содержит механизмы реверса и изменения скорости вращения шпинделя.
  7. Ползун. Подвижная часть фрезерной головки. Осуществляет подачу фрезы в вертикальном направлении.
  8. Станина. Основание станка, на котором размещаются все узлы и механизмы.
  9. Кожух. Защищает узлы консоли от попадания стружки.
  10. Шкаф. Служит для размещения электрооборудования.
Не пропустите:  Фрезер по дереву. Основные характеристики и особенности

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

Консольно-фрезерные станки малых размеров с шириной стола 125*160 мм

Эти станки предназначены для обработки заготовок небольших размеров, главным образом из цветных металлов и сплавов, пластмасс и для чистого фрезерования заготовок из стали и чугуна. Автоматизированные станки позволяют вести обработку по заданному циклу.

Консольно-фрезерные станки № 0 с шириной стола 200 мм

Станки предназначены для фрезерования заготовок небольших размеров из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов, пластмасс. Их изготовляют на Вильнюсском станкостроительном заводе «Жальгирис» в трех основных исполнениях: горизонтальные модели 6М80Г, универсальные модели 6М80 и вертикальные модели 6М10. на базе этих моделей завод выпускает широкоуниверсальные (модели 6П80Ш), копировальные (модели 6П10К) и операционные автоматизированные станки.

Консольно-фрезерные станки № 1 с шириной стола 250 мм

Такие станки изготавливают на Дмитровском заводе фрезерных станков (ДЗФС). Завод выпускает станки следующих моделей: 6Н81Г- горизонтально-фрезерный, 6Н81- универсально-фрезерный, 6Н11- вертикально-фрезерный, копировально-фрезерный 6Н11К и станки с программным управлением 6Н11Пр.

Консольно-фрезерные станки № 2 с шириной стола 320 мм

Такие станки изготовляют на Горьковском заводе фрезерных станков (ГЗФС). Завод выпускает станки следующих моделей: 6М82Г- горизонтально-фрезерный, 6М82- универсально-фрезерный, 6М82ГБ- горизонтально-фрезерный быстроходный, 6М82Ш- широкоуниверсальный фрезерный станок, 6М12П- вертикально-фрезерный, 6М12ПБ- вертикально-фрезерный быстроходный станок и 6М12К- копировально-фрезерный. Завод провел модернизацию ранее выпускавшихся консольно-фрезерных станков серии Н. Станки серии М отличаются от станков серии Н более высокой точностью, жесткостью и виброустойчивостью. Они позволяют лучше использовать режущие свойства твердосплавных фрез. В этих станках осуществлена широкая унификация отдельных деталей и узлов.

Станки моделей 6М82Г, 6М82 и 6М82ГБ предназначены для выполнения разнообразных фрезерных работ цилиндрическими дисковыми, торцовыми, концевыми и фасонными фрезами в условиях единичного и серийного производства. На универсально-фрезерном станке 6М82, имеющем поворотный стол, с помощью делительной головки можно фрезеровать винтовые канавки.

На быстроходных станках 6М82ГБ и 6М12ПБ можно обрабатывать детали из цветных металлов и сплавов, пластмасс и других материалов при повышенных скоростях резания. Широкоуниверсальный фрезерный станок модели 6М82Ш предназначен для выполнения различных фрезерных, сверлильных и несложных расточных работ, главным образом в условиях единичного производства (в экспериментальных, инструментальных и ремонтных цехах).

Смонтированная на выдвижном контуре поворотная шпиндельная головка позволяет производить обработку деталей, габаритные размеры которых превышают размеры стола.

Станки моделей 6М12П и 6М12ПБ предназначены для фрезерования различных деталей торцовыми фрезами, фрезерными головками, концевыми и другими фрезами.

У всех описываемых станков движение стола в направлении продольной подачи автоматизировано и может осуществляться как вручную, так и по полуавтоматическому циклам работы. В условиях крупносерийного производства такие станки могут быть использованы для выполнения операционных работ.

Для удобства управления и сокращения затрат вспомогательного времени помимо автоматизации цикла обработки на станках серии М Горьковского завода фрезерных станков предусмотрено: дублированное (спереди и с левой стороны станка) изменение чисел оборотов шпинделя и подач стола однорукояточными выборочными механизмами, позволяющими установить требуемое число оборотов или подачу поворотом лимба без прохождения ступеней; управление автоматическими движениями стола от рукояток, направление поворота которых совпадает с направлением перемещения стола; пуск, остановка шпинделя и включение быстрых перемещений при помощи кнопок; торможение шпинделя постоянным током; наличие быстрых перемещений стола в продольном, поперечном и вертикальном направлениях.

Виды и классификация станков с ЧПУ

Существует большое количество агрегатов с ЧПУ, которым отделена определенная роль.

Особенности станков с числовым управлением

Фрезерные агрегаты по металлу с ЧПУ позволяют выполнять множество самых разных операций.

При помощи них можно не только фрезеровать заготовку, но и производить сверлильные работы, а также выполнять сложную обработку.

Следует отметить и то, что оборудование по металлу, которое оснащено ЧПУ, имеет более высокую производительность, а также обладает повышенной точностью и надежностью.

Возможности фрезеровального оборудования с ЧПУ просто огромны. Все это в полной мере относится и к горизонтально-фрезерным станкам.

Видео:

Агрегаты с ЧПУ по металлу имеют свою условную классификацию в зависимости от признаков их работы. Так, бывают устройства с различным вариантом подачи элементов резки.

Кроме этого, к отдельной категории относят устройства с различным местом расположения шпинделя, а также с разным числом рабочего инструмента.

Агрегаты с ЧПУ для работы по металлу могут иметь и самую разную компоновку, что, главным образом, определяет их функциональные возможности.

Сами системы ЧПУ для фрезерного оборудования имеют различия и между собой. Так, числовое управление может быть разомкнутым.

В этом случае установленный на агрегате шаговый двигатель самостоятельно дозирует передвижение всех рабочих узлов, что позволяет не использовать датчики для обратной связи.

В том случае, когда ЧПУ имеет замкнутое исполнение, то на станке устанавливаются специальные датчики, которые осуществляют максимально полный контроль за всеми производимыми оборудованием операциями.

Не пропустите:  Стол для фрезера своими руками: с чертежами и изготовлением

В таких агрегатах для работы по металлу перемещение рабочих узлов осуществляется исключительно по непрерывной схеме.

Фрезерные устройства горизонтального исполнения, оснащенные ЧПУ, обладают большими функциональными возможностями и используются на многих промышленных предприятиях.

Обрабатывающие центры с ЧПУ

Обрабатывающие центры с ЧПУ
В таких промышленных секторах, как автомобильный, аэрокосмический, приборостроение, а также в областях, где невозможно обойтись без массового производства высококачественных деталей, применяются обрабатывающие центры с ЧПУ. С их помощью осуществляется обширный диапазон фрезерных, растачиваемых и сверлильных работ. Такие станки снабжаются современными приводами, которыми управляют специальные контролеры, подключенные к любому IBM P. C. Стоит отметить, что система контроля, а также управления, оснащена высококлассным программным обеспечением, которое производят мировые производители. Отличительной чертой такого станка является высокая скорость резания и высокая точность.

Вертикальный фрезерный обрабатывающий центр

Это разновидность многооперационного станка, снабженного числовым программным управлением. Он способен производить механическую обработку трехмерной детали. Он снабжен множеством разных инструментов и способен выполнять черновую, чистовую и пред чистовую работу. Наиболее простые обрабатывающие центры имеют в своем комплекте от 5 до 12 инструментов, способных обработать деталь с высокой точностью.

frez-chentr

Это дорогостоящее оборудование с наиболее высоким уровнем производительности. У оборудования значительно повышена скорость обработки. Чтобы снизить температуру нагрева используется специальная система охлаждения.

Обладающие широкой универсальностью

Это и сверлильные, и токарные, и фрезерно-расточные станки с ЧПУ – сразу несколько моделей в одной, способной осуществлять все виды обработки металлов, сплавов, пластиков, древесины и других материалов. Они особенно востребованы в массовом и крупносерийном производстве, так как могут похвастать многозадачностью. У них сразу две шпиндельные головки (вторая – на выдвижном хоботе, так что ее не проблема разместить под любым углом), плюс еще одна накладная. Такое конструктивное решение позволяет быстро выпускать и/или подготавливать детали самой сложной формы – по принципу «один инструмент снимает лишний материал, другой в это же время – растачивает отверстие».

В качестве примеров такого оборудования можно привести:

  • JET JMD-939GH;
  • НГФ-110-Ш4+ВГФ;
  • СФ-676 (675).

Отдельного внимания заслуживает просто универсальный фрезерный станок с ЧПУ, который относится немного к другой категории. В отличие от моделей с широкой функциональностью (их важно не путать), он востребован в мелкосерийном и единичном производстве, часто устанавливается в небольших мастерских и цехах. Позволяет подготавливать все поверхности, углы и пазы нетяжелых заготовок – спиралей, моделей штампов и тому подобное. Все его элементы расположены на станине, оправку с режущим инструментом поддерживает хобот с подвесками. Консоль у него перемещается вверх-вниз, стол на салазках – влево-вправо (в соответствии со шпиндельной осью), что обеспечивает высокую скорость решения задач.

В числе популярных примеров:

  • XN6336C;
  • Optimum MF1 Vario;
  • PROMA FVV-30.

Горизонтального типа

По сфере применения, принципу функционирования и конструкции похож на универсальный: все основные узлы фрезерного станка с ЧПУ размещены на направляющей, а коробка подачи и магазин для инструментов – на портале. Ключевая разница в том, что нет поворотного устройства. Поэтому стол таких моделей может перемещаться либо только перпендикулярно шпинделю, либо только параллельно. Поэтому для выполнения операций, подразумевающих деление или винтовое движение, требуется применять дополнительные приспособления.

Остаются востребованными при подготовке фасонных и винтовых поверхностей, пазов и углов – с помощью цилиндрических и дисковых, концевых и торцевых, угловых режущих головок.

В списке востребованного сегодня оборудования:

  • 6П80Г;
  • НГФ-110-Ш4;
  • 6М82ГБ (на базе 6М82Г).

Вертикального типа

Это может быть координатно-фрезерный станок с ЧПУ, точность программ которого сочетается с широкими возможностями. Технологичность достигается в том числе благодаря расположению шпинделя, допускающему некоторое смещение вдоль оси и небольшой поворот по горизонтали.

Еще одна особенность – оправка в виде конуса Морзе (если следовать советскому стандарту) или ISO-40 (у зарубежных брендов) для установки концевого режущего инструмента.

Меры безопасности при работе

Современные станки
Так как сам вертикальный фрезерный станок работает медленно, то чаще всего травмы происходят из-за попадания пальцев рук под зубцы фрезы. Поэтому категорически запрещено удалять стружку руками, чистку зубцов фрезы необходимо производить специальной щёткой.

Причиной несчастного случая может быть попадание стружки в глаз. Во избежание этого при работе надо обязательно надевать защитные очки.

Специальная одежда должна быть не слишком прочной и плотно облегать тело. Так как концы болтающейся одежды могут попасть под вращающиеся механизмы и причинить телесные повреждения.

Можно получить травму вследствие неосторожного обращения с обрабатываемыми деталями. Тяжёлые детали, падая, могут причинить увечье ног или рук.

Неисправность электрических приборов и неосторожное обращение с ними может привести к поражению электрическим током.

Чтобы устранить возможность падения при движении по скользкому полу, нужно работать в специальной обуви.

Источники

  • http://stanki-katalog.ru/st_600.htm
  • https://stanok-kpo.ru/stati/57.html
  • https://stankomach.com/o-kompanii/articles/tipy-frezernykh-stankov-i-ikh-naznachenie.html
  • https://metalloy.ru/stanki/frezernye/vertikalno-frezernyj
  • https://stankomach.com/o-kompanii/articles/ustroistvo-vertikalno-frezernogo-stanka.html
  • https://fabricators.ru/article/frezernye-stanki
  • https://b2b.imperija.com/klassifikatsiya-stankov-frezernoy-gruppy.html
  • https://VseOChpu.ru/ustrojstvo-stanka-s-chpu-ego-osnovnye-uzly/
  • https://rezhemmetall.ru/gorizontalno-frezernyj-stanok.html
  • https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/gorizontalno-frezernyy-stanok-naznachenie-i-raznovidnosti.html
  • https://vseostankah.com/po-metallu/vertikalno-frezernyj-stanok-s-chpu.html
  • https://stanokcnc.ru/articles/frezernyy-stanok-s-chpu-vidy-ustroystvo-printsip-raboty/
  • https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/vertikalno-frezernyy-stanok-vertikalnyy-metallorezhuschiy-agregat.html

[свернуть]

Тиски станочные для фрезерных станков: требования по ГОСТ

Особенности Станочные тиски предназначены в первую очередь для качественной обработки металлических заготовок. С помощью тисков…

Читать статью