Фрезерный станок определение
Фрезерный станок с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ — оборудование, которое обрабатывает плоские и фасонные поверхности деталей из металлов, композитных материалов и древесины путем вращательного движения фрезы относительно заготовки.
Список синонимов:
- фрезерное оборудование с ЧПУ;
- станок для фрезеровки с ЧПУ;
- фрезерный станок с программным управлением;
- фрезерный центр с ЧПУ.
Фрезеровка является одним из самых распространенных методов механической обработки поверхностей. Широкие технологические возможности оборудования и большой ассортимент фрез из сверхтвердых режущих материалов позволяют работать с материалами любой плотности и производить все стадии обработки заготовок: от черновой до финишной. Наличие в комплекте управляющей стойки с пакетом программ, либо портативного компьютера выводит работу фрезерного оборудования на совершенно новый качественный уровень: скорость и точность выполняемых работ значительно превышает показатели ручного инструмента. Благодаря этому фрезерные станки с ЧПУ можно встретить практически во всех отраслях промышленности, причем, используют их как крупные предприятия, так и небольшие производственные организации.
Область применения фрезерных станков с программным управлением
Деревообработка
Работа с различными по твердости сортами древесины, высокая точность и идентичность линий при криволинейном раскрое, создание узоров любой сложности на деревянной поверхности – все это делает фрезерный станок с ЧПУ незаменимым оборудованием при производстве мебели, балясин, дверей и прочих изделий из дерева.
Металлообработка
Используется для фрезерования деталей простой и сложной конфигурации (пуансоны, формы для экструдирования, лопатки турбин), сверления, а также для нанесения гравировки и создания рельефных узоров на металлических двух- и трехмерных поверхностях.
Ювелирная промышленность
Применяется для украшения поверхности готовых ювелирных изделий, изготовления коллекционных медалей и нумизматики, создания восковых форм для отливки драгоценных металлов.
Рекламно-полиграфическая отрасль
В данной сфере программно-управляемое фрезерное оборудование востребовано в первую очередь при изготовлении элементов наружной рекламы, создании объемных букв, производстве матриц для объемного тиснения.
Приборо- и машиностроение
Используется в первую очередь для создания печатных плат, а также для улучшения свойств блоков цилиндров и работы с карбоновыми элементами.
Классификация фрезерных центров с ЧПУ
Фрезерное оборудование может классифицироваться по нескольким критериям, что помогает определиться с конечным выбором, в зависимости от целей и масштабов производства:
- по расположению шпиндельной головки: вертикальные, горизонтальные, с возможностью работы под наклоном;
- по конструктивным особенностям:
- непрерывного действия (карусельные и барабанные);
- продольно-фрезерные;
- горизонтально-фрезерные;
- вертикально-фрезерные (консольно- и бесконсольно-фрезерные);
- по способу крепления инструмента (ручной или автоматический);
- по степени универсальности:
- универсальные (вертикально-, горизонтально-, продольно-фрезерные);
- специальные (шлицефрезерные, карусельно-, копировально-, шпоночно-фрезерные);
- по типу управления ЧПУ (прямоугольное и контурное);
- по количеству шпинделей (увеличение их числа повышает производительность);
- по числу управляемых координат (от однопозиционной до пятипозиционной одновременной обработки заготовки).
Фрезерные станки с ЧПУ широко востребованы во многих производственных сферах, поэтому выпуском данного оборудования занимаются практически все мировые станкостроительные компании. Лидирующие позиции в этом направлении занимают:
- Gildemeister (Германия);
- DMG-Mori Seiki (Япония-Германия);
- Yamazaki Mazak (Япония);
- MILLSTAR (Тайвань)
- DMC (Южная Корея)
- STAMA (Германия)
- GORATU (Испания).
В число производителей входят и российские компании, например, «Роутер», «Росфрезер» и Каменский станкостроительный завод.
Фрезерные станки
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.
Рисунок 8. Зубофрезерный станок.
Читайте нас в Яндекс Дзен и подписывайтесь во Вконтакте.
Типы фрезерных станков и их назначение
На металлообрабатывающем оборудовании фрезерной группы можно выполнять различные операции обработки цилиндрическими, пазовыми, концевыми, торцевыми, фасонными фрезами, а также операции с использованием расточных резцов, сверл, разверток, зенкеров, приспособлений для нарезания резьбы. Таким образом стирается грань между оборудованием сверлильно-расточной и фрезерной групп. Спектр возможностей обрабатывающих центров еще шире: они производят, наряду с фрезерной, токарную обработку заготовок. Оснащение станков магазинами инструмента, револьверными головками, станочными приспособлениями расширяет возможности станков ЧПУ фрезерной группы, делает их более универсальными, значительно сокращает время перенастройки.
Разнообразие задач обработки металла определяет, какой тип или вид фрезерных станков нужен для реализации операций резания с требуемым качеством поверхности и необходимой точностью размеров, а также, каковы оптимальные финансовые вложения на покупку оборудования.
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 модулем ЧПУ
При выборе и покупке фрезерного станка с ЧПУ необходимо знать определяющие технические параметры оборудования. Агрегаты, оснащенные модулем числового программного управления, имеют следующие особенности компоновки:
- Положение шпинделя. Вращение многолезвийного обрабатывающего инструмента (фрезы) производится при горизонтальном или вертикальном положении оси, либо шпиндель поворачивается и устанавливается наклонно под заданным углом к заготовке.
- Количество шпиндельных головок. Конструктивно фрезерное оборудование может включать один, два и более шпиндельных валов, расположенных в различных плоскостях. Нередко станки с ЧПУ (например, продольно-фрезерные, универсальные или горизонтально-фрезерные) и обрабатывающие центры оснащаются дополнительной съемной шпиндельной головкой, расширяющей диапазон производимых работ и повышающих сложность получаемых поверхностей изделий из металла и других материалов.
- Конструкция рабочего стола. В зависимости от компоновки, стол перемещается в продольном (продольно-фрезерные), продольно-поперечном (горизонтально-фрезерные и вертикальные фрезерные агрегаты), поднимается или опускается (консольные фрезерные), поворачивается вокруг своей оси (карусельные, барабанного типа). Опционно устройством для поворота заготовки могут оснащаться агрегаты со столом, совершающим продольно-поперечные перемещения (например, горизонтально-фрезерные, в том числе консольные, или универсальные). При этом поворотное устройство монтируется на рабочий стол станка или встраивается в его плоскость, позволяя обрабатывать как поверхности вращения, так и длинномерные заготовки без дополнительных затрат времени на установку/снятие оснастки.
- Количество осей или степеней свободы. Варьируется от 2-х до 5-и. Такая особенность практически всех видов фрезерных станков по металлу определяет сложность конфигурации обрабатываемой поверхности, количество переустановок детали при проведении полного цикла фрезерных работ.
- Точность обработки характеризуется не только жесткостью узлов агрегата и конструкции в целом, но и возможностью точного позиционирования детали, применением различных измерительных приборов для контроля конфигурации режущих кромок, перемещения инструмента, а также определения положения и размеров детали.
- Наличие магазина инструмента и количество возможных позиций в нем. Число устанавливаемых и используемых при обработке резанием фрез доходит до нескольких десятков. Вариативность производимых операций повышает применение в конструкции таких видов фрезерных станков приводных державок для инструмента.
- Мощность оборудования определяет тип обрабатываемого материала, его прочностные характеристики. На мощных агрегатах всех основных типов фрезерных станков при использовании твердосплавного режущего инструмента возможна обработка резанием закаленных металлов (до HRC 60…75), высокопрочных и жаропрочных сталей, титановых сплавов, твердых композитных материалов, а также применение форсированных режимов — высокой скорости резания при значительной глубине обработки.
- Частота вращения шпинделя. Определяет диапазон материалов, поддающихся обработке, а также качество (чистоту) получаемой поверхности. Выбор станка для фрезерования зависит от того, какой материал планируется на нем обрабатывать. Например, универсальные станки с высокоскоростными режимами резания реализуют точную обработку вязких материалов, например, дюралюминия, латуни, цинкосодержащих сплавов и т.д.
- Размеры необходимой рабочей зоны основных типов фрезерных станков определяют габариты обрабатываемых заготовок.
Если перед вашим промышленным предприятием встал вопрос, какие типы фрезерных станков приобрести для производства той или иной продукции, свяжитесь с инженерно-техническими специалистами компании «СМК» по телефонам 8 (4822) 620-620
Получить консультацию
по инструменту, методам обработки, режимам или подобрать необходимое оборудование можно связавшись с нашими менеджерами или отделом САПР
Фрезерный станок
Фре́зерные станки́ — группа металлорежущих станков в классификации по виду обработки. Фрезерные станки предназначены для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т. п. металлических и других заготовок. При этом фреза, закрепленная в шпинделе фрезерного станка, совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное (иногда осуществляется одновременно вращающимся инструментом). Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ.
Во фрезерных станках главным движением является вращение фрезы, а движение подачи — относительное перемещение заготовки и фрезы.
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.
Содержание
Виды фрезерных станков
- универсальные — с поворотным столом,
- горизонтально-фрезерные консольные станки (с горизонтальным шпинделем и консолью),
- широкоуниверсальные — с дополнительными фрезерными головками,
- широкоуниверсальные инструментальные станки — с вертикальной рабочей плоскостью основного стола и поперечным движением шпиндельных узлов,
- вертикально-фрезерные станки (с вертикальным шпинделем); в том числе консольные,
- бесконсольные (называемые также с крестовым столом),
- с передвижным порталом,
- копировально-фрезерные станки,
- фрезерные станки непрерывного действия, в том числе карусельно-фрезерные,
- барабанно-фрезерные.
Универсально-фрезерный станок
Имеет горизонтально расположенный шпиндель и предназначен для обработки фрезерованием разнообразных поверхностей на небольших и не тяжелых деталях в условиях единичного и серийного производства. Обработку ведут цилиндрическими, дисковыми, угловыми, концевыми, фасонными, торцовыми фрезами. На этом станке можно обрабатывать вертикальные и горизонтальные фасонные и винтовые поверхности, пазы и углы. Фрезерование деталей, требующих периодического деления или винтового движения, выполняют с использованием специальных делительных приспособлений.
На станине смонтированы все основные узлы станка. Внутри станины размещены шпиндельный узел и коробка скоростей. Для поддержания оправки с фрезой служит хобот с серьгами (подвесками). По вертикальным направляющим станины перемещается консоль, несущая коробку подач. По направляющим консоли в поперечном направлении движутся салазки с поворотным устройством, которое несет продольный стол и позволяет поворачивать стол вокруг вертикальной оси на 45° в обе стороны, благодаря чему стол может перемещаться в горизонтальной плоскости под разными углами к оси шпинделя. Крутящий момент от двигателя посредством коробки передач передаётся на шпиндель — полый вал в верхней части станины. В передний торец шпинделя вставляется оправка и закрепляется штревелем — стержнем, закреплённым в шпинделе. Оправка обычно стержень имеющий коническое посадочное место-конус Морзе, воспринимающий вращение от шпинделя; на оправку одеваются фреза и фиксирующие её кольца, зажимаются гайкой. Жёсткость оправки поддерживается подвеской.
Горизонтально-фрезерный станок
Отличается от универсально-фрезерного станка отсутствием поворотного устройства, то есть стол станка может перемещаться только перпендикулярно или вместе с салазками параллельно оси шпинделя.
Широкоуниверсальный фрезерный станок
В отличие от горизонтально-фрезерного станка имеет ещё одну шпиндельную 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.
В некоторых станках этого типа отсутствует консоль, а вместо неё по вертикальным направляющим станины, перемещается каретка. Каретка имеет горизонтальные направляющие для салазок с вертикальной рабочей поверхностью и Т-образными пазами, на которых крепят стол, делительные и другие приспособления. 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.
Вертикальный консольно-фрезерный станок
В отличие от горизонтально-фрезерного имеет вертикально расположенный шпиндель, который в некоторых моделях станков допускает смещение вдоль своей оси и поворот вокруг горизонтальной оси, расширяя тем самым технологические возможности станка. В отличие от горизонтально-фрезерных станков оправка для вертикальных станков представляет собой фланец с конусом Морзе с одной стороны и коническим отверстием с другой (тоже конус Морзе), куда и вставляется концевая фреза. Если требуется установить дисковую фрезу применяется оправка как на горизонтально-фрезерном станке, но много короче; так же и на горизонтальных станках возможно применяются оправки вертикальных станков для крепления концевых фрез. Вертикальное движение подачи, как правило, возможно осуществлять и инструментом.
Вертикально- и горизонтально-фрезерные бесконсольные станки
Предназначены для обработки вертикальных, горизонтальных, наклонных поверхностей, пазов в крупногабаритных деталях. В отличие от консольно-фрезерных станков, в этих станках отсутствует консоль, а салазки и стол перемещаются по направляющим станины, установленной на фундамент. Такая конструкция станка обеспечивает более высокую его жесткость и точность обработки по сравнению со станками консольного типа, позволяет обрабатывать детали большой массы и размеров. Шпиндельная головка, являющаяся и коробкой скоростей, имеет установочное перемещение по вертикальным направляющим стойки. Кроме того, шпиндель вместе с гильзой можно сдвигать в осевом направлении при точной установке фрезы на требуемый размер.
Продольно-фрезерные станки
Используют для обработки крупногабаритных деталей, главным образом, торцовым; а также цилиндрическими, концевыми, дисковыми и фасонными фрезами. Станки делятся на одностоечные и двухстоечные. В четырёхшпиндельном двухстоечном продольно-фрезерном станке станина имеет стол и портал, состоящий из двух стоек и балки. По направляющим стоек перемещается траверса и две горизонтальные поворотные фрезерные головки. Две другие фрезерные головки перемещаются по направляющим траверсы. Обработку деталей можно производить при движущемся столе и неподвижных фрезерных головках, при неподвижном столе и подаче головок или при одновременно движущихся столе и фрезерных головках.
Токарно-фрезерные обрабатывающие центры
Токарно-фрезерный обрабатывающий центр может осуществлять как точение, так и фрезерование. Используется в основном для обработки сложных деталей, и как альтернатива револьверным станкам.