Какие бывают фрезеровальные устройства?
Итак, фрезерное оборудование предназначено для обработки различных изделий из металла и других материалов.
Работа производится специальным резаком – фрезой, который вращательным движением обрабатывает заготовку, перемещаемую горизонтально поступательными движениями.
Лезвия на фрезе могут располагаться продольно, поперечно или на торце инструмента, резак обязательно оснащен осью вращения.
В зависимости от вида выполняемых работ различают:
- Консольно-фрезерные станки – это универсального типа фрезерные агрегаты, имеющие стандартную консольную компоновку с горизонтальным или вертикальным расположением шпиндельного узла. Их различают по мощности электрического привода и размеру рабочего стола. Этот тип станков по металлу с ЧПУ бывает настольного вида, что позволяет использовать его в домашних условиях. Рабочий стол такого настольного станка бывает следующей величины — 500х500 мм, а электропривод обладает мощностью менее 1кВт;
- Оборудование непрерывного действия – это фрезерные установки барабанного или карусельного типа. Благодаря барабану или карусели происходит чередование фрез, что дает возможность не делать смену фрезерной головку и не останавливать технологический процесс, что значительно увеличивает производительность труда. Фрезерные станки карусельного или барабанного типа используют преимущественно на производстве;
- Фрезерно-гравировальные или фрезерно-копировальные станки – оборудование, на котором обработка металла происходит по ранее заготовленному шаблону. Часто используют для изготовления партий идентичных деталей или одинаковых изделий. Кроме этого, с помощью этих устройств наносят на поверхность деталей различные узоры, рисунки или надписи. Распространены в рекламной индустрии и мебельном производстве при выполнении гравировальных работ;
- Фрезерный станок с ЧПУ и программным блоком – фрезерный агрегат, выполняющий фрезеровальные работы в автоматическом режиме, благодаря компьютерной программе и управлению станком электронным процессором. Эти станки выполняют весь функционал фрезерно-гравировальных и фрезерно-копировальных работ. Отличаются высокой производительностью и точностью фрезерной обработки изделий, позволяют внедрить на производстве 3д-технологии.
Видео:
1 Сверлильно-фрезерный агрегат – общая информация
Современные станки для обработки металлических деталей очень часто совмещают в себе функциональный потенциал разных видов оборудования. На многих отечественных промышленных объектах достаточно активно эксплуатируются токарно-фрезерные, фрезерно-токарно-сверлильные и другие агрегаты. А самым популярным типом таких универсальных станков являются сверлильно-фрезерные установки, которые дают возможность эффективно и максимально качественно осуществлять нарезание резьбы, сверление, торцевое и горизонтальное фрезерование, зенкерование.
По сути, один подобный агрегат заменяет собой два станка. Понятно, что это дает экономию места в производственных цехах, предприятие снижает свои затраты на покупку оборудования (две установки в любом случае стоят дороже, чем одна). Также станки с функцией сверления и фрезерования пользуются спросом среди малых фирм, предоставляющих услуги по металлообработке. Да и обычные граждане с удовольствием приобретают их для выполнения работ по хозяйству.
Высококачественные сверлильно-фрезерные агрегаты в большинстве своем обладают следующими важными эксплуатационными качествами:
- безопасность и надежность в работе;
- высокая функциональность;
- простота в использовании;
- возможность применения разных видов инструментов (метчики, зенкера, сверла, развертки и пр.).
Формообразующими движениями на данных установках являются вращательное основное перемещение рабочего приспособления и перемещение (поступательное) его подачи.
Применение, конструкция и принцип действия сверлильных станков
Сверлильные станки позволяют создавать в деталях из различных материалов сквозные или глухие отверстия. Выполняются эти технологические операции при помощи такого режущего инструмента, как сверло, за счет которого и обеспечивается снятие стружки с обрабатываемого материала.
Большинство аппаратов данного типа составляют промышленные сверлильные станки. Количество моделей для бытового использования, отличающихся значительно меньшей функциональностью по сравнению с профессиональными устройствами, незначительно. Между тем именно на примере простой конструкции бытовых моделей удобнее всего знакомиться с принципом работы сверлильного станка и его базовыми элементами.
Малогабаритный бытовой сверлильный станок
Бытовая модель – это, как правило, настольный сверлильный станок, который отличается компактными габаритами и устанавливается на поверхности верстака или на любом другом возвышении, которое обеспечивает удобство его использования. В подавляющем большинстве случаев это вертикально-сверлильный станок, устройство которого является наиболее типичным для оборудования подобного назначения.
Базовыми элементами сверлильного станка, используемого как в домашних, так и в бытовых условиях, выступают:
- шпиндельная бабка, в которой монтируется рабочий патрон, служащий для фиксации режущего инструмента;
- сверлильная головка, конструкция которой включает в себя шпиндельную бабку, приводной электрический двигатель и ременную передачу;
- несущая стойка-колонна, на которой монтируется сверлильная головка оборудования;
- массивная опорная плита, изготовленная методом литья из стали или чугуна (она выполняет две функции: служит надежным основанием для станка и используется для закрепления вертикальной стойки оборудования).
Основные узлы сверлильного станка
Технологические операции, для которых предназначен вертикальный сверлильный станок, выполняются за счет двух движений шпинделя: основного и вспомогательного. Первое движение – это вращение шпиндельного узла, а второе – его перемещение в вертикальном направлении. Свое название вертикально-сверлильный станок как раз и получил за то, что его шпиндель совершает движение подачи в вертикальном направлении. За выполнение такого движения отвечает специальная ручка-штурвал, расположенная на боковой части корпуса аппарата.
Конструкция фрезеровального станка
устройство консольно-фрезерного станка
Устройство фрезеров различных видов может значительно отличаться, но все они в обязательном порядке содержат основные узлы и механизмы:
- станина (корпус);
- рабочая столешница;
- консоль (нет у бесконсольных моделей);
- салазки;
- хобот;
- шпиндель;
- оправка.
Литая станина служит в качестве основы для крепления остальных деталей. В ней спрятан электродвигатель, коробка переключения скоростей, механизм шпинделя. Фреза перемещается на консоли по направляющим. Рабочая столешница поддерживается салазками, по которым передвигается горизонтально. Исполнительный инструмент удерживается оправкой в форме конуса Морзе (конический стержень с крепежом).
Станки по металлу
Фрезерные станки по металлу можно классифицировать по нескольким признакам. Их можно разделить на группы в зависимости от количества шпинделей, конструкции рабочего стола или области применения. Далее рассмотрим каждую группу подробней.
По числу шпинделей
Фрезерные станки могут быть как с одним шпинделем (вертикально-фрезерные), так и с двумя (универсальные).
В вертикально-фрезерных станках шпиндель вмонтирован в фрезерную головку, которая располагается вертикально относительно рабочего стола. На станках такого типа можно обрабатывать и плоские поверхности, и поверхности сложной формы, а также осуществлять растачивание и зенковку, сверлить отверстия и делать пазы и канавки на заготовках. Возможно использование режущих инструментов различной формы.
Подходящий вертикально-фрезерный станок можно подобрать по мощности двигателя, размеру рабочего стола или наличию дополнительных функций. Среди таких особенностей стоит отметить:
- модели с автоматической подачей пиноли шпинделя — сверление больших отверстий выполнять легче и быстрей;
- с редуктором, шестерни которого расположены в масляной ванне — качество фрезеровки выше, благодаря плавному ходу и передаче крутящего момента без проскальзывания.
Отдельно стоит отметить оборудование Jet серии JTM для интенсивной работы. Такие станки имеют несколько преимуществ: автоматическая подача рабочего стола поможет повысить производительность, а устройство подвода смазочно-охлаждающих жидкостей увеличивает срок службы и уменьшает износ деталей.
В универсальных фрезерных станках два шпинделя расположены вертикально и горизонтально. На них возможно использование всех видов фрез (в том числе дисковых). Вы сможете работать с деталями, изготовленными из различного металла, будь то: сталь, чугун или цветной металл. А с помощью дисковой фрезы вы сможете разрезать заготовки или изготавливать открытые шпоночные канавки.
Для такого типа характерно наличие большого рабочего стола (длиной от полутора метров) что позволяет обрабатывать крупные заготовки. А механизированная подача стола облегчит работу фрезеровщика, так как сам стол будет перемещаться автоматически. Рабочему же необходимо лишь нажать на кнопку пневматического устройства для остановки движения.
Еще одним неоспоримым преимуществом универсальных моделей является способность вертикальной фрезерной головки поворачиваться под различными углами, что позволяет обрабатывать скосы без переустановки детали. Это сокращает время работы и увеличивает производительность. Однако такие станки имеют более высокую стоимость по сравнению с вертикально-фрезерными. Такая стоимость оправдана при серийном производстве, благодаря большим функциональным возможностям.
По конструкции рабочего стола
Рабочий стол консольных станков способен перемещаться по салазкам, смонтированным на консоли, в продольном направлении. При этом салазки перемещаются по направляющим консоли в поперечном направлении. Сама консоль, закрепленная на станине, перемещается вертикально по направляющим. Благодаря этому, появляется возможность использования горизонтального шпинделя.
Бесконсольные станки оснащены лишь салазками, закрепленными на станине. Перемещение стола возможно только в горизонтальном направлении (продольном и поперечном). Поэтому выполнить сложные фасонные поверхности на таких станках затруднительно. Однако они обеспечивают высокую жесткость, что позволяет работать с тяжелыми заготовками. На бесконсольных станках можно выполнять пазы, а также горизонтальные, вертикальные и наклонные поверхности.
В станках непрерывного действия (карусельные, барабанные) рабочий стол поворачивается вокруг своей оси. Установка и закрепление детали на таких моделях осуществляется без остановки движения. Они отличаются высокой производительностью и применяются на производстве.
По применению
Профессиональные станки используются в мастерских и на производстве, для них характерна длительная ежедневная работа. У двигателей высокая мощность (так, мощность промышленных станков Jet от 1300 Вт). Такие типы требуют трехфазного подключения к сети. Вертикально-фрезерные станки, весом от 165 кг, и все универсальные установки относятся к профессиональному оборудованию.
Бытовые станки имеют небольшой вес (40-165 кг). Для них характерна простая конструкция, перемещение стола маховиками и ручная подача пиноли. Компактные размеры и низкая цена — также неоспоримые плюсы данного типа. Бытовые станки подключают к однофазной сети 220 В. Также большинство моделей такого типа выполняют настольными.
Виды
В продаже можно увидеть различные виды сверлильных станков по металлу. Они могут различаться по своей конструкции, количеству функций и характеристикам.
Вертикально-сверлильный станок
К этому виду оборудования относятся все машины, оборудованные электродвигателем и вертикальной стойкой. Используются такие станки для создания единичных отверстий или в качестве элемента серийного производства. Закрепить вертикальную машину можно к рабочему столу через основание. Часто мастера изготавливают самодельные вертикальные станки для мастерских. Связано это с их простой конструкцией и удобством при эксплуатации.
Работа на вертикально-сверлильном станке
Особенности радиально-сверлильного оборудования
Конструкция похожая на сверлильные машины, но обладающая важным отличием. Радиально-сверлильные станки позволяют перемещать сверло вдоль заготовки, что гораздо удобнее, чем двигать тяжёлую деталь по рабочему столу. Рабочая часть со шпинделем и патроном закрепляется на горизонтальной планке, которая крепится на основной вертикальной стойке. Таким образом движение сверла происходит по вертикали и горизонтали. Это позволяет делать отверстия в нужных точках на крупной заготовке.
Присадочно-сверлильный станок для обработки дерева
При производстве мебели необходимо делать ровные отверстия для скрепления отдельных элементов. Когда используется ручное оборудование, на обрабатываемых деталях могут возникать погрешности или сколы. Чтобы не допустить брака, на предприятиях используются присадочно-сверлильные станки. На современном оборудовании закрепляется несколько патронов. Это ускоряет процесс производства. Благодаря их точной настройке качество готовых отверстий гораздо лучше, чем после использования электроинструментов.
Фрезерно-токарно сверлильные центры
Представляют собой многофункциональное оборудование. Такие машины имеют сложное устройство и часто комплектуются системой ЧПУ. Состоят они из множества шпинделей, с помощью которых выполняются сверлильные, токарные и фрезеровочные виды работ. С помощью такого оборудования можно обрабатывать цветные и черный металлы, высокопрочные сплавы.
Магнитный сверлильный станок
В последнее время получают популярность магнитные сверлильные станки. С помощью такого оборудования изготавливают глубокие отверстия большого диаметра. На таких машинах устанавливаются системы ЧПУ, что автоматизирует процесс работы. Сверлильный станок для металла на основе магнитов является относительно новой разработкой и стоит дороже других видов оборудования.
Многоосевые фрезенрные станки
Это отдельная линейка станков для профессионалов.
Например, станки с 4-ой осью, на которую можно поставить изделие, и оно будет обрабатываться по кругу.
Кроме того, бывают 5-ти координатные фрезеры с 5-ю степенями свободы, и они универсальны. На таком оборудовании можно выполнять 2d и 3d резку или гравировку на любых материалах.
Фрезер с 5-ю степенями свободы даёт возможность работать, как на большом мебельном производстве, так и с мелкими деталями. Из достоинств такого оборудования — высокое качество и скорость работы, и он полное исключение человека из производственного процесса.
Бывает ЧПУ оборудование и с ещё большим количеством степеней свободы — роботизированные манипуляторы.
Выбираем модель по техническим характеристикам
Параметры оборудования задаются технологическим процессом, используемым на предприятии. Например ремонтные мастерские широко используют малые станки 6Т82, 6Т83. Этот тип фрезеров имеет подходящие габариты, мощность и стоимость для небольшой мастерской.
По частоте шпинделя
Черновые и торцовочные работы не требуют высокой чистоты обработки. Для этого типа работ достаточно низкоскоростных шпинделей с частотой до 2500 тыс. об. Они приводятся во вращение ременными передачами через шестереночную коробку скоростей с ручным или механизированным устройством смены диапазонов. К таким моделям относятся станки 676П, 6Т82, 6Т83, НГФ-110-Ш4.
Среднечастотные шпиндели применяются в большинстве универсальных фрезеров. Их частоты от 0 до 12000 об. мин. Привод от мотора ременной, непосредственный, без промежуточных шестерен. Такой частоты хватает для чистовой обработки всех материалов, включая сыпучие и камнеподобные. Представитель станка со шпинделем этого типа — Starlex WFM 750.
Частоты от 12000 до 18000 — это высокочастотный диапазон. Он используется в ювелирном деле и зубном протезировании. Эти шпиндели уже относятся к прецизионным механизмам с непосредственной связью ротора мотора и конуса инструмента. Из-за сильного нагрева требуют принудительного охлаждения. Применяются в обработке ценных пород древесины, мебельном производстве, зубопротезном и часовом производстве,
Обороты от 18000 и выше — это диапазон ультраскоростей. Применяются в микроэлектронике, микрохирургии, ювелирном деле. Выполняются как монолитные моторшпиндели с жидкостными или пневмоподшипниками и принудительным охлаждением диэлектрическим теплоносителем.
Высокоскоростные шпиндели используются на горизонтальных станках очень редко: это вотчина вертикальных типов. Чаще всего такое оборудование изготавливается под заказ, на специализированные узконаправленные операции.
По скорости
Скорость подач зависит от конструкции направляющих механизмов. Чугунные полозья на станине обладают массой достоинств по точности работы, жесткости обработки, невысокой стоимости ремонта, но ограничивают скорости перемещения, имеют низкий ресурс. Большая площадь трущихся поверхностей заставляет применять более мощные моторы подач. В сочетании с приводом исполнительного механизма от пары винт-гайка скорость такой системы не превышает 1000 мм. мин.
Рельсовые шариковые направляющие — это новый этап развития станкостроения. Они являются универсальными элементами подач, которые используются в широкой номенклатуре механизированных станков. Легкость монтажа, большой выбор моделей, технологичность изготовления, минимальное сопротивление трению — это их основные достоинства. Применяются во всех типах фрезеров современных типов, особенно с компьютерным управлением. Так как сервоприводы больших мощностей, требуемые для классических направляющих, очень сильно увеличивают стоимость всего станка, такие модели стоят дороже универсальных механических аналогов При применении ШВП могут обеспечить скорость подачи до 50000 мм. мин.
Работа и эксплуатация
В устройствах этого типа коробки скоростей и рабочих передач находятся в сверлильной бабке.
Соответственно и все основные органы в агрегатах 2м55, 2к52, 2а554, а также ас2532, 2н55 и 2532л располагаются непосредственно на ее лицевой поверхности.
Видео:
Основным движением, при котором осуществляется резания в устройствах данного класса, принято считать вращение используемого рабочего инструмента.
Необходимое вращательное движение он получает через передачу непосредственно от электродвигателя, который также обеспечивает при необходимости вспомогательное движение используемого рабочего инструмента.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Сборка пескоструйного аппарата своими руками
Параметры заданной обработки перед началом работ выставляются с помощью специальных рукояток, расположенных на коробке передач.
Точно таким же образом происходит управление подачей. Основные рабочие характеристики агрегата описываются несколькими показателями.
Также учитывается основной номер присоединенного конуса, который располагается внутри шпинделя.
Берется во внимание и наибольшее перемещение самого шпинделя. В данных устройствах предусмотрен и различный диапазон совершаемых оборотов, при которых может вращаться шпиндель
В данных устройствах предусмотрен и различный диапазон совершаемых оборотов, при которых может вращаться шпиндель.
При эксплуатации станков сверлильного типа данного класса обязательно учитывается количество ступеней, отвечающих за рабочее вращение в шпинделе.
Видео:
На функциональные возможности станка оказывает большое влияние и мощность используемого электрического двигателя.
Стоит отметить и то, что на стоимость устройств из этой категории влияет, в первую очередь, функциональный набор, все его технологические возможности, а также техническое состояние.
Ремонт сверлильного станка должен проводиться профессиональными мастерами, которые хорошо разбираются в устройстве и принципе действия агрегатов этого класса.
Это поможет продлить срок службы устройства и сделает его эксплуатацию безопасной.
Обязательным условием работы на устройствах этого класса является строгое соблюдение правил по технике безопасности, которые должен соблюдать каждый оператор.
В любом случае, настольный сверлильный станок этого класса считается надежным и достаточно функциональным оборудованием, при помощи которого можно производить качественную обработку различных металлических поверхностей.
Особенности сверлильно-фрезерных станков
Данный вид оборудования – отличный пример более эффективной модернизации производства.
Сверлильно-фрезерный станок имеет несколько принципиальных плюсов, которые позволяют:
- обрабатывать поверхности разного характера (горизонтальные, вертикальные и наклоненные);
- экономить пространство помещения, так как совмещает в себе одновременно несколько функций;
- возможность обрабатывать заготовки, превышающие размер рабочей поверхности за счет подвижной головки.
Две наиболее распространенные операции, выполняемые в условиях производства деталей из металла, объединены в этом агрегате, что позволяет сэкономить средства на покупку дополнительного оборудования, перераспределить пространство и сократить время производства.
Применение
На горизонтально-фрезерном оборудовании по металлу делаются в заготовках шпоночные канавки. Они могут делаться несколькими способами в зависимости от используемого инструмента на разном оборудовании – вертикально-фрезерных станках или оборудовании общего назначения, используемого для проведения разноплановых работ по металлу.
Шлицы на валах диаметром до 100 мм делаются за один цикл фрезерования. На более широких валах эта операция может проводиться в два захода. Для чернового фрезерования необходимы делительные механизмы. Они есть на горизонтально-фрезерных, что делает это оборудование более удобным для обработки валов с большим диаметром.
Выбор фрезы для выполнения работ
Продольное фрезерование могут вести многошпиндельные горизонтально-фрезерные станки по металлу с использованием различных фрез, установленных в револьверную головку. При обработке металлических деталей несколькими различными фреза установка инструмента также может осуществляться в отправку, и далее в шпиндель.
Фрезерование дисковыми фрезами
Трёхсторонние дисковые фрезы используются для протачивания шпоночных сквозных пазов. Для достижения большей точности лучше сделать эту работу за один подход. При необходимости создания широкого паза в один приём провести эту операцию сложно. Второй, чистовой проход будет сделан фрезой с большим диаметром. Надёжным будет крепление фрезы при установке её в шпиндель с двумя опорами.
Существуют станки, предназначенные для работы только одним или несколькими видами фрез. Горизонтально-фрезерные, созданные для проведения работ дисковыми и цилиндрическими фрезами имеют дополнительную возможность использования торцевых фрез, что несколько увеличивает сферу, в которой применяется это оборудование.
Характеристики
При выборе оборудования необходимо правильно подобрать компоновку станка и технические характеристики согласно планируемым работам.
- Тип станка. При обработке больших и тяжелых заготовок больше подходят радиально-сверлильные, маленьких — вертикальные.
- Мощность. От этого параметра напрямую зависит производительность и расход электроэнергии.
- Напряжение питания. 220 В — небольшое оборудование хоббийного класса, 380 В — профессиональные станки.
- Максимальный диаметр сверления. Этот параметр характеризует максимальный диаметр сверления в стали 45.
- Частота вращения шпинделя. Зависит от редуктора станка и, в зависимости от оборудования, может составлять 2000 — 3000 мин
-1
. Различные материалы обрабатываются на различных частотах вращения.
