Фрезерные станки: общие сведения, классификация, обозначение

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)

• 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.

Основные узлы и механизмы

При включении главного электродвигателя включается электромагнитная муфта, и движение через систему зубчатых передач передается инструментальной головке со шпинделями. Вращением маховика выполняют перемещение хобота, в котором смонтирована коробка скоростей. Установка нужной скорости производится последовательным включением отдельных ступеней, для чего служит механизм реечной передачи. Далее, через кулачковую муфту, движение сообщается поворотной головке станка.

Для включения коробки подач поступают так. Включают электродвигатель привода механизма подачи. Через систему зубчатых колес крутящий момент передается на входной вал, который сблокирован с фрикционной муфтой, предохраняющей механизм от перегрузки. Вал начинает перемещение рабочего стола.

Для объединения всех основных улов станка предназначена консоль, через которую производится управление всеми изменяемыми координатами. Включение механизмов – жесткое, при помощи раздельных на каждый узел кулачковых муфт. При необходимости может выполняться реверсирование всех приводов.

Станки консольно-фрезерные

Консольно-фрезерные станки — 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.

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.

Кроме того, на базе некоторых основных моделей выпускаются модификации. Например, на базе вертикально-фрезерных станков 6М12П и 6М13П выпускаются быстроходные консольные вертикально-фрезерные станки 6М12Г1Б и 6М13ПБ. На базе горизонтально-фрезерного станка 6М82Г выпускается более быстроходная модель станка 6М82ГБ. На базе универсально-фрезерных станков 6Н81 и 6Н82 выпускаются широкоуниверсальные фрезерные станки 6Н81А и 6М82Ш. Широкоуниверсальные фрезерные станки в настоящее время находят широкое применение в единичном и мелкосерийном производствах для выполнения разнообразных фрезерных, расточных и сверлильных работ. На этих станках можно изготовлять металлические модели, штампы-формы, шаблоны, кулачки и т. п.

Широкоуниверсальный станок 6Н81А имеет шпиндельную головку, расположенную на хоботе и поворачивающуюся вокруг горизонтальной оси от 0 до 115°. В горизонтальном положении головки станок работает, как горизонтально-фрезерный, а в вертикальном положении, как вертикально-фрезерный.

Широкоуниверсальный станок 6М82Ш и аналогичный по конструкции станок большего размера 6М83Ш имеют два шпинделя: один — горизонтальный, как у обычного горизонтально-фрезерного станка, второй расположен на хоботе и может быть установлен под любым требуемым углом. Применение делительной головки и круглого поворотного стола значительно расширяет области применения этих станков. Для обработки различного рода поверхностей, а также крупногабаритных заготовок, превышающих по размерам площадь стола, вертикальная шпиндельная бабка смонтирована на выдвижном хоботе и может поворачиваться под любым углом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. При этом возможна одновременная работа горизонтального и вертикального шпинделей

Типоразмеры консольно-фрезерных станков принято характеризовать по величине рабочей (крепежной) поверхности стола. Консольно-фрезерные станки могут иметь горизонтальное, универсальное (широкоуниверсальные) и вертикальное исполнение при одной и той же величине рабочей поверхности стола. Сочетание разных исполнений станка при одинаковой основной размерной характеристике стола называют размерной гаммой станков.

В СССР было освоено производство консольно-фрезерных станков пяти типоразмеров: № 0; № 1; № 2; № 3 и № 4, причем по каждому размеру выпускалась полная гамма станков — горизонтальные, универсальные и вертикальные. Каждый станок одной размерной гаммы имел в шифре одинаковое обозначение, соответствующее размеру рабочей поверхности стола.

В зависимости от размера рабочей поверхности стола различают следующие размеры консольно-фрезерных станков:

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, салазок в поперечном и консоли в вертикальном направлениях.

Схема электрическая

Основная электросхема управления станком рассчитана на использование трехфазной сети напряжением 380 В. От пускового рубильника напряжение подается в цепи питания всех электродвигателей, а также в заземляющий контур. Вторичная цепь включает в себя систему двухконтакторных переключателей, управляя которыми, можно последовательно приводить в движение соответствующие узлы оборудования. Отдельно устроена цепь аварийного отключения привода в случае перегрузки узлов по крутящему моменту или усилию.

Цепь управления использует также пониженное напряжение 110 В постоянного и переменного тока, предназначенное для работы переключателей и датчиков контроля. Автоматические предохранители рассчитаны на предельный ток в 20 А.

Органы электроуправления расположены на боковых поверхностях стойки, внизу подвижного стола и с тыльной части оборудования. Заземляющий болт выведен вниз стойки.

Консольно-фрезерные станки, выпускаемые в СССР и СНГ

Основные производители фрезерных станков в СССР и России:

ВМЗ — Воткинский машиностроительный завод. В настоящее время — Воткинский Завод, ОАО

ГЗФС — Горьковский завод фрезерных станков. В настоящее время — Завод Фрезерных Станков ЗФС, ООО

ДЗФС — Дмитровский завод фрезерных станков. В настоящее время — Дмитровский завод фрезерных станков ДЗФС, ООО

УЗТС — Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков УЗТС. В настоящее время — Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков УЗТС, ООО

ВСЗ — Воронежский станкостроительный завод.

Жальгирис — Вильнюсский станкостроительный

Технология изготовления

Чтобы не покупать мощный станок для серийного производства, можно собрать самодельное оборудование. В интернете есть чертежи конструкций и механизмов для обработки металла, которые изготавливаются своими руками.

В первую очередь нужно подготовить материалы и инструменты. Станину желательно изготавливать из металлических уголков или профилей. Соединяется металл с помощью сварки. Рабочая поверхность изготавливается из цельного листа металла толщиной более 3 мм. В качестве двигателя используется гравер, дрель или бормашина. Их мощности хватить для настольных станков, через которые будут проходить мягкие породы древесины и тонколистовой металл. Для закрепления рабочей части требуется соорудить каркас. Его делают из фанеры, ДСП, МДФ, прочного пластика. Крепежом являются саморезы, болты, гайки. На конструкции требуется закрепить направляющие, по которым будет передвигаться рабочая часть с фрезой.

Фрезерный станок — незаменимый элемент предприятий, которые занимаются металлообработкой. При недостатке средств можно изготовить настольный механизм для обработки дерева, пластика и тонколистового металла.

Условные обозначения серийно выпускаемых металлорежущих станков

Более подробно — Условные обозначения серийно выпускаемых фрезерных станков.

6

— фрезерный станок (номер группы по классификации
ЭНИМС)
Д

– серия (поколение) станка (Б, К, Н, М, Р, Т), например, 682, 6Б82Ш, 6К82Ш, 6Н82Ш, 6Д81Ш, 6Р82Ш, 6Т82Ш

8

– номер подгруппы (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) по классификации ЭНИМС (8 — горизонтально-фрезерный)

1

– исполнение станка — типоразмер (0, 1, 2, 3, 4) (1 — размер рабочего стола — 250 х 1000)

Буквы в конце обозначения модели:

Г

– станок горизонтальный консольно-фрезерный с неповоротным столом

К

– станок с копировальным устройством для обработки криволинейной поверхности

Б

– станок с повышенной производительностью (повышенный диапазон чисел оборотов шпинделя, повышенная мощность двигателя главного движения).

П

– повышенная точность станка — (н, п, в, а, с) по ГОСТ 8-82

Ш

– станок широкоуниверсальный

Ф1

– станок с устройством цифровой индикации УЦИ и преднабором координат

Ф2

– станок с позиционной системой числового управления ЧПУ

Ф3

– станок с контурной (непрерывной) системой ЧПУ

Ф4

– станок многоцелевой с контурной системой ЧПУ и магазином инструментов

Рубикон, ООО

Принципы выбора

При выборе оборудования нужно обратить внимание на некоторые особенности:

1. В первую очередь нужно оценить габариты оборудования. Оно должно свободно располагаться в помещении и иметь достаточно количество места с разных сторон.
2. Материал, из которого изготавливается конструкция и станина. Если на станке будут обрабатываться твёрдые материалы, каркас должен быть сделан из металла.
3. Мощность двигателя. Важнейший параметр при выборе. Чем мощнее будет электродвигатель, тем твёрже материалы можно будет изготавливать.
4. Охлаждение. Чтобы фреза не перегревалась и обрабатываемая поверхность не приходила в негодность, необходимо выбирать оборудование с охлаждением. В продаже существует водные и воздушные системы. Для водных нужно думать, как расположить шланги и емкость для подачи жидкости. Воздушные системы требуется очищать от пыли, которая скапливается на очищающих фильтрах.
5. Система управления. Лучше выбирать модель с возможностью регулировать скорость вращения шпинделя.

Нет смысла приобретать дорогостоящее оборудование, если оно не будет использоваться регулярно. Существуют модели станков для профессионалов и любителей. Также есть машины, предназначенные для крупных предприятий и собственных мастерских.

Оборудование для станка