Основные типы фрезерных станков и их компоновка

Принцип работы

Коротко описать работу фрезерного станка можно таким образом: в определенном месте вращается фреза, к которой приближается деталь. Перемещение заготовки называется движением подачи и проходит по нескольким направлениям, которые указываются как оси X, Y, и Z.

При работе фрезерного станка с ЧПУ движение подачи происходит по направляющим, заданным программой. Прикосновение вращающейся фрезы к металлу срезает с него слой.

Станок, оснащенный ЧПУ, практически самостоятельно вычисляет необходимые параметры, такие как скорость вращение или направление движения подачи. Оператору нужно лишь запустить нужную программу в начале работы.

В технических характеристиках фрезерных аппаратов с ЧПУ указываются наибольшие перемещения в миллиметрах по осям X, Y, и Z. От этого зависит сложность выполняемой работы. В нашем каталоге можно рассмотреть подробные характеристики каждого устройства для того, чтобы купить наиболее подходящий станок.

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.

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.

Устройство фрезерного станка

Стандартная комплектация фрезерного станка включает в себя:

• Основной корпус;
• Рабочий стол;
• Набор из инструментов для обработки металла (в данном случае фрез)
• Шпиндель (вращающийся вал);
• Передний дисковый тормоз.

Шпиндель — важная деталь аппарата. Фрезу нужной формы закрепляют в шпинделе, благодаря которому происходит вращение насадки. Для бесперебойной работы устройства с ЧПУ нужен шпиндель с высокой мощностью и частотой вращения, качественными подшипниками и системой охлаждения.

Мощность шпинделя для работы с металлом требуется от 1500 ВТ (15 кВТ). Для выполнения больших объемов работ следует купить фрезерный станок с ЧПУ с более высокой мощностью шпинделя.

Конструкция и принцип работы машины

Фрезерная машина, как и другие виды станков для обработки металла и дерева, состоят из элементов, которые соединяются системой шестерней, ремней, подвижных валов, проводов. К ним относятся:

1. Станина — литое основание, на котором закрепляются все детали, механизмы, крепления машины. Задача станины удерживать ключевые элементы станка и гасить вибрации, которые создаются при работе двигателя.
2. Шпиндель — главная деталь машины. Обеспечивает вращение фрезы. Фреза закрепляется в патроне, который фиксируется на окончании шпинделя.
3. Рабочий стол — может быть подвижным или фиксированным. Дорогие модели оборудуются системой изменения угла рабочей поверхности.
4. Один или несколько двигателей. Зависит от дополнительных функций оборудования.
5. Направляющие — элементы, необходимые для перемещения шпинделя с патроном, фрезой.
6. Система управления — панель, на которой располагаются переключатели мощности, кнопки для перемещения рабочей части, рычаг включения и выключения.

Фрезерные машины комплектуются системой ЧПУ. Это позволяет снизить количество человеческого труда, увеличить точность работ, эффективность. Оператору достаточно задать программу и контролировать выполнение механизмами поставленной задачи. Если используется ручная фрезерная машинка, то все действия выполняет сам мастер.

Охлаждение

При выборе системы охлаждения нужно определиться с критериями. По типу действия она бывает:

• Жидкостная;
• Воздушная.

Первая основана на циркуляции охлаждающей жидкости и надежно отводит тепло. Но для этой системы нужен отдельный резервуар. Воздушная система охлаждения компактна и проста, но ее нужно часто менять.

В нашем каталоге можно подобрать и купить фрезерный станок с ЧПУ с необходимым уровнем мощности шпинделя и подходящей системой охлаждения. У каждого устройства можно изучить фотографию и технические характеристики.

Принцип работы ручным фрезером

Чтобы научится работать фрезером по дереву, надо освоить выбор основных опций резания, и правильно выбирать параметры работы. Уроки фрезерования включают в себя:

• характеристики древесины разных пород;
• выбор типа оборудования в зависимости от объема работы;
• правильный подбор инструмента;
• настройка глубины резания за один проход;
• регулировка оборотов.

Первые операции надо выполнять на малом фрезере. Он легкий, низкооборотистый. Его легко удержать в руках и направить по разметке. Для начинающих столяров учиться лучше на березе, осине, тополе. Древесина относительно мягкая, не смолистая. Обработка дерева происходит легко, ровно. Режимы реза вдоль и поперек волокна отличаются мало.

Выбор скорости вращения

Чистота обработки дерева во многом зависит от скорости вращения режущих кромок. Чем она больше, тем более гладкой будет поверхность. Новичкам не стоит начинать с больших оборотов и подачи станка. Фрезер требует наличия навыков. При работе приходится применять силу, чтобы удержать его и направить его куда следует.

Настройка ручного фрезера осуществляется регулирующими ручками на корпусе. Выбор делается исходя из материала, глубины реза и диаметра фрезы. Скорость вращения легких моделей от 7000 об/мин. Профессиональное ручное оборудование большой мощности способно достигнуть 24000 об/мин. Плавная регулировка производится круглой ручкой, установленной на корпусе в районе мотора. Минимальные обороты используются при гравировке и работе инструментом большого диаметра или фрезеровании на большую глубину. Легкие модели не выдерживают длительной эксплуатации на предельных оборотах.

Рез вдоль волокна получается чище, можно установить среднее значение количества оборотов. Поперечное резание скалывает края. Для него подойдут максимальные обороты. При этом следует уменьшить подачу – скорость перемещения фрезы. В таблице указана зависимость подачи от нагрузки – радиуса инструмента на средних оборотах.

При обработке сосны и березы подача выбирается по большему значению. Учитывая твердость дуба, бука, ореха, следует перемещать инструмент медленно.

Если есть возможность выбора, то следует приобретать оборудование с функцией плавного пуска. В противном случае надо включать двигатель вхолостую и затем плавно начинать работать.

Закрепление фрезы

В процессе работы постоянно возникает необходимость поменять фрезу. Делать это удобнее, если положить фрезер боком или поставить на верхнюю крышку.

1. Включить блокировку шпинделя. Если на инструменте такой функции нет, выключить из розетки и зажать шпиндель ключом.
2. Открутить гайку цанги.
3. Вытащить инструмент.
4. Вставить фрезу хвостовиком в цангу и затянуть гайку.
5. При работе по копиру установить копировальную втулку.
6. Включить и на малых оборотах проверить, чтобы не было биения.
7. Перевернуть фрезер и отрегулировать высоту кромки фрезы.

Можно дальше продолжать работу. При замене инструмента надо проверять, подходит ли он по диаметру к отверстию в подошве инструмента.

Настройка глубины фрезерования

При вырезке пазов и других операциях, должна точно настраиваться глубина фрезерования. Для этого сбоку на корпусе имеется лифт – винт со шкалой делений. В профессиональных моделях их два, грубой и точной настройки. Это позволяет выставлять глубину резания с точностью до 0,01 мм.

Сначала фрезеровальный станок ставится на подошву и выставляется нулевое значение относительно поверхности детали. Затем лифтом выставляется нужная глубина резания.

Распространенные приемы

Погружной фрезер представляет собой универсальное оборудование, способное выполнять различные операции. При работе оборудованием применяют приемы:

• выравнивание пласти;
• выборка пазов;
• фрезерование кромки;
• работа по шаблону.

Чаще всего в домашних мастерских на предприятиях вырезаются пазы ручным фрезером. В зависимости от расположения и формы, используют цилиндрические и дисковые фрезы. Их диаметр и ширина соответствуют размеру шпонки. Для точного фрезерования по разметке применяют различные приспособления.

При изготовлении любых изделий из дерева необходима обработка кромки деталей: выравнивание и придание сложной фигурной формы. Фрезеровать кромку можно и присадочным фрезером. Инструмент идет вдоль торца, упираясь в шаблон подшипником или штангой. Он режет боковую поверхность в заданный размер и создает красивую кромку.

Самым распространенным приемом является работа ручным фрезером по шаблону. Копировальная втулка скользит по краю трафарета, не пуская инструмент за пределы его линии.

Приемы работы с шаблоном значительно упрощают выполнение:

• шпоночные пазы;
• фигурные вырезы;
• раскрой деталей;
• торцовку;
• декоративные элементы.

Шаблон можно изготовить из любого материала, который легко режется: фанеры, оргстекла, пластика. Вырез в трафарете делается больше, он увеличен в каждую сторону на разницу между радиусами втулки и фрезы.

Настольные станки

Настольные весьма компактны и благодаря этому они широко популярны в мастерских по ремонту оборудования, автомастерских, в школах и пту также установлены такие станки. С помощью их производятся подобные работы:

1. сверление отверстий, нарезка резьбы, вертикальная фрезеровка концевыми, торцевыми и шпоночными фрезами;
2. горизонтальное фрезерование цилиндрическими, дисковыми и другими фрезами также проводится с их помощью.

Конструкционная особенность таких станков — это жесткость при верном монтаже. Если он будет установлен правильно, то все работы будут выполнены сравнительно точно. Применяется такой вид в серийном производстве разнообразных деталей. Низкое потребление электроэнергии, их компактность, маневренность и невысокая себестоимость, является преимуществом подобных станков.

Горизонтально-фрезерные устройства

Этот тип служит для обработки деталей небольших диаметров, и он имеет шпиндель горизонтального расположения. Такая конструкция разрешает обработку винтовых, фасонных, а также горизонтальных и вертикальных поверхностей, углов и пазов. Работы осуществляются при помощи цилиндрических и дисковых, концевых, угловых, торцевых, фасонных фрез. Обработка заготовки, для которой потребуется винтовое движение или деление, допустима при применении добавочных устройств.

Особенность, которая его отличает, возможность двигать стол перпендикулярно и параллельно шпиндельной оси. Все узлы, которые важны поставлены на станине, внутри которой располагается коробка скоростей и шпиндельный узел. На консоли располагается коробка подач, а консоль двигается по вертикальным направляющим. Хобот с серьгами служит для поддержания оправки с инструментами.

Сверлильные агрегаты

Металлообрабатывающие станки, которые относятся к группе сверлильно-фрезерных, служат для обрабатывания горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностей. Пазы в крупногабаритных деталях возможно сделать также с их помощью.

Этот тип станков по металлу располагает сверлильно-фрезерной головкой, которая разрешает производить работы по сверлению под наклоном и обрабатывать поверхность, расположенную под углом к горизонтальной оси. То что в реверсном режиме может действовать рабочая головка, является его отличием, универсальностью, определенной вероятностью проводить две и более востребованных операций, эти станки очень выгодны, с точки зрения экономии средств и экономии на производственной площади места. Такой аппарат иметь у себя дома не откажется ни один домашний умелец, потому как он объединил в себе несколько результативных и полезных устройств.