Фрезерный станок — это оборудование для обработки фасонных и плоских металлических заготовок с винтовыми и прямыми образующими. С помощью машин можно выполнять пазы, канавки, отверстия, наносить внутреннюю и внешнюю резьбу, а также производить целый ряд других технологических операций. В зависимости от направления движения рабочего органа различают горизонтальные и вертикальные фрезерные станки. Основные узлы и механизмы в оборудовании обоих типов одинаковые, кроме поддержки и хобота, которых нет в вертикальных модификациях.
Станина
На деталь крепятся все основные узлы и механизмы фрезерного станка. Шпиндель, коробка скоростей, двигатели скрыты внутри конструкции, а остальные агрегаты монтируются на наружных поверхностях. В верхней части станины могут быть расположены горизонтальные направляющие для перемещения хобота, на передней стенке — вертикальные направляющие для консоли или шпиндельной бабки. Изнутри деталь усилена ребрами жесткости. Станина может быть литой или сварной. Первый вариант считается более надежным и выносливым, но сваркой получают более сложные по строению конструкции.
Хобот (ползун)
Данный узел имеется у фрезерных станков горизонтального и универсального типа и редко встречается на станках ЧПУ. Основное назначение хобота — правильная установка и надежная поддержка оправки. Механизм смонтирован на горизонтальных направляющих станины и допускает изменение вылета, то есть расстояния до зеркал. При обработке массивных деталей, когда получается стружка большого сечения, для дополнительной фиксации заготовки используют специальные поддержки, которые образуют связь между хоботом и консолью.
Консоль
Деталь отливается из чугуна и устанавливается на вертикальные направляющие станины. При перемещении консоль, в свою очередь, несет горизонтальные направляющие для салазок. Для поддержания узла предусмотрена стойка с телескопическим винтом, позволяющим регулировать высоту. От жесткости консоли, точности исполнения ее направляющих во многом зависит работа оборудования. К элементу с помощью двух болтов крепятся поддержки, которые обеспечивают устойчивость всей системы во время работы. У бесконсольных станков вертикальное перемещение организовано шпиндельной бабкой по вертикальным направляющим
Особенности конструкции и устройства фрезерного станка с ЧПУ
- Все механизмы и функциональные узлы закреплены на станине (1).
- Перемещение рабочего стола (2), где с помощью Т-образных пазов фиксируются заготовки и вспомогательные приспособления, осуществляется как вперед-назад (поперечно), так и влево-вправо (продольно) – векторы задаются направляющими (3).
- Шпиндель (4) зажимает фрезу (режущий инструмент) и обеспечивает ее вращение, причем от его виброустойчивости и жесткости напрямую зависит качество обработки. Он, в свою очередь, расположен на колонне (5), способной двигаться вверх-вниз.
- Дверца (6) открывает-закрывает доступ к зоне для выполнения запланированных операций.
- Защитные кожухи (7) оберегают оператора от подаваемой под давлением СОЖ (смазывающе-охлаждающей жидкости) и от стружки.
- Все режущие инструменты находятся в магазине барабанного типа (8), причем нужный выбирается и устанавливается в шпинделе автоматически – специальным устройством, в соответствии с заданной программой.
- Монтируемую на кронштейн стойку/пульт управления (9) можно расположить с удобством для себя.
|
|
Стол
Основной рабочий элемент фрезерного станка, который перемещается на салазках. На поверхности стола располагаются зажимные и другие фиксирующие приспособления для прочного крепления заготовок. Для этого деталь имеет продольные пазы. Совместная работа стола, консоли и салазок обеспечивает подачу заготовки к фрезе. Возможно движение в продольном, вертикальном и поперечном направлении. Типовое оборудование обычно имеет ручную и механическую подачу. Использование того или иного метода зависит от поставленных задач:
- для холостых пробегов и установочных перемещений стола используется ручной, механический способ
- для рабочей подачи применяют чаще всего механизированную подачу.
Дополнительно предусмотрена возможность ускоренного перемещения стола, так называемый быстрый ход во всех трех направлениях. Движение осуществляется с постоянной скоростью (большая часть станков оснащена дополнительной муфтой или двигателем быстрых ходов), в то время как рабочие подачи имеют многоступенчатую коробку переключения. Оператор самостоятельно выбирает режим в зависимости от материала заготовки и фрезы, а также от типа обработки.
Можно ли ее собрать своими руками?
До самостоятельной сборки схемы своими руками прежде всего необходимо помнить, что предстоящая работа связана с электроэнергией, и соблюдение правил безопасности при ее производстве крайне важно!
Необходимые материалы и инструменты
Что нам понадобится:
- сама принципиальная электрическая схема фрезерного станка;
- набор составляющих элементов (магнитные пускатели, концевые выключатели, трансформаторы, кнопки управления, тумблеры, реле и т. п.;
- набор электромонтажника, в который входят необходимые элементы (пассатижи, отвертки, маркеры, изолента и т. д.);
- кабельная продукция (кабели, монтажные провода разных сечений);
- тестер или мультиметр электрических сигналов.
Пошаговая сборка
Сборку желательно начинать с монтажа основных составляющих, тесть сначала смонтировать кабели к электроприводам, провода к магнитным пускателям. Затем постепенно переходить к вторичным цепям управления, цепям блокировки, сигнализации, защиты.
Концы кабелей и жил проводов необходимо оконцевать и промаркировать, согласно с принципиальной электрической схемой фрезерного станка. Это крайне важно, потому что сбережет выше время и силы при пусконаладочных работах. Да и о тех, кто будет эксплуатировать станок после вас, необходимо помнить.
Подключение и проверка исправности
После монтажа нужно убедиться, что все основные работы закончены и все посторонние предметы удалены из зоны действия станка.
После подачи питания на станок можно приступить к проверке его работоспособности. Проверить, управляется ли он от рукояток и кнопок управления, действует ли торможение электродвигателя шпинделя, управляется ли продольное перемещение стола и т. д.
Возможные ошибки и способы их исправления
- двигатель гудит при пуске, но не вращается — отсутствие напряжения в одной из фаз электросети — проверить мультиметром, где произошел обрыв (плавкие вставки, автоматический выключатель, тепловое реле, соединительный кабель);
- при вращении электродвигатель гудит и перегревается — межвитковое замыкание, короткое замыкание между фазами — заменить электродвигатель или отремонтировать обмотку;
- срабатывает тепловая защита — перегрузка электродвигателя — снизить нагрузку до номинальной.
Более подробные неисправности относятся к пусконаладочным работам, их множество и это материал для статьи другого профиля.
Электродвигатели
Главного движения — осуществляет вращение шпинделя, располагается в шпиндельной бабке или колонне.
Рабочих подач, ускоренных перемещений — закреплен на коробке подач
Перемещения консоли — крепится на консоли, при ее наличии
Подачи СОЖ. Расположено в поддоне или стружкосборнике. Прочее вспомогательное оборудование — расположено в местах, выбранных производителем.
Коробка скоростей
Посредством вращения зубчатых колес и их переключения усилие от электродвигателя передается шпинделю. Механизм также позволяет регулировать число оборотов режущего инструмента.
Коробка подач
Назначение узла в изменении скорости подач стола во всех трех направлениях.
Разновидности фрезерных станков
Перечислим основные типы фрезерных станков, каждая разновидность которых порой весьма значительно отличается от своих собратьев и имеет массу отличий в конструкции и в рабочем предназначении.
Вертикально-фрезерные
Достаточно распространенным типом станков данной категории является вертикально-фрезерный станок. Рабочими инструментами для таких станков являются фасонные, цилиндрические, концевые фрезы, также можно выполнять и операции сверления. Вертикально-фрезерный станок позволяет выполнять следующие технологические операции: обработку зубчатых колес и различных пазов, углов, рамочных элементов, вертикальных и горизонтальных поверхностей на деталях, выполненных из различных металлов.
Вертикально-фрезерный станок без консоли
Фрезерные станки данного типа не имеют в своей конструкции консоли, а их рабочий стол передвигается по направляющим, расположенным на станине оборудования. Станок вертикального типа благодаря особенностям своей конструкции отличается высокой жесткостью, что дает возможность обрабатывать на нем детали из металла с высоким уровнем качества. Коробка скоростей подобного фрезерного станка размещается в головке шпинделя.
Вертикально-фрезерные станки делятся на две категории, отличающиеся наличием в конструкции консоли. Их наименования соответственно:
- бесконсольные вертикально-фрезерные станки;
- вертикальные консольно-фрезерные станки.
Фрезерный станок по металлу с консолью отличается тем, что его шпиндель и гильза могут перемещаться относительно оси оборудования. Различия в их конструкции можно наглядно оценить на фото.
Консольно-фрезерная модификация
Горизонтально-фрезерные
Горизонтально-фрезерный станок примечателен тем, что его шпиндель располагается в горизонтальной плоскости. Оборудование данной группы позволяет обрабатывать детали, которые имеют небольшие габаритные размеры. Универсальность данного станка обеспечивается за счет того, что в качестве рабочего инструмента на нем используются фрезы концевого, цилиндрического, фасонного, торцевого и углового типа. Горизонтально-фрезерный станок в своей стандартной комплектации не дает возможность выполнить обработку детали по винтовой поверхности, для этого его необходимо оснастить вспомогательными устройствами.
Горизонтально-фрезерный станок
Устройство станков горизонтально-фрезерной группы позволяет устанавливать их рабочий стол параллельно, а также перпендикулярно к оси шпинделя. Все рабочие и силовые узлы данного оборудования размещены на станине, а коробка скоростей, заведующая скоростью вращения шпинделя, размещена в ее внутренней части.
Сверлильно-фрезерные
Станки, относящиеся к категории сверлильно-фрезерных, предназначены для обработки не только горизонтальных и вертикальных поверхностей, но и наклонных. Еще с их помощью обрабатывают пазы крупногабаритных деталей.
Такой фрезерный станок по металлу имеет сверлильно-фрезерную головку, позволяющую выполнять операции сверления под наклоном и обрабатывать поверхности, расположенных под углом к горизонтальной оси. Отличительной особенностью такого станка является и то, что его рабочая головка может функционировать в реверсном режиме.
Сверлильно-фрезерный станок (бесконсольный)
По причине своей универсальности, обусловленной возможностью проводить две наиболее востребованные операции, такие станки являются весьма выгодными с экономической точки зрения, а также в плане экономии места на производственной территории. Иметь дома такой станок также мало кто из домашних мастеров откажется, так как такой аппарат объединяет в своей конструкции сразу несколько эффективных и полезных устройств.
Универсальные
Такие станки для работы по металлу очень удобно использовать для оснащения частных цехов или некрупных мастерских, специализирующихся на ремонтно-механических работах. Универсальные станки позволяют выполнять обработку горизонтальных и вертикальных плоскостей, а также поверхностей спирального типа и штампов.
Универсальный фрезерный станок
Такой станок по металлу отличается рядом конструктивных особенностей: узел шпинделя, коробка, а также основные узлы располагаются во внутренней части станины. В конструкции станка предусмотрены вертикальные и горизонтальные направляющие, по которым передвигаются его консоль и рабочий стол. Рабочую поверхность, кроме этого, можно выставить по отношению к шпинделю оборудования под нужным углом, что позволяет обрабатывать с его помощью детали из металла, обладающие даже самой сложной конфигурацией.
Настольные
Такое весьма компактное оборудование, установленное дома, в мастерских учебных заведениях и в небольших производственных цехах, позволяет выполнять различные технологические операции: нарезать резьбу, сверлить отверстия, выполнять обработку всевозможных деталей и материалов различными видами фрез и прочее.
Обработка заготовок на фрезерных станках такого типа отличается неплохой точностью, так как их конструкция обладает исключительной жесткостью (разумеется, при грамотной установке). Отличаются такие консольно-фрезерные станки и высокой производительностью, что дает возможность использовать их для производства изделий серийными партиями. Несмотря на свою высокую производительность и широкую функциональность, такие станки отличает низкое энергопотребление и компактные размеры, что позволяет удобно размещать их даже на небольшой площади.
Настольный фрезерный станок
Фрезерные с ЧПУ
Такого рода устройства активно используются во всевозможных сферах промышленности на массовом производстве высококачественных деталей. Станки с ЧПУ высокопроизводительны и способны обеспечить непревзойденное качество не в единственном экземпляре, а на потоке, что делает их незаменимым оборудованием на любом серьезном производстве. Отличия таких станков от всех других разновидностей фрезерных станков настолько значительно, что требуют подробного разбора в отдельной статье.
Станки с ЧПУ, которые обрабатывают детали из различных металлов с высокой производительностью и точностью, имеют один большой недостаток: приличную стоимость, но его полностью компенсируют следующие положительные факторы:
- снижение потребности в квалифицированных специалистах на производстве;
- высокая производительность относительно станков с ручным управлением;
- снижение срока производственных циклов;
- ускорение перехода на производство новой продукции.
Фрезерный станок с ЧПУ
Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ
Отличие таких устройств от предыдущего вида фрезерных станков заключается в еще большей универсальности, еще более высокой точности и скорости работы. Спектр работ, которые под силу выполнить таким устройствам, включает в себя огромный список операций и процессов, которые востребованы на самых высокотехнологичных и ответственных производствах. Современное программное обеспечение для обрабатывающих центров производят крупные мировые компании. Подробно работа обрабатывающих центров будет рассмотрена в отдельной статье.
5-осевой фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ
Настольные с ЧПУ
Отдельную категорию составляют виды фрезерных станков, оснащенные ЧПУ (числовым программным управлением). Такое оборудование относится к категории профессионального, управляют его работой специальные контроллеры, которые необходимо подключать к компьютерному устройству. Так же как и другие виды фрезерных станков, модели с ЧПУ могут выполнять различные технологические операции по металлу: сверление, зенкерование, растачивание и др.
Настольный станок с ЧПУ
Широкоуниверсальные
Имея в распоряжении такой станок, можно выполнять любые виды фрезерных операций практически с любым материалом. Если сравнивать горизонтально-фрезерный станок и аппарат широкоуниверсального типа, то его основным отличием является то, что в его конструкции предусмотрена дополнительная шпиндельная головка, которая устанавливается на специальном подвижном хоботе и имеет возможность поворачиваться под любым углом по отношению к обрабатываемой детали.
Что удобно, оба шпинделя такого станка могут обрабатывать детали как совместно, так и в автономном режиме. На поворотной головке также может быть установлен еще одна накладная фрезерная головка, с помощью которой можно выполнять обработку деталей из металла еще более сложной конфигурации — сверлить, растачивать, зенкеровать и прочее.
Широкоуниверсальный фрезерный станок
Также встречаются модели широкоуниверсальных станков, которые не имеют в своей конструкции консольной панели. Вместо нее установлена каретка, передвигающаяся по вертикальным направляющим. На вертикальные салазки данной каретки можно различные приспособления (например, делительный стол). Такие станки стоят несколько дешевле, но также способны выполнять достаточно большой перечень технологических задач.
Подбирая станок фрезерной группы, прежде всего необходимо определиться с тем, для чего он нужен. Подобный подход к выбору оборудования даст вам возможность приобрести его в полном соответствии со своими потребностями, а также не переплатить за те функции, которые вам никогда не потребуются.
