Содержание
Для настоящего времени весьма характерно использование в различных отраслях машиностроения деталей сложной конфигурации – формообразующих поверхностей штампов, прессформ, шестерен, копиров и многих других. Основными способами изготовления таких сложнопрофильных изделий считаются следующие: литье, штамповка и резание. Но только механическая обработка фрезерованием позволяет добиться параметров поверхности, близких к заданным, что значительно сокращает время финишной доводки.
Зачастую вертикально-фрезерный станок выступает в качестве оптимального и даже единственно возможного оборудования для обработки плоских изделий сложной конфигурации. Особенно это актуально в современных условиях перехода большинства машиностроительных предприятий на мелкосерийное производство.
Технологический процесс, при котором вертикально-фрезерный станок является основным агрегатом для изготовления деталей сложного профиля, в данном аспекте еще и наиболее экономически оправдан. Это позволяет избежать лишних затрат энергоресурсов и производственных мощностей. В наше время вообще наблюдается устойчивая тенденция к универсализации любого промышленного производства.
Типовой техпроцесс обработки поверхностей сложной конфигурации состоит из следующих операций: заготовительной, фрезерования и доводочной. Последнюю, как правило, выполняют вручную, что обусловливает ее чрезвычайную трудоемкость. Поэтому высокий класс чистоты поверхности, которого позволяет добиться вертикальный фрезерный станок, значительно облегчает доводочную операцию и повышает качество изделия. Тем самым данный агрегат минимизирует материальные затраты, что чрезвычайно важно в условиях рыночной экономики.
Вертикально-фрезерный станок предназначается для выполнения различных, преимущественно металлообрабатывающих операций торцевыми, цилиндрическими, фасонными, угловыми и прочими многорезцовыми инструментами (фрезами). На таких станках производят обработку разнообразных плоскостей, пазов любого сечения, зубчатых колес, моделей штампов, рамок, углов и прочих деталей из цветных металлов и их сплавов, различных марок стали и чугуна.
Вертикально-фрезерный станок характеризуется наличием вертикально расположенного шпинделя, который во многих моделях способен смещаться вдоль собственной оси и поворачиваться в горизонтальной плоскости, что значительно расширяет технологические возможности агрегата. Шпиндельная головка размещается в верхней части станины, в которой также находится и коробка скоростей. Главным рабочим движением станка является вращение шпинделя.
К основным конструкционным узлам вертикально-фрезерного станка относятся следующие: коробка скоростей, станина, салазки, консоль, шпиндельная и делительная головки. Последняя является крайне важным элементом, так как именно она поворачивает заготовку на требуемый для обработки угол. Кроме того, делительная головка обеспечивает беспрерывное вращение обрабатываемой детали при фрезеровке винтовых канавок.
Сейчас в промышленности находит все большее применение вертикально-фрезерный станок с ЧПУ. Отличительной особенностью такого современного оборудования является то, что все виды подач в них управляются сигналами, которые записаны на магнитную ленту. Возникающие в обмотках специальных катушек, эти сигналы затем поступают через тяговые двигатели на ходовые винты подачи станка. Такое управление обеспечивает ювелирную точность обработки.
By Lasercut
Назначение и устройство вертикально фрезерного станка
С помощью фрезерных станков обрабатываются плоские, фасонные поверхности, нарезаются зубья, шлицы. Также эти устройства эффективно производят сверлильные и расточные работы. Фрезерные станки представляют собой универсальный агрегат с режущей фрезерной частью, которая фиксируется с помощью шпинделя. При этом чаще всего шпиндель устанавливается вертикально, однако во многих случаях существует возможность его установки под углом по отношению к обрабатываемой детали.
Горизонтально фрезерный станок по металлу
Вертикально-фрезерный станок отличается тем, что шпиндель и фреза такого станка располагаются вертикально. Также режущий инструмент может поворачиваться вокруг своей оси. Назначение вертикально-фрезерного станка состоит в различной обработке металлических заготовок с помощью различных фрезерных инструментов.
Также вертикально фрезерные станки используются для сверления, обработки углов, рамок. С их помощью можно обрабатывать вертикально расположенные плоскости, а также горизонтальные поверхности. Устройство вертикально фрезерных станков позволяет производить достаточно точную обработку благодаря его предельной жесткости. На таких станках шпиндель вместе с гильзой можно перемещать по оси, хотя основное его движение в вертикально фрезерных станках осуществляется по вертикальным направляющим.
Модели вертикально фрезерных станков
Вертикально-фрезерные станки можно разделить на два основных вида:
- вертикально-фрезерный станок с консолью;
- вертикальный фрезерный станок без консоли.
Консольно-фрезерные станки приобрели достаточную популярность. Отличительной особенностью таких фрезерных станков является наличие консоли, которая жестко закреплена на корпусе станка. По направляющим станины перемещается консоль в продольном направлении, а по салазкам, расположенным на станке сверху, в поперечном. Таким образом, устройство данного вида станка обеспечивает движение стола относительно практически неподвижного шпинделя.
Фрезерные станки без консоли обеспечивают обработку крупных деталей. Фрезерные работы такие модели производят на высоких скоростях. При этом устройством предусмотрено автоматическое управление на таких станках. Сам стол на такой модели станков движется только в поперечном и продольном направлении, а шпиндель работает вертикально на больших оборотах.
Модели горизонтально фрезерных станков
Устройство горизонтально фрезерного станка позволяет эффективно работать с заготовками среднего размера и веса. На таких фрезерных станках консоль перемещается относительно горизонтально расположенного шпинделя перпендикулярно в нескольких направлениях.
Конструкция горизонтально-фрезерного станка позволяет использовать различные фрезерные инструменты для обработки горизонтальной, винтовой, вертикальной, фасонной поверхности, а также пазов и углов. На горизонтально фрезерных станках возможно использовать практически любой фрезерный инструмент.
Отличительной особенностью таких моделей станков является возможно перемещать стол горизонтально, в перпендикулярной, параллельной плоскости относительно шпинделя. Горизонтальный фрезерный станок конструктивно располагает все важнейшие технологические узлы на станине фрезерного станка.
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.