Вертикально-фрезерные станки — устройство, описание, видео

Любое предприятие, которое занимается обработкой продукции из черных и цветных металлов, использует для работы фрезерный станок. Его режущими инструментами являются фрезы различных видов.

Принцип работы фрезерных станков

Фрезерное оборудование позволяет осуществлять различные технологические операции: резку, сверление, расчет расстояний между отверстиями, которые необходимо выполнять, а также ряд других. В качестве материалов, которые можно обрабатывать на таком оборудовании, могут выступать:

• древесина;
• черные, а также цветные металлы;
• керамика;
• полимерные материалы;
• природный и искусственный камень.

Заготовки закрепляются на рабочем столе, а их обработка выполняется за счет вращающейся фрезы, которая и режет материал.

Станок с ЧПУ обрабатывает металлическую заготовку

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, выпускаются в различном конструктивном исполнении.

Консольного типа:

1. модели, обладающие широкой универсальностью;
2. горизонтального типа;
3. вертикального типа.

Бесконсольной конструкции:

1. вертикальные;
2. горизонтальные.

Самыми популярными и, соответственно, распространенными являются фрезерные станки с ЧПУ консольного типа. На консоль закрепляется обрабатываемая заготовка, и именно этот рабочий орган совершает движения по отношению к режущему инструменту. Сам шпиндель такого станка не движется, он жестко зафиксирован в одной позиции.

Обработка на фрезерных станках бесконсольного типа осуществляется за счет того, что перемещаться в них может как рабочий стол, который движется в двух направлениях, так и шпиндель, способный изменять свою позицию в вертикальной плоскости, а также во всех остальных направлениях.

Основные узлы фрезерного станка с ЧПУ

Станок фрезерной группы с ЧПУ автоматически выполняет операции, информация о которых предварительно записана на один из носителей. Программы, которые управляют его работой, могут быть нескольких типов.

• Позиционные, предполагающие фиксацию координат конечных точек, по которым и выполняется обработка заготовки. Такое программы используются для управления станками сверлильной и расточной группы.
• Контурные, управляющие траекторией обработки заготовки. Они используются для управления станками круглошлифовальной группы.
• Комбинированные, которые объединяют в себе возможности программ контурного и позиционного типа. Такими программами управляются станки, относящиеся к многоцелевой категории.
• Многоконтурные. С их помощью можно управлять всеми функциональными возможностями станка, они являются самыми сложным типом ПО. При помощи таких программ обеспечивается управление широкоформатным оборудованием.

Фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, обладают целым рядом значимых преимуществ:

• позволяют увеличить производительность обработки в 2–3 раза;
• дают возможность изготавливать детали с высокой точностью;
• минимизируют объем ручного труда, что позволяет уменьшить штат обслуживающего персонала;
• сокращают время, необходимое для подготовки заготовок;
• минимизируют время обработки деталей.

Устройство

Прежде чем начинать работать с промышленным оборудованием нужно изучить устройство фрезерных агрегатов. Оно состоит из нескольких элементов:

1. Станина. Литое основание, которое гасит вибрации работающего двигателя. На станине закрепляются остальные элементы фрезера. Компактные машины оборудуются колёсиками для удобного перемещения по мастерской.
2. Рабочий стол. Оборудуется системой зажима заготовок для изменения угла наклона рабочей поверхности.
3. Направляющие. По ним передвигается рабочий стол во время работы с деталью.
4. Шпиндель. Основной элемент оборудований, который передаёт энергию вращения на фрезу. Находится в верхней части станка.
5. Консоль. Второе название — несущая балка. Она удерживает рабочий стол, направляющие.
6. Коробка переключения передач.

Фрезерные машины могут быть оборудованы консолью или продаваться без неё. Усовершенствованные модели комплектуются системой ЧПУ, что позволяет увеличить эффективность производственного процесса.

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.

Разновидности оборудования

Станки фрезерной группы, оснащенные ЧПУ, в зависимости от того, какой материал на них обрабатывается, подразделяются на следующие

1. для работы по металлу;
2. для обработки заготовок из древесины;
3. фрезерно-гравировальной группы.

Большую категорию оборудования данной группы составляют станки, на которых обрабатываются детали, выполненные из различных металлов:

1. настольные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ;
2. обрабатывающие центры, отличающиеся высокой функциональностью;
3. станки широкоуниверсального типа;
4. токарно-фрезерной категории;
5. сверлильно-фрезерной группы.

Фрезерные станки, управляемые при помощи специальных программ, можно использовать и для оснащения домашней мастерской, так как они отличаются простотой эксплуатации и дают возможность изготавливать детали из металла, выполненные с высокой точностью своих геометрических параметров.

Фрезерный станок с ЧПУ за работой

На предприятиях, которые производят мебель, а также в строительных компаниях применяются фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, с помощью которых выполняется обработка заготовок из древесины. На таких станках обрабатываются изделия из древесины, а также заготовки из полимеров, алюминиевых сплавов, фанеры и ДСП.

Станок с ЧПУ, на котором возможно выполнять операции гравировки, применяется для обработки изделий, изготовленных из металла, натурального и искусственного камня, бетона и ряда других материалов. С его помощью изготавливают декоративные каменные колонны, статуэтки, другие изделия, выполняющие исключительно декоративную функцию. Такие станки по металлу и ряду других материалов чаще всего используют для производства различных рекламных конструкций.

По принципу работы и своей производительности фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, могут быть следующих категорий:

• отличающиеся небольшими габаритами и невысокой производительностью — мини станки;
• настольного типа;
• вертикально-фрезерного типа;
• широкоформатные.

Станки, которые используются для оснащения домашней мастерской, нельзя назвать профессиональными, их преимущественно используют для полезного хобби. Такие фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, отличаются невысокой стоимостью, поэтому ими часто оснащаются мастерские различных учебных заведений: школы, технические училища, ВУЗы и др.

Оборудование настольного типа обладает рядом весомых преимуществ:

1. невысокая стоимость;
2. исключительная мобильность;
3. простота эксплуатации и конструктивного исполнения.

Такие станки, несмотря на свою компактность, способны выполнять различные технологические операции по металлу и другим материалам: фрезерование, сверление, растачивание.

Для обработки заготовок, обладающих большими габаритами, используются вертикально-фрезерные станки. В качестве рабочих инструментов на них применяются сверла, фрезы цилиндрического, концевого, фасонного и торцевого типа. С помощью такого оборудования, которым преимущественно оснащаются крупные производственные предприятия, можно выполнять обработку как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей.

Широкоформатные фрезерные станки, оснащенные ЧПУ, полностью соответствуют своему названию: в их конструкции имеется специальная рабочая головка, которая может поворачиваться в любом направлении. Благодаря своей универсальности такие станки чаще всего используются для оснащения цехов нестандартного оборудования и инструментальных участков.

Широкоформатный фрезерный станок с ЧПУ

3 Конструкция станков для фрезерования

Агрегаты разных групп имеют немало мелких конструкционных отличий. При этом основные их узлы одинаковы для всех видов оборудования, что хорошо видно на фото. Любой фрезерный станок, прежде всего, имеет устойчивую базу, которую называют станиной. В нее помещают вал (полый) шпинделя и коробку выбора скоростей.

Также стандартное устройство фрезерного станка включает в себя:

• направляющие (вертикальные) станины: по ним при включении агрегата происходит движение консоли, на которую монтируют коробку подач;
• хобот: механизм для крепления и поддержки рабочего инструмента с помощью подвесок (принцип работы хобота показан на видео);
• шпиндель: он передает от коробки скоростей вращение фрезам, точность фрезерования напрямую зависит от жесткости шпинделя и его устойчивости к вибрациям;
• салазки с поворотным устройством, которое несет продольную рабочую поверхность;
• фрезерная оправка, расположенная на шпиндельном торце (спереди): она выполнена в виде конического стержня (отсюда и наименование оправки – конус Морзе) для крепления к нему посредством гаек и колец фрезы.

Кроме того, фрезерный станок обычно располагает системой подачи охлаждающей жидкости, фундаментной плитой, рычагами и рукоятками для выбора направления стола, скорости вращения шпиндельного узла и выполнения других управляющих функций. Имеется в конструкции агрегата еще электродвигатель (нередко их бывает несколько) и шкаф, где находится электрическая «начинка» оборудования.

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.

Модели вертикально фрезерных станков

Вертикально-фрезерные станки можно разделить на два основных вида:

1. вертикально-фрезерный станок с консолью;
2. 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.

4 Кинематическая схема агрегатов для фрезерования

Кинематика различных фрезерных установок универсального и широкоуниверсального типа (например, станка 675П) примерно одинакова, так как большинство российских (а ранее советских) станков изготавливаются из унифицированных узлов. Рассмотрим особенности того, как работает кинематическая схема популярного на отечественных металлообрабатывающих предприятиях станка 6Р81. Аналогичным образом она действует и на иных универсальных фрезерных установках.

Цепь главного движения данного агрегата питается от 5,5-киловаттного мотора, который через муфту полужесткого вида передает вращение на вал (смотрите видео). Указанное вращение может передаваться только по двум соотношениям передач – 21:41 либо 35:27. После этого движение идет через зубчатые колеса (всего их восемь) на следующий вал. Благодаря наличию четырех пар колес на вал вращение поступает по четырем разным схемам.

Устройства, входящие в цепь подач 6Р81, начинают движение при запуске 1,5-киловатного двигателя фланцевой конструкции. Он соединен напрямую с главным валом при помощи муфты (на видео). Кинематическая схема использует девять валов, расположенных в коробке подач. Они обеспечивают вертикальные подачи в интервале от 8,3 до 266,7 миллиметров в минуту, поперечные и продольные – от 25 до 800 миллиметров.

Обгонная муфта передает на коробку реверса (КР), которой располагает универсальный фрезерный станок, от коробки подач. КР необходима для изменения крутящих моментов в рабочее перемещение. Указанные крутящие моменты приходят на предохранительную муфту шариковой формы, которая настраивается на передачу наибольшего момента (крутящего) на винт (по сути – вал) поперечной подачи.

Видео-ролики, подготовленные нами, помогут вам подробнее разобраться в кинематике универсальных агрегатов для выполнения фрезерных работ.

Производители

На мировом рынке можно найти множество моделей вертикально-фрезерных станков. Они отличаются по конструкции, мощности, наличию дополнительных функций, внешнему виду. Среди наиболее популярных компаний выделяются:

1. Jet. Продукция представлена несколькими линейками. Среди них есть профессиональные и простые модели. Часть покупателей жалуется на неустойчивое основание, которое приходится утяжелять самостоятельно.
2. Энкор Корвет. Бюджетные фрезеры для начинающих мастеров. Подходят для черновой обработки металлических заготовок. Однако для более точной и эффективной работы требуется выбирать профессиональное оборудование.
3. Proma. Ещё одна известная фирма. Компания приобрела популярность благодаря изготовлению мощных, производительных станков, которые используются на предприятиях, в автосервисах, частных мастерских.

Промышленное оборудование для серийного изготовления деталей заказывается на заводах.

Уход за станком

Правильно обслуживать оборудование может только тот, кто хорошо знает устройство всех механизмов и как они действуют. Основные механизмы, которые нужно изучить:

• привод;
• шпиндель и его подшипники;
• коробку скоростей и подач;
• стол;
• делительную головку;
• принадлежности и приспособления.

Одним из основных условий, гарантирующих правильность обслуживания оборудования, является правильная своевременная смазка и чистота рабочего места.

Все механизмы должны быть отрегулированы на плавность хода, это значит, что они должны работать без остановки и люфта. Нельзя допускать перегрузки, так как это скажется на работе станка. На результат работы влияние оказывает закрепление фрезы и обрабатываемого изделия. Недопустимо вращение фрезы в обратную сторону. Её зубцы выкрошатся, и она придёт в негодность.

Нельзя класть на стол станка посторонние предметы. Стружку, которая образуется на столе, надо удалять часто, так как она не только мешает наблюдать за работой фрезы, но и заполняет промежутки между зубцами, увеличивая трение и расход энергии.

Необходимо следить за отводом отработанной жидкости в резервуар, так как если жидкость будет разливаться хаотично, то может смешаться с маслом и понизить качество смазки. После работы оборудование необходимо вытирать сухой ветошью.

Нельзя оставлять механизмы в процессе работы без присмотра.

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

Меры безопасности при работе

Так как сам вертикальный фрезерный станок работает медленно, то чаще всего травмы происходят из-за попадания пальцев рук под зубцы фрезы. Поэтому категорически запрещено удалять стружку руками, чистку зубцов фрезы необходимо производить специальной щёткой.

Причиной несчастного случая может быть попадание стружки в глаз. Во избежание этого при работе надо обязательно надевать защитные очки.

Специальная одежда должна быть не слишком прочной и плотно облегать тело. Так как концы болтающейся одежды могут попасть под вращающиеся механизмы и причинить телесные повреждения.

Можно получить травму вследствие неосторожного обращения с обрабатываемыми деталями. Тяжёлые детали, падая, могут причинить увечье ног или рук.

Неисправность электрических приборов и неосторожное обращение с ними может привести к поражению электрическим током.

Чтобы устранить возможность падения при движении по скользкому полу, нужно работать в специальной обуви.

Инструкция по эксплуатации

Когда вертикальная фрезерная машина выбрана, куплена и доставлена до места эксплуатации ее нужно подготовить к дальнейшему использованию. Последовательность действий:

1. Распаковать машину. Очистить её поверхность от защитного состава, наносимого на заводе.
2. Расположить фрезер в помещении, проверить его устойчивость. Он не должен шататься, передвигаться от незначительных движений.
3. Проверить крепёжные элементы. Установить защитные щитки, позаботиться о качественном освещении рабочей поверхности.
4. Собрать отдельные компоненты воедино.
5. Установить фрезу.
6. Отрегулировать рабочий стол, закрепить заготовку.

Подключить фрезер к сети, проверить настройки. Если фрезер оборудован системой ЧПУ, нужно снять установленные задачи, задать собственный алгоритм.

Установка вертикально фрезерного станка

Техобслуживание фрезера

Помимо подготовки к эксплуатации фрезера, нельзя забывать про техобслуживание. К нему относятся такие действия:

1. Продувка подвижных механизмов станка с помощью компрессора.
2. Смазка шестерней, направляющих, подшипников моторным маслом.
3. Очистка оборудования после рабочих процессов от накопления металлических стружки.
4. Если отсутствует система подачи охлаждающей жидкости, фрезеру нужен отдых при обработке твердых сплавов и металлов.
5. Проверка натяжения ремней в коробке переключения передач.

Если элементы оборудования выходят из строя, их нужно немедленно заменить.

Ремонт

При активной эксплуатации станка, неправильных действиях возникают поломки:

1. Перегрев двигателя, сопровождающийся появлением неприятных шумов. Проблема заключается в выходе из строя электрической схемы, сгорании обмотки. Для исправления неполадок нужно обратиться в ремонтную мастерскую.
2. У вертикально-фрезерных станков часто начинают стучать подшипники. Чаще это связано с малым количеством смазывающей смеси. Требуется обработать их моторным маслом.
3. Изнашиваются зубья на шестернях. Их нужно периодически заменять на новые.

Ремонт вертикально-фрезерного станка 6Т12

Вертикально-фрезерные станки используются в различных отраслях промышленности. С их помощью изготавливают заготовки сложной формы, сверлят, растачивают отверстия, обрабатывают торцы, выбирают пазы.

Шпиндель

Один из основных механизмов типового оборудования, назначение которого заключается в передаче крутящего момента от коробки скоростей режущему инструменту. Деталь изготавливается жесткой, прочной, с высокой точностью размеров, так как от ее параметров зависит правильность и качество работы оправки с надетой фрезой. Шпиндель производится из легированной стали, проходит термическую закалку, шлифовку, балансировку.

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.

Заключение

В целом можно сказать, что типовые фрезерные станки различного вида и назначения состоят из трех основных частей:

• двигательной (электродвигатель, коробка скоростей и шпиндель);
• передаточной (совокупность устройств, которые передают вращение от двигателей к исполнительным органам);
• исполнительной (стол, суппорт, шпиндель, режущий инструмент).

Системы управления также присутствуют практически во всех моделях современного типового оборудования. Вариантов ЧПУ множество, каждый их них имеет свои достоинства и недостатки.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...