Вертикально-фрезерный станок — вертикальный металлорежущий агрегат

Среди разнообразного станочного оборудования фрезерные станки составляют значительную долю в объёме металлорежущего оборудования, в том числе с числовым программным управлением. Главное достоинство станка обнаруживается при обработке фасонных деталей. Здесь он незаменим, и никакой другой с ним конкурировать не может. Фрезерный станок работает спокойнее, без ударов и толчков, как это бывает на строгальных и долбёжных станках, вследствие чего все механизмы дольше сохраняются.

Но каковы бы ни были достоинства, они пропадут, если не научиться как следует обращаться с оборудованием и использовать все его возможности.

Фрезерные станки в зависимости от выполняемых функций имеют следующие виды:

• вертикальные;
• горизонтальные;
• сверлильные;
• настольные и настольные с ЧПУ;
• универсальные;
• универсальные;
• станки с ЧПУ и обрабатывающие центры с ЧПУ.

Характеристика вертикально-фрезерных станков

Вертикально-фрезерным станок называется так, потому что шпиндель, на который крепятся устройства крепления заготовок или сама заготовка для обработки, расположен вертикально рабочей области стола. Это было одно из первых оборудований, которое применялось в обработке изделий металлических изделий. Они используются для обработки тяжёлых и крупных деталей и имеют повышенную жёсткость, что обеспечивает точность обработки.

Станок имеет концевые, торцевые, цилиндрические и фасонные фрезы, поэтому может выполнять различные фрезерные операции. На нём могут осуществляться сверлильные работы. Можно выполнять растачивание и зенкерование отверстий, нарезку пазов, зубьев, рамок, зубчатых колёс, углов.

Оборудование работает с различными видами металлов и сплавов, а также пластмассам.

Вертикально-фрезерный станок бывает двух видов:

1. Станок без консоли.
2. Станок с консолью.

Станок без консоли имеет стол, расположенный на неподвижной станине, и называется крестовым. Он перемещается в поперечном и продольном направлении. С подвесного пульта осуществляется управление станком, а с помощью гидравлики устанавливаются числовые обороты шпинделя. Точное перемещение стола осуществляется за счёт замедления подачи оборотов. Полуавтоматический цикл, на котором могут работать механизмы, обеспечивает быстрый ход и остановку в необходимом положении.

Отличие станков с консолью от моделей без консоли в наличии движущейся консоли, на которой размещаются стол и салазки. Стол перемещается горизонтально по направляющим консоли. Сама консоль перемещается в трёх перпендикулярных направлениях. На ней смонтирована коробка подачи.

От подачи рабочего стола зависит скорость обработки и максимальные размеры деталей.

Фрезерный станок 6К11

Этот агрегат рассчитан на выполнение основных работ, таких как фрезерование, сверления, растачивания отверстий и прочих. Техника ориентирована на работу с металлами и пластиком.

Этот поистине универсальный вертикально-фрезерный станок способен эксплуатироваться как в условиях мелкого производства, так и в качестве ключевого оборудования на крупномасштабных промышленных объектах. Конструкцией предусмотрен особый механизм зажима инструмента, что заметно расширяет возможности оборудования.

Немного о параметрах 6К11. Габариты его рабочего места составляют 250х1000 миллиметров. Ход стола – 710, 250 и 400 миллиметров (продольный, поперечный и вертикальный соответственно). Мощность мотора вертикального шпинделя составляет 5.5 кВт, а мотора подач – 1.5 кВт. Габариты агрегата довольно скромны – всего 2135х1725х2290 миллиметров. А масса модели достигает 2350 кг.

Технические возможности

Так как станок отличается вертикальным расположением компонентов, нужно знать и учитывать высоту модели, её габариты. Можно оценить технические возможности конструкции, ответив на следующие вопросы:

1. Какую мощность имеет силовая установка?
2. Есть ли система охлаждения?
3. Какой тип управления: ручной или электронный?
4. Сколько скоростей переключения частоты вращения?
5. Как можно охарактеризовать ход стола?
6. Какое количество оборотов у головки шпинделя?
7. Какое ограничение заготовки детали по массе и габаритам?

Ответить на все эти вопросы можно, изучив технический паспорт модели. Это позволит сделать правильный выбор.

Консольные и бесконсольные конструкции

По конструкции различают две основные модели ВФС:

• Консольные конструкции. Такие модели станков содержат дополнительную деталь, которую называют консолью. Она располагается под столом для обработки, а прикрепляется она к цилиндрическому столбу и станине. Часто консоль является подвижным элементом, поэтому во время работы станка можно перемещать не сам стол, а консольную установку. Применение фиксатора-консоли упрощает работу, а также позволяет более надежно зафиксировать обрабатываемую деталь на столе.
• Бесконсольные конструкции. Такие модели не содержат консольную подставку, а стол крепится непосредственно столбу и станине. Отсутствие консоли увеличивает жесткость ВФС, а также позволяет обрабатывать крупногабаритные запчасти, которые не поместились бы на станке при наличии консоли. Бесконсольные конструкции на практике встречаются реже консольных, однако они обладают небольшими габаритами, поэтому в мелкой металлургии их используют чаще.

По конструкции ВФС также различают стандартные модели и установки с ЧПУ. Вертикально фрезерный станок с ЧПУ дополнительно оборудован системой электроприводов и электронной панелью, которая позволяет управлять ВФС в автоматическом или ручном режиме. Скажем, с помощью ЧПУ рабочий может выставить скорость автоматического перемещения стола с деталью — тогда как с помощью кнопок или переключателей он может вручную выбирать скорость вращения фрезы.

Для управления ЧПУ-моделями могут применяться различные приспособления — ручки, кнопки. ЧПУ-модели являются более удобными, а для их освоения рабочему не потребуется много времени. Однако вертикально фрезерный станок с ЧПУ является более сложным в производстве, поскольку он содержит множество дополнительных деталей, узлов, автономных элементов. Поэтому ЧПУ-модели стоят в несколько раз дороже ручных установок.

Современные модели

Современные промышленные предприятия широко используют высокоточное оборудование с числовым программным управлением, однако, невозможно представить предприятие без оборудования с механическим управлением. Хотя механическим его можно назвать условно, так как практически все элементы конструкции работают от электрических приводов. Механическими остались приводы подачи стола и шпинделя с дублированием задания постоянной числовой величины подачи электрическим приводом.

У производителей фрезерно-вертикальных станков выпускаемые модели имеют одинаково узнаваемые черты.

Основным недостатком всех моделей можно считать высокую стоимость и ограниченный срок эксплуатации. Кроме этого, сложно найти специалиста, который сможет отремонтировать неполадку, если поставщик после реализации продукции не предоставляет последующего обслуживания.

К вертикально-фрезерным станкам относятся следующие модели: 6М12П, 6Р12Б, 6С12, 6Н12, 6Р12, 6Т12. Они нашли широкое применение не только в бывших республиках СССР, но и успешно экспортируются за рубеж. Это надёжное, качественное оборудование, которое не требует к себе пристального внимания. Современные заводы систематически улучшают конструкцию оборудования и по возможности увеличивают скорость резания. Из года в год технологические возможности различных моделей улучшаются.

Технические параметры

Чтобы четко понимать, каким требованиям отвечает конкретный станок, важно иметь представление о его основных параметрах. На сегодняшний день ассортимент подобной техники поистине огромен. Компании выпускают оборудование в самых различных размерах и с разными показателями мощности. На рынке представлены и настольные агрегаты, ориентированные на бытовую эксплуатацию, и профессиональные фрезерные машины, способные функционировать в жестких производственных условиях.

Мастер, подбирая для себя идеальный агрегат, должен ориентироваться на такие ключевые характеристики, как:

• Мощность – это, пожалуй, главный параметр, который дает представление не только о производительности техники, но также о сфере ее использования.
• Характеристики рабочего пространства. Сюда можно отнести габариты рабочего стола, расстояние от шпинделя, ход шпинделя и прочие параметры.
• Число оборотов шпинделя – характеристика, которая ярко демонстрирует скорость обработки детали и определяет вариант оснастки.

На сегодняшний день выделяют 3 основных типа универсальных вертикально-фрезерных станков в зависимости от типа управления. Ручные станки – наиболее «древние», но незаменимые в небольших цехах агрегаты. Техника с автоматическим управлением или с числовым программным управлением – это уже более сложные конструкции, требующие должного уровня квалификации для эффективной работы на них. Особенно это касается машин с ЧПУ.

Рассмотрим одни из популярных моделей, чтобы понять, какие варианты техники сегодня потенциально доступны мастеру.

Производители станков

Одним из известных производителей токарных станков является акционерное общество TRENS (Словакия). Особенность этой компании — изготовление оборудования качественной обработки и высокой точности. По требованию заказчика производитель может внести изменения в конструкцию станка. Оборудование доступно в обслуживании и эксплуатации.

Лидером европейских производителей металлорежущих станков, в том числе вертикально-фрезерных, является завод TAJMAC — ZPS (Чехия). Завод имеет своё литейное производство, что даёт предприятию независимость от внешних факторов. Качество обработки и высокая технологическая характеристика изготавливаемого оборудования позволяет использовать производимую заводом продукцию не только в машиностроении, но и в ракетостроении, энергетики, авиационных предприятиях.

Липецкое станкостроительное предприятие выпускает фрезерные станки российского производства. Достоинство этого сравнительно молодого предприятия в том, что они самостоятельно изготавливают узлы оборудования, а это значительно снижает стоимость, не уменьшая качества.

Фрезерный станок ВМ127М

Этот агрегат рассчитан на работу с металлическими заготовками как в условиях мелкого, так и в масштабах серийного производства. Среди особенностей этой модели можно отметить мощный мотор и идеально подобранные передаточные отношения. Это позволяет подбирать идеальный формат обработки конкретной детали с максимальным задействованием возможностей инструмента.

Универсальный вертикально-фрезерный станок ВМ127М способен функционировать в автоматическом режиме, что дает возможность объединения нескольких станков в многостаночную систему под управлением одного мастера. Легкость обслуживания и настройки работы агрегатов под нужды специалиста также станет немалозначительным «за» в пользу ВМ127М.

Габариты рабочего стола станка составляют 400х1600 миллиметров. Мощность привода достигает 11 кВт, чего более чем достаточно для эффективной обработки деталей с высокими показателями производительности. Масса станка – чуть менее 5 тонн, а его габариты – 2560х2260х2500 миллиметров.

Выводы

Вертикально-фрезерные станки способны стать универсальными помощниками в любом цеху. Функциональность, надежность и выносливость – их главные плюсы. А многообразие моделей, представленных в наши дни, заметно облегчает выбор подходящей по всем параметрам техники. Сегодня можно точно утверждать то, что опытный мастер с легкостью найдет нужный ему агрегат.

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.

Конструкция

Все ВФС состоят из следующих элементов:

• Фундаментная плита. Выступает в качестве основы, на которую крепятся все остальные детали (станина, консоль). Плита обладает высоким весом, что позволяет надежно зафиксировать установку на участке. Плита шире станины с установленной консолью, однако компактные модели станков могут иметь плиту уменьшенных размеров.
• Блочная неподвижная станина. Деталь крепится сверху к плите и выступает в роли основы, на которую устанавливается консоль и хобот. К станине также прикрепляется электродвигатель, который питает другие узлы установки (фреза, консольный стол, ЧПУ).
• Фиксирующий хобот. Запчасть устанавливается сверху на станину. Хобот обладает высокой длиной, а на его конце устанавливаются основные элементы фрезерной установки (фреза и шпиндель), выполняющих обработку детали. На хоботе могут устанавливаться вспомогательные детали — регулятор мощности, панель ЧПУ.
• Шпиндель и фреза. Шпиндель представляет собой вертикальный вал, к которому с помощью зажимов или резьбы крепится фреза. Она представляет собой инструмент, к которому прикрепляется один или несколько обрабатывающих зубьев. Во время работы фреза вращается на большой скорости и обрабатывает металл (резка, сверление, снятие слоев). Шпиндель и фреза крепятся к фиксирующему хоботу.
• Стол для обработки. Стол представляет собой вытянутую подвижную поверхность, на которую кладутся обрабатываемые поверхности. Он устанавливается на цилиндрический столб, который позволяет изменять его высоту (механическим или электрическим способом). Многие вертикально-фрезерные станки также содержат фиксатор-консоль, на которую крепится стол для обработки (ниже мы этот вопрос рассмотрим более подробно).

Какие еще бывают фрезерные станки?

Также существуют и другие виды станков — горизонтальные, сверлильные, настольные. Они выполняют те же функции, что и вертикально-фрезерные конструкции, а используются они также в основном для обработки изделий или конструкций. Однако они могут иметь отличия — дополнительные узлы или агрегаты, направление обработки, наличие вспомогательных обрабатывающих блоков.

Горизонтально-фрезерные

У таких станков шпиндель располагается не в вертикальной, а в горизонтальной плоскости, что обуславливает другой способ обработки деталей. Горизонтальные установки отлично подходят для работы с небольшими объектами на основе металла, дерева или пластика. Горизонтальное расположение крепления позволяет применять дополнительные режущие фрезы (цилиндрические, фасонные, торцевые, угловые). На горизонтальные станки можно поставить вспомогательное оборудование, позволяющее выполнять обработку винтовых и наклонных поверхностей, что делает их практически универсальными.

Сверлильно-фрезерные

Сверлильно-фрезерные установки используются для сверления металлических, деревянных, пластиковых, керамических изделий. Важная особенность — необычное расположение обрабатываемого инструмента, поэтому с помощью такого станка можно сверлить наклонные отверстия, обрабатывать пазы крупногабаритных изделий. Головка-сверло может вращаться как в прямом, так и обратном направлении, что заметно упрощает работу с таким станком. Сверлильно-фрезерные установки сегодня пользуются большим спросом как в крупной, так и в мелкой обрабатывающей промышленности, а также в сфере домашней обработки металла.

Универсальные

Они могут обрабатывать детали любых размеров и формы, а при необходимости деталь во время обработки можно наклонить под любым углом к рабочему инструменту. Еще одно конструктивное отличие — шпиндель, стол, стол-цилиндр располагаются внутри полой станины, а все электрические агрегаты вынесены наружу. Универсальные фрезерные станки обычно применяются в небольших и средних мастерских. Также их широко применяют на крупных металлургических и обрабатывающих заводах.

Настольные

Настольные установки представляют собой облегченные версии вертикальных, горизонтальных, универсальных или сверлильных станков. Их главное отличие заключается в более компактных размерах — а во всем остальном они повторяют оригинальные модели (размеры, строение, расположение основных узлов). Настольные станки часто покупают для нужд школ, училищ, техникумов и других учебных заведений технической ориентации. Преимущества настольных систем — низкое энергопотребление, неплохие технические свойства, компактность.

Широкоуниверсальные

Главная конструктивная особенность широкоуниверсальных фрезерных станков — наличие дополнительного шпинделя у становленным режущим инструментом. Шпиндели могут работать как совместно, так и автономном режиме. Головки со шпинделем обычно ставятся на подвижных хоботах, которые можно перемещать во всех основных направлениях. Для управления обычно применяются панели ЧПУ, позволяющие автоматизировать процедуру обработки. Широкоуниверсальные модели могут работать практически со всеми материалами, которые обладают высокой твердостью.

Зачистку можно выполнять с помощью различных фрезов — угловых, фасонных, цилиндрических, наклонных. Широкоуниверсальные модели применяются для сверления, зенкерования, растачивания или зачистки поверхностей. Универсальные модели обычно применяются в сфере крупной металлургии. Объясняется это так:

• Высокая цена установок. Широкоуниверсальные модели имеют сложную конструкцию и оборудованы панелями ЧПУ, которые позволяют управлять устройством в автоматическом режиме. Это упрощает работу, но плохо влияет на цену (такие модели дороже обычных в 5-10 раз).
• Нужно дополнительное обучение. Если рабочий всю жизнь работал на вертикальном, горизонтальном или универсальном станке, то ему сперва придется пройти дополнительное обучение. Также ему придется дополнительно «набить руку», поскольку работать с двумя резаками поначалу не так уж легко.
• В сфере мелкой обработки потребности в таких моделях нет. Для небольших мастерских намного выгоднее обычный станок — низкая цена, небольшое электропотребление, простота применения. Покупка дорогого широкоуниверсального станка влетит в копеечку, а траты окупятся нескоро.