Фрезерные станки: общие сведения, классификация, обозначение

Фрезерные станки: общие сведения, классификация, обозначение

Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних плоских, фасонных поверхностей, уступов, пазов, прямых и винтовых канавок, шлицев на валах, нарезание зубчатых колес и т. д.

Конструкции фрезерных станков многообразны. В общем случае фрезерные станки можно подразделить на две основные группы:

• общего назначения или универсальные фрезерные станки (вертикально-фрезерные, горизонтально-фрезерные, продольно-фрезерные
• специализированные и специальные фрезерные станки (шлицефрезерные, шпоночно-фрезерные, карусельно-фрезерные, копировально-фрезерные и др.)

Основными формообразующими движениями фрезерных станков являются вращение фрезы (главное движение) и движение подачи, которое сообщают заготовке или фрезе.

Приводы главного движения и подачи выполняют раздельно. Вспомогательные движения, связанные с подводом и отводом заготовки к инструменту, механизированы и осуществляются от привода ускоренных перемещений.

Основные элементы механизмов станков унифицированы.

Основным параметром, характеризующим фрезерные станки общего назначения, является размер рабочей поверхности стола.

По конструктивным особенностям эти станки подразделяют:

• станки консольные (стол расположен на подъемном кронштейне-консоли)
• станки бесконсольные (стол перемешается на неподвижной станине в продольном и поперечном направлениях)
• станки непрерывного действия (карусельные и барабанные)

• а — станок универсальный консольный горизонтально-фрезерный
• б — станок широкоуниверсальный консольный горизонтально-фрезерный
• в — станок широкоуниверсальный бесконсольно-фрезерный
• г — станок консольный вертикально-фрезерный
• д — станок бесконсольный вертикально-фрезерный
• е — станок бесконсольный горизонтально-фрезерный
• ж — станок продольно-фрезерный
• з — станок карусельно-фрезерный
• и — станок барабанно-фрезерный

Консольные фрезерные станки наиболее распространены в единичном, мелко- и среднесерийном производстве рис. 119, а, б, в, г). Консольно-фрезерные станки горизонтальные и вертикальные — это наиболее распространенный тип станков, применяемых для фрезерных работ. Название консольно-фрезерные станки получили от консольного кронштейна (консоли), который перемещается по вертикальным направляющим станины станка и служит опорой для горизонтальных перемещений стола.

Универсальный консольно-фрезерный станок (рис. 119, а) имеет горизонтальный шпиндель 2 и выдвижной хобот 1, на который устанавливают серьгу 3, поддерживающую оправку с фрезой, консоль 4 перемещается вертикально по направляющей стойки 5. На консоли расположены салазки 6 и поворотный стол 7.

Горизонтальный консольно-фрезерные станки (рис. 119, а) имеют горизонтально расположенный, не меняющий своего места шпиндель 2. Стол может перемещаться перпендикулярно к оси шпинделя в горизонтальном и вертикальном направлениях. В отличие от Универсального консольного фрезерного станка рабочий стол не поворачивается вокруг вертикальной оси.

ШирокоУниверсальный консольно-фрезерный станок (рис. 119; б, в) помимо горизонтального шпинделя имеет шпиндельную головку 1, которая может поворачиваться на хоботе в двух взаимно перпендикулярных направлениях, благодаря чему шпиндель с фрезой можно устанавливать под любым углом к плоскости стола и к обрабатываемой заготовке. На головке 1 монтируют накладную головку 2, предназначенную для сверления, рассверливания, зенкерования, растачивания и фрезерования.

Вертикальный консольно-фрезерный станок (рис. 119, г) имеет вертикальный шпиндель 3, который размещен в поворотной шпиндельной головке 2, установленной на стойке 1.

Бесконсольные вертикально-фрезерные станки (рис. 119, д), служащие для обработки заготовок крупногабаритных деталей, имеют салазки 2 и стол 3, которые перемещаются по направляющим станины 1. Шпиндельная головка 5 перемещается вертикально по направляющим стойки 6. Шпиндель 4 имеет вертикальные осевые перемещения при установке фрезы. Стол перемещается только в продольном и поперечном направлениях.

Бесконсольные горизонтально-фрезерные станки (рис. 119, е), служащие для обработки заготовок крупногабаритных деталей, имеют салазки 2 и стол 3, которые перемещаются по направляющим станины 1. Шпиндельная головка 5 перемещается вертикально по направляющим стойки 6. Шпиндель 4 имеет осевые перемещения при установке фрезы.

Продольно-фрезерные станки (рис. 119, ж) предназначены для обработки заготовок крупногабаритных деталей. На станине 1 установлены две вертикальные стойки 6, соединенные поперечиной 7. На направляющих стойках смонтированы фрезерные головки 3 с горизонтальными шпинделями и траверса (поперечина) 4. На последней установлены фрезерные головки 5с вертикальными шпинделями. Стол 2 перемещается по направляющим стоек 4.

Карусельно-фрезерные станки (рис. 119, з), предназначенные для обработки поверхностей торцовыми фрезами, имеют один или несколько шпинделей 3 для чистовой и черновой обработки. По направляющим стойки 1 перемещается шпиндельная головка 2. Стол 4, вращаясь непрерывно, сообщает установленным на нем заготовкам вращение подачи. Стол с салазками 5имеет установочное перемещение по направляющим станины 6.

Барабанно-фрезерные станки (рис. 119, и) используются в крупносерийном и массовом производстве. Заготовки устанавливают на вращающемся барабане 2, имеющем движение подачи. Фрезерные головки 3 (для черновой обработки) и 1 (для чистовой обработки) перемещаются по направляющим стоек 4.

Рабочий инструмент

Консольные и бесконсольные, обычные вертикально-фрезерные или сверхсовременные станки с ЧПУ не обходятся без главной части – режущего инструмента. В его качестве выступают разнообразные фрезы, изготавливаемые из высококачественной стали, позволяющей обрабатывать любые металлы и поверхности. Любой вид обрабатывающих инструментов жестко фиксируется в шпинделе (в основном – кулачковым патроном), что дает гарантию в точности обработки.

Вкратце перечень возможных плоскостей обработки и необходимых для этого режущих инструментов таков:

• горизонтальные – торцовые фрезы различной конфигурации;
• наклонные – концевые и торцовые;
• вертикальные поверхности и поверхности с уступами – концевые фрезы;
• фрезеровка пазов любой конфигурации – концевыми либо одноугловыми фрезами;
• обработка цилиндрических зубчатых колес – пальцевый инструмент.

Для фрезеровки сложных поверхностей, сочетающих в себе участки различных видов (выпуклых, прямолинейных или вогнутых, с уступами или выемками) более эффективным показало себя использование современных фрезерно-консольных агрегатов, оснащенных ЧПУ. Однако и на обычном вертикально-фрезерном станке возможно изготовление деталей такого типа, хотя и с затратой на это несколько большего времени. Для этого обязательно составляется специальная схема обработки заготовки и уравнение изготовления детали сложной формы.

При разработке уравнения обязательно должны учитываться такие параметры:

• показатели шероховатости получаемой детали;
• радиус фрезы;
• толщина обрабатываемого материала;
• величина подачи заготовки к фрезе;
• толщина снимаемой стружки (высота гребешка);
• различные осевые углы поворота инструмента.

Качество обработки, характеризуемое величиной шероховатости, наибольшим образом зависит от угла поворота фрезы и величины подачи заготовки. Остальные факторы также оказывают влияние, однако намного меньшее.

Высокоточные вертикально-фрезерные станки, реализуемые нашей компанией, позволяют свести к минимуму потери времени и снизить количество отходов, возникающих во время фрезерования как отдельных деталей, так и целых партий. Это дает значительную экономию средств в целом в рамках предприятия.

Станки консольно-фрезерные

Консольно-фрезерные станки — это наиболее распространенный тип станков, применяемых для фрезерных работ. Название консольно-фрезерные станки получили от консольного кронштейна (консоли), который перемещается по вертикальным направляющим станины станка и служит опорой для горизонтальных перемещений стола.

Наличие консоли, сообщая консольно-фрезерным станкам ряд удобств при обслуживании, несколько понижает жесткость при стыке со станиной, поэтому в конструкциях современных станков значительно увеличена длина направляющих консоли, созданы устройства для закрепления подвижных частей станка, повышена жесткость корпусных деталей.

Так как большей частью детали, применяемые в машиностроении, по размерам вписываются в габариты консольно-фрезерных станков общего назначения, парк фрезерных станков в механических цехах в основном укомплектован горизонтально- и вертикально-фрезерными станками консольного типа, а парк инструментальных и ремонтно-механических цехов, кроме того, еще и универсально-фрезерными и широкоуниверсально-фрезерными.

Кроме того, на базе некоторых основных моделей выпускаются модификации. Например, на базе вертикально-фрезерных станков 6М12П и 6М13П выпускаются быстроходные консольные вертикально-фрезерные станки 6М12Г1Б и 6М13ПБ. На базе горизонтально-фрезерного станка 6М82Г выпускается более быстроходная модель станка 6М82ГБ. На базе универсально-фрезерных станков 6Н81 и 6Н82 выпускаются широкоуниверсальные фрезерные станки 6Н81А и 6М82Ш. Широкоуниверсальные фрезерные станки в настоящее время находят широкое применение в единичном и мелкосерийном производствах для выполнения разнообразных фрезерных, расточных и сверлильных работ. На этих станках можно изготовлять металлические модели, штампы-формы, шаблоны, кулачки и т. п.

Широкоуниверсальный станок 6Н81А имеет шпиндельную головку, расположенную на хоботе и поворачивающуюся вокруг горизонтальной оси от 0 до 115°. В горизонтальном положении головки станок работает, как горизонтально-фрезерный, а в вертикальном положении, как вертикально-фрезерный.

Широкоуниверсальный станок 6М82Ш и аналогичный по конструкции станок большего размера 6М83Ш имеют два шпинделя: один — горизонтальный, как у обычного горизонтально-фрезерного станка, второй расположен на хоботе и может быть установлен под любым требуемым углом. Применение делительной головки и круглого поворотного стола значительно расширяет области применения этих станков. Для обработки различного рода поверхностей, а также крупногабаритных заготовок, превышающих по размерам площадь стола, вертикальная шпиндельная бабка смонтирована на выдвижном хоботе и может поворачиваться под любым углом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. При этом возможна одновременная работа горизонтального и вертикального шпинделей

Типоразмеры консольно-фрезерных станков принято характеризовать по величине рабочей (крепежной) поверхности стола. Консольно-фрезерные станки могут иметь горизонтальное, универсальное (широкоуниверсальные) и вертикальное исполнение при одной и той же величине рабочей поверхности стола. Сочетание разных исполнений станка при одинаковой основной размерной характеристике стола называют размерной гаммой станков.

В СССР было освоено производство консольно-фрезерных станков пяти типоразмеров: № 0; № 1; № 2; № 3 и № 4, причем по каждому размеру выпускалась полная гамма станков — горизонтальные, универсальные и вертикальные. Каждый станок одной размерной гаммы имел в шифре одинаковое обозначение, соответствующее размеру рабочей поверхности стола.

В зависимости от размера рабочей поверхности стола различают следующие размеры консольно-фрезерных станков:

В соответствии с размерами стола меняются габаритные размеры самого станка и его основных узлов (станины, стола, салазок, консоли, хобота), мощность электродвигателя и величина наибольшего перемещения (хода) стола в продольном, салазок в поперечном и консоли в вертикальном направлениях.

Общие сведения

Вертикально фрезерный станок — это группа металлорежущих установок, которые выполняют обработку поверхностей с помощью детали-фрезы. ВФС отличаются по множеству параметров, однако у всех обрабатывающая фреза закреплена в установке в вертикальном положении. Вертикальные станки в основном используются для обработки металлов, однако с их помощью можно обрабатывать и другие материалы — дерево, пластик, композитные соединения.

Станок вертикально фрезерный позволяет обрабатывать детали любых форм, габаритов, размеров, а с его помощью можно выполнять все основные операции — резка, сверление, снятие верхних слоев материала. Основные страны-производители ВФС — Россия, Германия, Чехия, Япония, Китай. Инженерно-технические возможности зависят от конструкции, а средняя стоимость установки находится в пределах от 100 до 500 тысяч рублей. Модели с числовым программным управлением (ЧПУ) стоят в несколько раз дороже — их цена находится в пределах от 350 тысяч до 2 миллионов рублей.

Консольно-фрезерные станки, выпускаемые в СССР и СНГ

Основные производители фрезерных станков в СССР и России:

ВМЗ — Воткинский машиностроительный завод. В настоящее время — Воткинский Завод, ОАО

ГЗФС — Горьковский завод фрезерных станков. В настоящее время — Завод Фрезерных Станков ЗФС, ООО

ДЗФС — Дмитровский завод фрезерных станков. В настоящее время — Дмитровский завод фрезерных станков ДЗФС, ООО

УЗТС — Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков УЗТС. В настоящее время — Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков УЗТС, ООО

ВСЗ — Воронежский станкостроительный завод.

Жальгирис — Вильнюсский станкостроительный