Станки для фрезеровки - устройство, виды и принципы работы

Устройство фрезерных станков

Фрезерный станок состоит из нескольких основных компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию в процессе обработки материалов.

• Основа и стол: Это жесткая конструкция, на которой установлены остальные компоненты станка. Она обеспечивает стабильность и прочность всей системы.
• Шпиндель: Шпиндель - это ось, вокруг которой вращается режущий инструмент (фреза). Шпиндель может иметь различную мощность и скорость вращения в зависимости от типа работы.
• Фреза: Фреза - это режущий инструмент, который прикрепляется к шпинделю и выполняет обработку материала. Фрезы могут иметь разные формы и размеры, что позволяет выполнять разнообразные операции, такие как фрезерование плоских поверхностей, создание канавок, вырезание пазов и другие.
• Движущиеся элементы: Фрезерные станки обычно имеют несколько осей, по которым двигаются режущие инструменты и обрабатываемые заготовки. Оси могут быть линейными (движение вдоль прямой линии) или вращающимися (движение вокруг оси).
• Система управления: Современные фрезерные станки обычно оснащены компьютерной системой управления (ЧПУ), которая позволяет программно управлять движениями режущего инструмента. Оператор создает программу, описывающую необходимые движения, и загружает ее в ЧПУ.

Более подробную схему можно рассмотреть на картинки ниже

Виды фрезерных станков

Фрезерные станки разнообразны по своей конструкции и применению. В зависимости от направления вращения шпинделя, конструкции стола и ориентации фрезы, существует несколько основных видов фрезерных станков.

1. Вертикальные фрезерные станки

   
   
   Вертикальные фрезерные станки - это один из наиболее распространенных типов. В таких станках шпиндель расположен вертикально, а фреза перемещается вверх и вниз. Это позволяет обрабатывать поверхности, расположенные вертикально, такие как плоские поверхности, профили и вырезы. Вертикальные станки подходят для широкого спектра задач - от обработки металла до создания сложных деревянных деталей.



2. Универсальные фрезерные станки

   
   Универсальные фрезерные станки представляют собой более гибкую конструкцию, способную выполнять различные операции. Эти станки оснащены различными насадками и аксессуарами, что позволяет производить разнообразные операции фрезерования без необходимости замены основного оборудования. Универсальные фрезерные станки идеально подходят для мастерских и предприятий, где требуется обработка различных материалов и деталей.
   

   
   
3. Консольные фрезерные станки
   
   

   Консольные фрезерные станки отличаются особой конструкцией, где шпиндель и фреза закреплены на выносной консоли. Это позволяет обрабатывать большие и громоздкие детали, так как стол станка не ограничивает доступ к заготовке. Консольные станки широко используются в производстве мебели и других деревянных изделий, где необходимо обрабатывать большие плоские поверхности.

4. Безконсольные фрезерные станки
   
    Безконсольные фрезерные станки, наоборот, имеют фрезу и шпиндель, закрепленные непосредственно на столе станка. Это создает более жесткую и стабильную конструкцию, которая обеспечивает высокую точность обработки. Безконсольные станки широко используются для обработки сложных деталей, требующих высокой степени точности, таких как прототипы, инструментальные заготовки и детали для авиационной и медицинской промышленности.
   
   
5. Горизонтальные фрезерные станки

   
   Горизонтальные фрезерные станки имеют горизонтальное положение шпинделя, и фреза перемещается вдоль горизонтальной плоскости. Этот тип станков часто используется для обработки больших металлических деталей, таких как корпуса двигателей, рамы и другие крупногабаритные изделия. Горизонтальные станки обычно обладают высокой производительностью и позволяют обрабатывать детали с минимальным количеством переналадок.

Помимо вышеперечисленных есть гибридные фрезерные станки, которые совмещают в себе преимущества тех или иных видов.

Принципы работы фрезерных станков

Принцип работы фрезерных станков заключается в том, что режущий инструмент (фреза) вращается вокруг своей оси и удаляет материал с заготовки, чтобы создать нужную форму, поверхность или узор. Оператор определяет требуемые параметры обработки, такие как глубина резания, скорость заглубления и скорость вращения фрезы. Эти параметры влияют на конечный результат обработки.

Процесс работы фрезерного станка с ЧПУ можно разбить на несколько основных этапов:

1. Заготовка: Это начальный материал, который будет подвергаться обработке. Заготовка устанавливается на столе станка и крепится так, чтобы она оставалась стабильной во время работы.
2. Выбор инструмента и параметров: В зависимости от требований к обработке выбирается подходящая фреза и устанавливаются параметры резания, такие как глубина реза, скорость подачи и скорость вращения шпинделя.
3. Программирование ЧПУ: Оператор создает программу для ЧПУ, которая описывает последовательность движений режущего инструмента. Эта программа может быть создана с использованием специализированного программного обеспечения
4. Обработка: После загрузки программы в ЧПУ станок начинает выполнение операций. Шпиндель с фрезой начинает вращаться с заданной скоростью, а движущиеся элементы станка перемещают фрезу в соответствии с заданными координатами.
5. Контроль процесса: Во время обработки оператор может контролировать процесс, наблюдать за качеством обработки и вносить корректировки, если необходимо.
6. Завершение обработки: По завершении обработки станок останавливается, и заготовка с обработанной поверхностью извлекается.

Виды операций фрезерования

Фрезерные станки могут выполнять разнообразные операции в зависимости от типа фрезы и параметров обработки:

1. Фрезерование плоских поверхностей: Это одна из базовых операций, при которой фреза удаляет верхний слой материала, чтобы получить плоскую поверхность.
2. Фрезерование профилей: Фрезы с различными формами могут создавать профилированные поверхности и кромки.
3. Сверление отверстий: Специальные фрезы могут использоваться для сверления отверстий различных диаметров.
4. Вырезание пазов и канавок: Фрезы с пазовыми направляющими позволяют создавать пазы, канавки и другие геометрические формы.
5. Торцевая обработка: Фрезы могут также использоваться для обработки торцов материалов, создания пазов на торце деталей и т.д.

Заключение

Фрезерные станки мощный инструмент для создания изделий из различных материалов, способный выполнять множество операций. Их устройство и принцип работы на первый взгляд прост, но нуждается во внимание, так как понимание тех или иных процессов позволит улучшить качество и эффективность его работы.

Надеемся, что эта статья оказалась вам полезной.

Автор © Страмко Максим Ярославович 31.08.2023