Универсальные фрезерные станки представляют собой вертикально ориентированные устройства, оснащенные вращающейся головкой. Шпиндель этих станков способен поворачиваться на угол до 90 градусов с обеих сторон, позволяя обрабатывать заготовки со всех сторон, за исключением нижней плоскости. Такой подход делает их незаменимыми для всесторонней обработки деталей.
Основные типы фрезерных станков и их устройство
Фрезерные станки играют важную роль в процессе обработки заготовок, выполненных как из дерева, так и из металла. Фрезерование — это метод, в котором ключевую роль исполняет вращающийся режущий инструмент, а также поддерживаются поступательные движения заготовок, что называется движениями подачи.
- Основными параметрами, отличающими фрезерные станки, являются следующие:
- Тип устройства
- Универсальность
- Точность обработки
- Вид автоматизации
- Вес и размеры
- Горизонтально-фрезерные станки
- Вертикально-фрезерные станки
- Универсальные и широкоуниверсальные станки
- Бесконсольные фрезерные станки
- Продольно-фрезерные станки
- Копировально-фрезерные станки
- Шпоночно-фрезерные
- Настольные фрезерные станки
- Настольные фрезерные с ЧПУ
- Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ
- Фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ)
Основные отличия между фрезерными станками
Все станки с ЧПУ подразделяются на определенные группы в зависимости от таких факторов, как тип выполняемого процесса, размещение станка и тип режущего инструмента:
По типам
Станки одного и того же типа могут обладать разной конструкцией и конфигурацией. В частности, фрезерные станки могут быть как горизонтальными, так и вертикальными в зависимости от ориентации шпинделя. Любой станок определенного типа, имеющий схожие элементы, делится на различные размерные классы. Например, фрезерные станки классифицируются на двенадцать типов в зависимости от размера обрабатываемых деталей.
Важно отметить, что каждый типоразмер называется моделью фрезерного станка.
Модели обозначаются комбинацией букв и цифр, которые указывают на группу станка, размеры обрабатываемой детали и особенности, отличающие их от базовой модели.
По универсальности
Фрезерные станки одной группы могут выполнять различные операции:
- Универсальные фрезерные станки – предназначены для выполнения всех сложных операций, которые предусмотрены данной группой.
- Станки специального назначения производят только однотипные детали.
- Специальное оборудование выполняет операции с одной деталью в разных объемах, адаптируясь под конкретные задачи.
По точности
Точность обработки обозначается определённой буквой:
- Н — нормальная точность обработки.
- П — средняя точность обработки.
- В — высокая точность обработки.
- А — особо высокая точность обработки.
По виду автоматизации
Фрезерные станки могут быть автоматическими или полуавтоматическими. Автоматические станки функционируют в полностью автономном режиме. В случае полуавтоматических моделей оператор вручную загружает детали, после чего автоматический станок начинает рабочий цикл.
Изделия, обработанные на станках с ЧПУ, обозначаются буквой F или C, при этом цифры указывают на особенности системы управления станком:
- Ф1 — цифровой индикатор с возможностью выбора координат;
- Ф2 — позиционная система управления;
- Ф3 — контурная система управления;
- Ф4 — универсальная система управления.
По весу
В зависимости от веса обрабатываемых деталей, станки классифицируются следующим образом:
- Легкие — до 1000 кг.
- Средние — от 1000 кг до 10 000 кг.
- Тяжелые — от 10 000 кг до 100 000 кг.
- Особо тяжелые — от 100 000 кг и выше.
Основные виды фрезерных станков
Фрезерные станки необходимы для обработки как плоских, так и фасонных поверхностей изделий. Их применение охватывает различные сегменты металлообрабатывающей промышленности. Хотя существует множество моделей, в целом конструкция и основные узлы станков похожи, а их возможности расширяются за счет дополнительных комплектующих:
- Головок универсального, вертикального или долбежного типа;
- Универсальных делительных устройств;
- Круглых столов;
- Деталей для нарезания гребенок.
Горизонтально-фрезерные
Эти устройства идеально подходят для обработки небольших заготовок и имеют горизонтально ориентированный шпиндель, что позволяет эффективно работать с различными фасонными, винтовыми и другими поверхностями, а также с пазами и углами.
Обработка осуществляется с использованием боковых и фасонных фрез. Если нужно выполнить спиральную резку или перемещение деталей, это также может обеспечиваться через дополнительные устройства.
Характерной чертой горизонтально-фрезерных станков являются перемещаемые столы, которые могут двигаться как параллельно, так и перпендикулярно к оси шпинделя. Все важные узлы аккуратно размещены на механическом шасси, а внутри конструктивно предусмотрены шпиндельная группа и коробка передач. Консоль с коробкой передач осуществляет вертикальные перемещения.
Вертикально-фрезерные
Вертикально-фрезерные станки могут быть оснащены крестовым столом, а также могут работать без консоли. Такие устройства являются универсальными и подходят для обработки заготовок в вертикальной плоскости, гарантируя высокую точность и жесткость при обработке крупных деталей.
Шпиндель данного станка может двигаться вертикально вдоль направляющих колонн и перемещаться в различных осевых направлениях, что обеспечивает исключительную гибкость в управлении процессом обработки.
Универсальные и широкоуниверсальные
Универсальные консольные станки, как правило, обладатели горизонтального шпинделя и служат для обработки как малых, так и средних заготовок. Вращение заготовок или их поворотное движение производится на специализированных элементах.
Широкоуниверсальные модели имеют дополнительную шпиндельную бабку, которая размещена на выдвижной раме и способна поворачиваться под любым углом относительно оси X станка, что значительно расширяет возможные операции. Благодаря индивидуальным двигателям оба шпинделя могут работать синхронно.
Шпиндель поворотной головки может использоваться не только с фрезами, но и с другими инструментами, предоставляя всевозможные техники обработки, включая сверление и растачивание.
Замечание: Современные технологии значительно увеличили границы различий между терминами «станок общего назначения» и «многофункциональный станок». На сегодняшний день существуют фрезерные станки, которые могут пользоваться двумя столами и имеют неподвижную или подвижную вертикальную раму, способную вращаться вокруг оси Z.
Подводя итоги, универсальный станок способен выполнять следующие операции:
- Создавать фасонные поверхности таких изделий, как маховики, стержни и клапаны;
- Обрабатывать как плоскости внутренних, так и внешних деталей;
- Фрезеровать шлицы, канавки и пазы;
- Формировать широкое разнообразие профилей зубчатых колес;
- Осуществлять резку заготовок;
- Производить торцевую обработку и формирование профилей на торцевых поверхностях.
- Горизонтальные фрезерные станки;
- Вертикальные фрезерные станки;
- Консольные станки;
- Портальные фрезерные станки;
- Копировально-фрезерные станки;
- Расточные станки;
- 5-осевые фрезерные станки;
- Комбинированные фрезерные станки.
Данное изображение иллюстрирует общую схему, показывающую основных узлов фрезерного станка.
Устройство фрезерных станков
Несмотря на разнообразие моделей фрезерных станков, большинство из них имеют схожую конструкцию, исполнение функций и стандартные узлы.
- Станина — это основа любого фрезерного станка. Этот узел следует считать наиболее надежной и долговечной частью устройства, рассчитанной на полный срок службы станка. Станина играет критическую роль в конструкции; посредством нее станок опирается на фундамент, используя опоры или анкерные болты. База станины — это фундамент, на котором строится вся структура станка.
Виды и материалы станин:
- Литая станина. Обычно состоит из «чешуйчатого графита», что позволяет эффективно поглощать вибрации и колебания во время обработки. Основные компоненты станка чаще всего изготавливаются из модифицированного высокопрочного серого чугуна, такого как СЧ 15, СЧ 20 или СЧ 30, который формируется методом литья, и обрабатываются специальным полимерным составом для обеспечения высокой жесткости и постоянной точности. Подходит для больших объемов производства.
- Сварная стальная станина. Значительно менее жесткая по сравнению с литыми и чугунными конструкциями, и, как правило, используется для единичных производств. Эти станины должны быть способны воспринимать небольшие объемы отнимаемого металла (до 1–2 мм) во время обработки легких сплавов или стандартных сталей.
- Железобетонные станины, используемые в тяжелых уникальных станках. Они не получили широкого распространения, что объясняется усадкой бетона и его восприимчивостью к температурным колебаниям.
- Станины из полимерных материалов. Это наиболее интересное направление, так как имеют ряд значительных преимуществ: отсутствие необходимости в дальнейшей обработке после отливки, минимальные сроки на снятие внутренних напряжений, а также высокая скорость изготовления. Они также обладают повышенной устойчивостью к коррозии, простотой ремонта, малым коэффициентом скольжения и высоким модулем упругости по сравнению с другими описанными материалами. Вероятность возникновения резонанса у станины из полимерных материалов значительно ниже, что свидетельствует о более высокой точности станка. Эти конструкции используются в производстве групп станков для финишной обработки, таких как шлифовальные, полировальные и 5-координатные станки с повышенными показателями точности обработки.
Вывод: Если шум и вибрация являются несущественными, и цель состоит в том, чтобы произвести недорогой оборудование, то чугун может стать правильным выбором. Если же важны высокая точность и минимальная вибрация, стоит рассмотреть станок со станиной из минерального литья.
Вернемся к устройству. На станины располагаются все ключевые компоненты, как подвижные, так и неподвижные: колонна, шпиндельная бабка, рабочий стол, приводы осей X, Y и Z, направляющие и шарико-винтовые пары, а также другие периферийные устройства и оборудование.
- Рабочий стол, на котором заготовка крепится, устанавливается на основание и движется по направляющим, которые могут быть скользящими или на качении, относительно вращающейся фрезы, выполняющей главное движение станка. Над рабочим столом установлена вертикальная колонна со шпиндельной бабкой и шпинделем, обеспечивающим фиксацию инструментов, таких как оправки с фрезами и расточными системами и прочее.
- Система приводов осей X, Y и Z включает в себя приводные двигатели, муфты или редукторы и шарико-винтовые пары (ШВП). В станках с ЧПУ этот узел выполняет команды от блока управления, который регулирует скорость и направление движения элементов исполнительных механизмов. На станках с ручным управлением параметры задаются через рычаги управления.
- Шпиндельная бабка является одним из ключевых конструктивных элементов любого фрезерного станка. Чаще всего её изготавливают из чугуна, чтобы обеспечить прочность аналогично основанию и колонне. Этот узел предназначен для позиционирования, движения и вращения шпинделя с установленным режущим инструментом (фрезой) относительно заготовки. Она крепится на колонне и включает в себя главный двигатель, шпиндель с приводом и противовес.
- Привод, который обеспечивает главное движение. Во фрезерных станках различного класса могут быть использованы ременной или прямой приводы, а также встроенные приводы или редукторы. Инструментальные конусы различных типов, такие как BT, SK и HSK, также используются. Более подробно об интерфейсах вы можете узнать в статьях на эту тему.
Вертикально-фрезерные (консольные)
Эти станки принципиально отличаются от горизонтальных станков за счет вертикального расположения шпиндельного инструмента. Наличие рабочей консоли в конструктивных особенностях ограничивает применение этих станков. Их основное предназначение заключается в обработке легких деталей, а также в обработке заготовок небольших размеров.
В этом типе оборудования шпиндели могут оснащаться поворотными столами или же поворотными шпиндельными бабками, что значительно расширяет перечень доступных фрезерных операций.
Бесконсольные фрезерные
В этих устройствах шпиндель движется вертикально, а станины имеют стол, который перемещается в двух направлениях — продольном и поперечном, что на практике напоминает крестовые движения. Именно поэтому эти машины иногда называют крестовыми фрезерными станками. Отличительной чертой этих конструкций является жесткое основание, предназначенное для размещения тяжелых заготовок. Их основное назначение — фрезерование крупных деталей с высокими массами.
Оборудование оснащается столом, который перемещается вдоль оси станка. Шпиндельная бабка также движется в поперечном и вертикальном направлениях и может поворачиваться на определенные углы, что дает возможность использовать различные инструменты. Оборудование, предназначенное для обработки крупных металлических деталей, включает продольно-фрезерные станки типа gang, где траверса установлена на двух опорах и перемещается шпиндельная бабка. Модели меньшего размера имеют шпиндельную бабку с торцевым расположением заготовки.
Копировально-фрезерные (объемно-фрезерные)
Эти станки осуществляют фрезерование заготовок путём сканирования заданной конфигурации при помощи специального копировального инструмента.
Для данного типа оборудования характерно планетарное движение шпинделя в процессе перемещения стола вперед-назад.
Ротационные фрезерные станки (непрерывного действия) имеют один или несколько вертикальных фрезерных шпинделей, которые последовательно фрезеруют подаваемые на них заготовки. Данная конструкция основана на принципе многопозиционной обработки, что позволяет повысить производительность.
Фрезерные станки с ЧПУ, а также обрабатывающие центры занимают специфическую нишу в современных урбанизированных индустриальных производственных процессах.
Виды
Вертикально-фрезерные
В таких станках используются различные типы фрез, включая концевые, цилиндрические и фрезы другого типа. Существует возможность также выполнять сверление. Обрабатываются детали из чугуна, стали и разнообразных цветных металлов. Шпиндельная бабка часто также функционирует в качестве шестерни в процессе обработки. Рассматриваются два подтипа: с консольным оборудованием и без него.
Горизонтально-фрезерные
При этом типе шпиндель устанавливается горизонтально, что влияет на возможности обработки. На таких станках обрабатываются только мелкие детали. К тому же, можно делать пазы, обрабатывать углы. Привод шпинделя и индексация деталей осуществляются только при наличии дополнительного оборудования. Основание и консоль аналогичны таковым у вертикально-фрезерных станков, что позволяет использовать стабильные соединения для крепления основных компонентов.
Сверлильно-фрезерные
Как следует из названия, этот тип оборудования предназначен не только для фрезерования, но и для сверления. Станки этого типа могут функционировать как в горизонтальном, так и в вертикальном положении, а также обрабатывать наклонные плоскости. Совмещение этих процессов, выполняемое с регулярностью, позволяет значительно сэкономить пространство в производственных помещениях. Современные разработки даже позволяют осуществлять сверление под углом, а также предлагают функции автоматического реверса.
Универсальные
Этот широко охватывающий тип станков занимает свою неповторимую нишу в классификации фрезерных машин. Эти устройства используются преимущественно в мелкосерийных производствах и инструментарных цехах. На таких станках могут обрабатываться как вертикальные, так и горизонтальные поверхности, с обеспечением вертикального движения рук оператора. Конструкция позволяет выполнять работы эффективнее и быстрее.
Настольные
Настольный фрезерный станок характеризуется компактными размерами, что делает его подходящим для использования в мастерских и автосервисах. Его также можно применять в учебных заведениях для обучения. Фрезерный процесс можно легко осуществлять с помощью предназначенных для этого инструментов в горизонтальном положении, что увеличивает точность обработки благодаря высокой жесткости конструкции.
С ЧПУ
Профессиональные модели фрезерных станков с ЧПУ используют аналогичные принципы работы, которые свойственны другим версиям, связаны с блоком управления. Эти устройства могут выполнять сверление, растачивание и фрезерование. Станки с ЧПУ применяются в серийном, мелкосерийном, а также единичном производстве. Главным их преимуществом, особенно в контексте бесстольной группы, является высокая точность операций и возможность выполнять сложные обработки.
Автоматизация на данных станках позволяет достигать уровня производительности, значительно превышающего ручные операции, и ограничивать время цикла.
Эти характеристики делают автоматизированные фрезерные и режущие станки незаменимыми для:
- Автомобилестроения;
- Изготовления различных транспортных механизмов;
- Производства станков;
- Изготовления корпусов судов;
- Приборостроительной отрасли.
Широкоуниверсальные
Эти стационарные устройства предназначены для выполнения разнообразных фрезерных работ по стали, чугуну и многолегированным материалам. Главное отличие от горизонтальных фрезерных станков заключается в наличии дополнительной шпиндельной бабки, установленной на выдвижном шпинделе, которая может наклоняться под любым углом. Универсальные фрезерные станки могут осуществлять как параллельное, так и независимое управление двумя шпинделями, что существенно увеличивает производительность обработки.
Оснастка
Станина или основание фрезерного станка играет ключевую роль в обеспечении его устойчивости. Но устойчивость — это не единственная задача, которую она решает. Основные функции станка заключаются в следующем:
- удерживание рабочего инструмента (за это обычно отвечает патрон или держатель);
- расширение функциональных характеристик станка.
Фрезы различаются по получаемому профилю. В цилиндрических моделях зубья для обработки металла могут быть как прямыми, так и спиралевидными. Доступны также и боковые, угловые, кромочные фрезы, которые предназначены для обработки гладких поверхностей. Крепление фрезы к шпинделю осуществляется не только с помощью патронов, но и шпинделей. К обязательным дополнительным устройствам относятся:
- Краеискатель;
- Прижимы различных типов;
- Тиски;
- Угловые пластины;
- Поворотные и магнитные столы;
- Делительные головки;
- Вакуумные рабочие столы для мягких металлов;
- Сверлильные, долбежные и шлифовальные головки.
Как выбрать?
Перед тем как сделать выбор относительно фрезерного станка, важно определить его размеры и вес, учитывая место, где он будет установлен. Грузоподъемность транспортного средства, которое будет его доставлять, имеет большую значимость! Для домашних условий достаточно устройства с небольшой грузоподъемностью, тогда как для крупных мастерских или промышленных производств потребуется более мощная установка. При выборе стоит учитывать:
- Производительность;
- Доступные режимы работы;
- Особенности настройки;
- Отзывы о конкретных моделях;
- Репутацию производителей;
- Качество сервисного обслуживания.
Самый дешевый фрезерный станок — видео
Фрезерные станки различаются по размеру, конструкции, а также количеству доступных функций. Например, настольные фрезерные станки имеют компактные размеры и могут обрабатывать лишь одну плоскость. Универсальные фрезерные станки, напротив, способны обрабатывать заготовки массой до 200 кг. Каждый тип станка имеет свои специфические назначения и характеристики.
Вертикально-фрезерный
Вертикально-фрезерный станок классифицируется по расположению шпинделя — в вертикальном положении. Рабочий стол с заготовкой перемещается по осям X и Y, а также поднимается вертикально с помощью консоли для фрезерования:
- Фрезеровка;
- Сверление;
- Расточка;
- Вырезка пазов и канавок;
- Обработка углов.
Дополнительные операции могут выполняться при наличии специализированных приспособлений.
Горизонтально-фрезерный
Горизонтально-фрезерный станок предназначен для обработки небольших заготовок весом 250-300 кг, обрабатывая их с боков и сверху, а также для прорезания пазов. Основание и консоль устройства аналогичны таковым у вертикальных моделей. Стол на этом типе оборудования способен совершать продольные и поперечные перемещения. Консольная рама перемещается горизонтально по направляющим, установленным на основании.
Эти станки используются для позиционирования дисковых фрез, что позволяет обрабатывать верхние поверхности, придавать рельеф и вырезать пазы различной формы. Угловые и сверлильные головки обеспечивают возможность фрезерования, сверления и растачивания прямых бревен. Наклонные столы позволяют обрабатывать все плоскости, а также выполнять прямые и наклонные отверстия.
Сверлильно-фрезерный
Данный станок относится к классу одношпиндельных фрезерных устройств с вертикально установленным шпинделем. Стол такого станка способен перемещаться в продольном и поперечном направлениях. В моделях без консоли шпиндельный узел обеспечивается движением по направляющим, расположенным в передней части колонны.
С помощью сверлильного патрона, помещенного в шпиндель, осуществляется сверление поверхности. Сверлильно-фрезерный станок способен производить заготовки, подразумевающие массовое сверление. Благодаря этому все операции могут выполняться на одном станке.
Универсальный
В многофункциональных фрезерных станках стол может не только перемещаться линейно, но и вращаться вокруг вертикальной оси. Это дает возможность обрабатывать боковые стороны, верхние и другие поверхности заготовки без необходимости регулярного перезажима. Универсальный станок может быть оснащен как вертикальным, так и горизонтальным шпинделем.
Настольный бытовой, для домашней мастерской
Это небольшой фрезерный станок бесстоечного типа. При обработке металла он имеет стол с продольным и поперечным перемещением. При этом шпиндельный узел опускается вертикально. Фрезерные станки для работы с деревом имеют неподвижный стол с продольными направляющими по бокам, тогда как шпиндельный узел может перемещаться между стойками по поперечным направляющим. Вертикальное движение обеспечивает каретка, которая движется по направляющим.
Как выбрать фрезерный станок
Прежде чем выбрать фрезерный станок, крайне важно изучить его размеры, вес и место, куда он будет установлен. Если планируется установка станка на плите, необходимо, чтобы он мог выдерживать большие нагрузки и нагрузки, связанные с вибрациями. Также, чтобы правильно адаптировать устройство под нужды производства, необходимо выполнить проектные и монтажные работы по установке фрезерного станка в соответствии со всеми правилами и рекомендациями, указанными в инструкциях или сертификатах оборудования.
Помимо этого, важно учитывать и следующие факторы:
- Производительность.
- Возможности и режимы работы станка.
- Сложности, которые могут возникать при настройке устройства.
- Репутация производителя, включая отзывы о данный марках оборудования.
- Наличие и качество гарантийного и послегарантийного обслуживания.
ТОП-5 фрезерных станков по металлу по оценкам пользователей
Данный настоящий ТОП составлен на основе цен, но важно понимать, что третья позиция не означает, что она хуже первой — это лучший вариант в своей ценовой категории, а каждая из представленных моделей имеет свою уникальную ценность.
Фрезерный станок 6Т12
Основное предназначение модели 6Т12 заключается в фрезеровании цилиндрических поверхностей. При использовании дисковых или фасонных фрез задействуется горизонтальный шпиндель, тогда как для торцевых, концевых и шпоночных фрез используется вертикально вращающийся шпиндель.
Помимо фрезерования, этот станок может использоваться для операций сверления, растачивания, зенкерования и других процессов. При применении специальных инструментов также возможно выполнение долблений, свинчиваний и ряда других работ.
Фрезерный станок СФ-676
Эта модель предназначена для обработки цилиндрических заготовок. Как и в предыдущем варианте, могут использоваться как боковые, так и фасонные фрезы с горизонтальным шпинделем, а для вертикально вращающихся шпинделей — концевые, хвостовые и клиновые фрезы.
Фрезерный станок также может выполнять аналогичные операции как в предыдущем примере: сверление, растачивание, развертывание, точечное сверление, и также с применением дополнительных инструментов возможно выполнение резки, деления и других задач.
Фрезерный станок STALEX MUF50 DRO
Это универсальный фрезерный станок по металлу, укомплектованный цифровой индикацией по трем осям с автоматической подачей. Он используется для выполнения множества фрезерных операций на различных материалах, включая сталь, металлические сплавы, полимеры и чугун.
На данном оборудовании обрабатываются детали различными видами фрез, включая цилиндрические, дисковые, фасонные, концевые, модульные и червячные. Станок незаменим в производстве малых серий деталей благодаря простоте настройки и возможности быстрой смены инструмента.
Фрезерно-сверлильный станок Stalex BF45PF
Станок Stalex BF45PF способен обрабатывать поверхности из различных металлов, цветных сплавов и пластиковых материалов. Его основные функции включают торцевание, сверление под разными углами, резьбонарезание, а также защиту от коррозии.
Ключевыми преимуществами данного фрезерного станка являются компактная чугунная станина, направляющие типа «ласточкин хвост», обеспечивающие точность обработки, а также автоматическая подача по оси Z и мощный 2-скоростной двигатель.
Фрезерный станок Proma FPX-20E
Этот мини-фрезерный станок предназначен для обработки мелких деталей, созданных из металлических сплавов, цветных металлов и полимеров. Основными его преимуществами являются небольшие размеры и возможность подключения к обычной сети 220В, что делает его идеальным выбором для домашней мастерской или мелкосерийного производства.
