Преимущества горизонтально-фрезерного станка по металлу с ЧПУ: описание основных узлов

Общая конструкция и основные узлы

Фрезерные станки — это металлорежущее оборудование, в котором инструмент вращается. Заготовка неподвижно закреплена на столе и вместе с ней перемещается по трем осям относительно шпинделя. Основные компоненты оборудования:

• полый каркас, отлитый на массивном прямоугольном основании;
• консоль;
• стол;
• сундук;
• серьги;
• смена постели;
• блок питания в корпусе ручки;
• шпиндельный узел;
• электропривод.

Горизонтальные фрезерные агрегаты отличаются высокой производительностью. Рубанок обрабатывается многолезвийным инструментом. Устойчивое крепление заготовки к столу делает ее устойчивой и позволяет увеличить подачу и глубину резания.

Важно Тип станка определяется пространственным положением оси вращения шпинделя.

Управление оборудованием удобно для рабочего как при изготовлении единичных деталей, так и при крупносерийном производстве. Рычажное управление подачей и переключением скоростей дублируется клавиатурами. Все движения и вращения запускаются автоматически, что упрощает подключение ЧПУ.

К бревну крепятся угловая головка, суппорт диска и цилиндрическая фреза для обработки верхней поверхности детали, вырезания в ней пазов без переустановки заготовки.

Расточная головка проделывает отверстия любого диаметра и глубины в плоскости со стороны шпинделя. Набор аксессуаров превращает его в универсальное металлообрабатывающее оборудование. Детали сложной конфигурации проходят черновую и чистовую обработку во всех плоскостях с 1-2 реставрациями.

Классификация

Горизонтальные фрезерные агрегаты широко используются на предприятиях разного типа. Они делят:

• универсальный — общего назначения;
• специализированный;
• особый.

На крупных предприятиях и небольших мастерских широко используются универсальные модели. Установки, предназначенные для выполнения определенных технологических процессов, используются в цехах для производства конкретной продукции.

Все прямоугольные детали различной сложности изготавливаются на универсальном оборудовании. Это рейки, клинья, подушки и прочее.

К спецтехнике относятся, прежде всего, горизонтальные редукторы. Они оснащены подвижным шпинделем, меняющим свое положение в горизонтальной плоскости. Это необходимо для обработки стоек, колес, шестерен, червяков. В маркировке зубчатого оборудования первая цифра может быть 5.

По области применения

Фрезерное оборудование применяется в машиностроении, при производстве различной бытовой техники, при изготовлении строительных деталей. Применяются для обработки деревянных и пластиковых деталей мебели. Универсальность оборудования позволяет изготавливать сложные отдельные детали в ремонтных мастерских.

По типу проводимых работ

На станках общего назначения выполняются фрезерование, нарезка канавок, расточка канавок прямоугольных и плоских деталей. Специализированные модели изготавливаются для конкретных технологических процессов, таких как нарезание зубьев или нарезание шпонок и канавок.

Специальное оборудование способно выполнять только одну операцию фрезерования, на которую оно рассчитано.

Основные критерии для выбора

Станок подбирается исходя из вида работ, которые на нем будут выполняться, размера детали и производительности. Для изготовления небольших партий деталей подходят универсальные модели с набором инструмента для расточки, торцевания и обработки поверхностей перпендикулярно шпинделю.

Для крупносерийного производства и серийного производства созданы фрезерные станки с ЧПУ. Они могут работать отдельно, самостоятельно выполнять серию операций по графику, стоять в автоматических линиях и работать совместно с другим оборудованием.

Частота работы шпинделя

Скорость вращения шпинделя влияет на производительность и чистоту обработки. Фрезерные агрегаты различаются по частоте вращения шпинделя:

• низкая скорость, с асинхронным двигателем и ременной передачей;
• средняя скорость — электрошпиндели.

Скорость вращения шпинделя горизонтально-фрезерного станка варьируется в диапазоне 400-3500 об / мин. Шпиндели с низкой скоростью вращения следует выбирать для черновой и чистовой обработки стали и чугуна.

Скоростные электрошпиндели устанавливаются на модели с ЧПУ, гравировальное оборудование. Фрезерные станки с таким инструментом многофункциональны, приспособлены в основном для отделочных работ.

Скорость подач

Скорость подачи зависит от характеристик используемого материала и выбранного инструмента. Чем мягче обрабатываемый материал, тем выше подача. Для бронзы, пластика при глубине пропила 5-10 мм за проход допускается подача 12 мм / с.

Углеродистая сталь может обрабатываться на такую ​​же глубину со скоростью подачи 5-8 мм / сек. Хрупкий и твердый чугун режется со скоростью подачи 3 мм / сек.

Важно Древесина мягкая, но обрабатывается с низкой подачей и высокой скоростью. В противном случае образуются осколки и следы.

Как устроена конструкция станка

Горизонтально-фрезерные станки подразделяются на консольные и неконсольные. Их отличает возможность изменения расстояния между режущей плоскостью инструмента и деталью путем подъема стола. Консоль включает в себя все модели мелких и средних фрез, не нуждающихся в повышенной жесткости при работе, так как они не работают с крупными деталями. В консоли снимаются редуктор и подающий винт стола, быстроходные муфты. Бесконсольные станки используются для обработки крупных тел.

Станина

На станине смонтированы все устройства и механизмы фрезерного станка. Это основная конструкция, от которой зависит точность и качество выполненных работ. Она выполнена по схеме с расположением рабочих органов в разрыве линии, составляющей конструкцию буквы С. Станина изготовлена ​​из чугуна, имеет большую жесткость и массу. Это снижает вибрации инструмента во время работы, повышает чистоту реза за счет гашения вибрации в массивном основании.

Коробка подач

Различные материалы требуют индивидуальной подачи и скорости инструмента. Задача редуктора — изменение передаточного числа коленчатого вала и оси инструмента для регулировки условий резания. Рабочие размеры ящиков механической подачи — мин. От 400 до 600 мм.

Современные универсальные фрезы постепенно теряют механические элементы. У станка 6Т12Ф нет классической коробки передач. Он был заменен двигателем постоянного тока с высоким крутящим моментом. Использование такого решения на универсальном станке позволило сделать диапазон рабочих подач непрерывным. Преимущества непрерывного кормления:

• повысить жесткость конструкции за счет меньшего люфта механизмов;
• удвоить максимальную скорость обработки;
• повышение надежности машины.

Консоль

Консоль действует как орган регулировки рабочей высоты над столом. Он крепится на винт с отдельным узлом, который служит опорой. В корпусе консоли находится ящик для поступательных скоростей стола, ползуна, их ходовых винтов и скоростного механизма. Высота над столом регулируется перед началом работы и не меняется во время рабочего хода.

Коробка переключения скоростей

Привод главного движения фрезы оснащен асинхронными электродвигателями с частотой вращения 1500, 3000 об / мин. Поскольку технологические режимы обработки требуют индивидуального подбора, необходим механизм изменения частоты вращения фрезы. Для этого машина оснащена коробкой передач. Диапазон регулировки от 25 до 2500 об / мин.

Стол и салазки

Фрезерный стол — это основа для всех измерений и точка крепления заготовки. Точность помола изделия на нем зависит от точности выполнения его плана. На столе имеется Т-образный паз, в который устанавливаются крепежные болты. Кулачки концевого выключателя и измерительная ветвь гайки установлены сбоку на столе. В системе координат станка таблица называется координатой «Y».

Слайд — это координата X, по которой деталь перемещается в поперечном направлении. У них также есть кулачки гусеницы и конечность.

В процессе работы приводится в движение только одна координата. Одновременное движение по двум координатам возможно только на станках с независимым приводом, к которым относятся станки с ЧПУ.

2 Типы станков

Отметим, что консольно-фрезерные станки могут быть как бытовыми, так и профессиональными. Они позволяют обрабатывать детали весом от нескольких граммов до тысяч килограммов.

Плоские фрезы для фрезерного станка

По размерам оборудования консольно-фрезерные станки по металлу или дереву делятся на три группы:

• первая группа — легкое оборудование до 1 тонны;
• вторая группа — среднее оборудование массой от 1 до 10 тонн;
• третья группа — тяжелые агрегаты от 10 до 100 тонн;
• есть еще четвертая группа: специальные машины, масса которых превышает 100 тонн.

Любой из вышеперечисленных агрегатов может быть оснащен ЧПУ.

Второй критерий разделения консольно-фрезерных агрегатов на группы — режим управления. Управление станком может быть ручным, полуавтоматическим или автоматическим с ЧПУ.

1. Ручные машины требуют полного контроля со стороны оператора мельницы. Необходимо установить заготовку, включить станок, поднести режущий инструмент, отрегулировать траекторию и скорость резца, выключить станок, снять деталь.
2. Полуавтоматические устройства настроены на выполнение определенной циклической задачи. Оператор кладет деталь и запускает станок. Агрегат автоматически запускает запрограммированный цикл и останавливается. Затем оператор должен вынуть деталь из замка и выключить машину.
3. Автоматические агрегаты оснащены ЧПУ. В этом случае оператор фрезерного станка должен иметь возможность использовать не столько станок, сколько компьютер и соответствующие программы. Его задача — создать 3D-модель будущей детали и нарисовать траекторию движения фрезы, а также другие технические параметры станка. После передачи числового кода на станок, установки детали и запуска агрегата, станок с ЧПУ выполнит всю работу самостоятельно. Задача оператора — только наблюдать за его работой.

Горизонтально-фрезерный станок 6Р80Г с ручным управлением

2.1 Правила эксплуатации горизонтально-фрезерных агрегатов

В техническом паспорте любой модели консольно-фрезерного станка прописаны правила его монтажа, сборки и особенности эксплуатации. Однако существуют общие правила для любого типа ручного оборудования или оборудования с ЧПУ. Эти требования касаются организации технологического процесса и соблюдения работниками техники безопасности.

Первая задача инженера-технолога — выбрать и подготовить правильное место для установки агрегата. Подбирается исходя из габаритов и веса станка. Также важно наличие компенсации вибрации агрегата со стороны платформы, на которой он установлен. Пол под машиной должен быть твердым, обычно его заливают из прочного железобетона. Также могут быть установлены опоры с компенсирующими подушками.

Монтаж и обслуживание любого агрегата должен проводить специалист. Категорически запрещается эксплуатация агрегата при малейших технических неисправностях!

Сборка и регулировка станка должны выполняться квалифицированным специалистом

Кроме того, общие эксплуатационные требования к горизонтальным фрезерным станкам включают:

1. Оператор горизонтального фрезерного агрегата должен быть одет в специальную одежду. Использование защитных перчаток или рукавиц строго запрещено.
2. Все работы на станке должны выполняться оператором фрезерного станка в защитных очках.
3. Если обрабатываемая деталь весит более 20 кг, ее устанавливают на столешницу с помощью подъемных механизмов.
4. При возникновении вибрации или аномальной вибрации машину необходимо немедленно остановить. Чаще всего такая неисправность вызвана неправильной установкой фрезы.
5. Часто на устройствах горизонтального фрезерного типа устанавливается дополнительный отвод стружки. Но даже в этом случае рабочий должен тщательно очистить станок от стружки и пыли.

2.2 Горизонтально-фрезерный станок AWEA AH-630 (видео)

Маркировка

По общепринятым стандартам первая цифра указывает, к какой группе принадлежит машина. Все фрезерные станки отмечены цифрой «6». Исключение составляет оборудование для изготовления зубчатых колес под номером 5.

Буква является второй и указывает на серию модели и ее конструктивные особенности. На горизонтально-фрезерном оборудовании следующие цифры обозначают размер стола:

• 10 и 80 — 200 × 800 мм;
• 11 и 81 — 250 × 1000 мм;
• 12 и 82 — 320 × 1250 мм.

За цифрами стоит буква, обозначающая класс точности станка. Буква M в конечном итоге означает «модернизированный».

Особенности станка с числовым управлением

В основе горизонтально-фрезерных станков с ЧПУ лежит та же основа, что и у универсалов. Они кардинально различаются по организации согласованного устройства и инструмента. Место механических регуляторов регулировки скорости движения занимают высокомоментные сервоприводы, а вместо конечностей появляются оптические энкодеры. Основной блок заменен частотно-регулируемым блоком, что позволяет полностью исключить промежуточные механизмы между двигателем и шпинделем.

Такая конструкция станка продиктована необходимостью проверки текущего положения всех систем и механизмов с опоры ЧПУ. Эти данные вводятся в память компьютера, и на их основе выдаются команды движения.

Конструкция станков с ЧПУ стала проще и надежнее за счет отсутствия большого количества механизмов. Их функции переданы программному обеспечению. С заменой ненадежных шестерен на прямые приводы увеличились скорость и точность обработки, появилась возможность перемещать деталь по всем координатам одновременно с регулируемой скоростью подачи.

Возможности оборудования с ЧПУ

Производство больших партий сложных деталей доверено фрезерно-фрезерным станкам с ЧПУ. Преимущество оборудования:

• минимальное занятие рабочего, только чтобы установить кусок;
• высокая точность и чистота обработки;
• полное производство с одной установки;
• высокая производительность.

Станок с несколькими инструментальными головками выполняет все технологические операции, заменяя автоматические линии.

Ссылка! Недостатком станков с ЧПУ является дороговизна программирования. Небольшие партии деталей не окупаются.

Обзор популярных моделей

В машинном парке любой компании фрезерные станки составляют до трети всего оборудования. Для массового производства требуется оборудование с ЧПУ, небольшие горизонтальные фрезерные агрегаты подходят для ремонтных мастерских и производителей различных устройств. Чаще всего специалистов интересуют следующие модели.

6Т82Г

Станок применяется как для изготовления отдельных деталей, так и при серийном производстве изделий. В нем установлена ​​жесткая мощная кровать. Во время черновой обработки скорость резания и подача выше, чем у сопоставимого оборудования.

Характеристики:

• стол площадью 320х1250 мм;
• продольное перемещение стола 800 мм;
• поперечный ход 320 мм;
• расстояние от стола до оси вращения 30-450 мм;
• частота вращения шпинделя 1600 об / мин;
• максимальный вес заготовки — 1000 кг.

6Т82

Первые станки были выпущены в 1970 году. Удобство в эксплуатации, точность размеров и высокая надежность станка по достоинству оценены специалистами. Модель востребована в домашних условиях и в ремонтных мастерских для изготовления отдельных деталей сложной конфигурации.

Характеристики:

• размер стола 320 × 2150 мм;
• вес самой большой части — 250 кг;
• продольное перемещение стола 800 мм;
• поперечный ход 240 мм;
• число оборотов шпинделя 18.

Консольно-фрезерный станок по металлу 6Р13 с ЧПУ

Модель с турелью с числовым программным управлением. Предназначен для обработки деталей сложной формы. На оборудовании обрабатываются инструментальные стали и высоколегированные стали с высокой твердостью. Смена инструмента происходит автоматически.

Характеристики:

• класс точности H;
• максимальный диаметр фрезы 40 мм;
• концы 125 мм;
• биты 30 мм;
• размер стола 400 × 1600 мм;
• частота вращения шпинделя 18;
• скорость вращения 40-2000 об / мин;
• количество инструментов в головке 6 шт.

На всех предприятиях, обрабатывающих металл, дерево и другие материалы, востребованы фрезерные станки. На них изготавливают детали взамен сломанных, изготавливают различные приспособления, небольшие партии продукции.

На производстве установлено компактное многофункциональное оборудование. Станки с ЧПУ производят сложные детали по программе, практически не требуя внимания оператора.

Область применения

Сфера применения горизонтально-фрезерных станков очень разнообразна. Перечислим материалы, над которыми можно работать:

• черные металлы и чугун;
• цветные и драгоценные металлы;
• деревянный;
• полимерные материалы, пластики.

По типу операций, выполняемых на машинах этого типа, они делятся на:

• продольное фрезерование;
• толщина;
• скучный горизонтальный.

Продольные фрезы по металлу используются при черновой обработке, выполнении канавок, расширенных полостей, торцевании и резании дисковыми фрезами.

Прокладки используются в деревообрабатывающей промышленности для калибровки плит по толщине. Их отличает механизированная подача обрабатываемого материала.

Горизонтально-расточные станки используются на промышленных линиях по производству автокомпонентов, в ремонтных мастерских.

Использование поворотных столов и УСП (универсальных сборочных устройств) позволяет расширить радиус действия станков этого типа. Одна из целей при установке детали в делительную головку — нарезка зубчатых элементов.

Возможности горизонтально-фрезерного центра Haas EC-400 с двумя паллетами

Выбираем модель по техническим характеристикам

Параметры оборудования задаются применяемым на предприятии технологическим процессом. Например, в ремонтных мастерских широко используются малые станки 6Т82, 6Т83. Маршрутизатор этого типа подходит для небольшого магазина по размеру, мощности и стоимости.

По частоте шпинделя

Черновая и фрезерная обработка не требует высокой чистоты обработки. Для этого вида работ достаточно тихоходных шпинделей с частотой до 2500 тысяч об / мин. Они приводятся во вращение ременной передачей через редуктор с ручным или механизированным вариатором. К этим моделям относятся машины 676П, 6Т82, 6Т83, НГФ-110-Ш4.

Шпиндели средней частоты используются в большинстве фрез общего назначения. Их частоты колеблются от 0 до 12000 об / мин. Передача от двигателя ременная, прямая, без промежуточных шестерен. Этой частоты достаточно для отделки всех материалов, в том числе сыпучих и камнеобразных. Представитель станка с таким шпинделем — Starlex WFM 750.

Частоты от 12000 до 18000 — это высокочастотный диапазон. Используется в украшениях и зубных протезах. Эти шпиндели уже относятся к прецизионным механизмам с прямым соединением ротора двигателя и конуса инструмента. Из-за сильного нагрева требуется принудительное охлаждение. Их используют при обработке ценных пород дерева, в производстве мебели, в производстве протезов и часов,

Обороты от 18000 и выше — это сверхскоростной диапазон. Их используют в микроэлектронике, микрохирургии, ювелирном деле. Они выполнены в виде монолитных электрошпинделей с жидкостными или пневматическими подшипниками и принудительным охлаждением диэлектрическим теплоносителем.

Высокоскоростные шпиндели редко используются на горизонтальных станках — они относятся к вертикальным типам. Чаще всего такое оборудование изготавливается на заказ, для специализированных и узконаправленных операций.

По скорости

Скорость движения зависит от конструкции приводных механизмов. Чугунные полозья на станине имеют множество преимуществ по точности работы, жесткости обработки, невысокой стоимости ремонта, но ограничивают скорость передвижения и обладают низким ресурсом. Большая площадь трущихся поверхностей вынуждает использовать более мощные силовые двигатели. В сочетании с приводом привода от пары винт-гайка скорость такой системы не превышает 1000 мм мин.

Шариковые рельсовые направляющие представляют собой новый этап в развитии станкостроения. Это универсальные силовые элементы, которые используются в широком спектре станков. Простота монтажа, широкий выбор моделей, технологичность, минимальное сопротивление трению — вот их основные преимущества. Они используются во всех типах современных фрез, особенно с компьютерным управлением. Поскольку требуемые для классических направляющих мощные сервоприводы значительно увеличивают стоимость всего станка, такие модели дороже универсальных механических аналогов: при использовании шарико-винтовых пар они могут обеспечить скорость подачи до 50 000 мм мин.

Читайте также: Привязка инструмента на станках с ЧПУ: когда нужно, варианты, опыт