Классификация, назначение и устройство фрезерных станков.

[Фрезерные станки] – необходимые устройства для всех, кто работают с металлом.

Конструктивные особенности оборудования

Настольный фрезеровальный станок

Для анализа функциональных возможностей оборудования следует детально изучить его устройство и компоновку. Процесс фрезерования переставляет собой особый тип обработки в результате которого на поверхности заготовки формируются углубления, канавки или отверстия сложной формы. Для выполнения этой работы можно использовать пальчиковые или дисковые фрезы.

Конструктивно модели оборудования могут отличаться друг от друга. Но при этом реализовывается единый принцип обработки – смещение вращающейся фрезы относительно поверхности детали, в результате чего происходит удаление излишка материала. В настольных моделях заготовка жестко крепится на рабочем столе, а обработка происходит с помощью горизонтально или вертикально расположенной фрезы.

Несмотря на возможную разницу в конструкции стандартная компоновка фрезерного станка по металлу состоит из следующих компонентов:

  • консольный рабочий стол. Предназначен для фиксации заготовки с помощью механических зажимов или магнитного устройства;
  • система подач рабочего стола. Она необходима для продольных и поперечных смещений детали относительно фрезы;
  • шпиндельная головка. На ней крепится обрабатывающий инструмент. В зависимости от типа конструкции может располагаться горизонтально, вертикально или на гибком хоботе;
  • блок с электродвигателем и коробкой скоростей. С их помощью происходит передача крутящего монета на вал шпиндельной головки. Коробка передач нужна для изменения скорости вращения фрезы.

Дополнительно в состав оборудования может быть включен блок подачи охлаждающей жидкости. Это необходимая мера при высокоскоростной обработке металлических заготовок или деталей, изготовленных из высокопрочных сортов стали. Если в настольной модели такого механизма нет – можно установить систему подачи самостоятельно или охлаждать зону обработки вручную.

Блок управления может располагаться на лицевой части оборудования или на отдельном регулируемом кронштейне. Первый вариант распространен для настольных моделей, напольные же обладают большими размерами и поэтому управление вынесено за пределы зоны обработки.

Классификация фрез по металлу

Этот инструмент различают:

  • по месту нахождения режущих частей;
  • по направлению (винтовые, наклонные и т. д.);
  • по креплению режущих элементов;
  • по их заточке;
  • по конструкции инструмента (сборный, монолитный, составной);
  • по их материалу.

Цилиндрические фрезы

Такой тип используется для горизонтально-фрезерных станков, предназначенных для обработки плоскостей. Цилиндрические фрезы могут быть:

  • с винтовыми зубьями;
  • с прямыми зубьями.

Инструмент с винтовыми зубьями работает довольно плавно и его широко используют на предприятиях. Фрезы, имеющих прямые зубья, применяют только для обработки узких плоскостей, где достоинство инструмента с винтовыми зубьями не оказывает на процесс резания большого влияния. Изготавливается такой вид из быстрорежущей стали и оборудован в основном винтовыми, твердосплавными или плоскими пластинками.

Торцовые фрезы

Этот вид применяется чаще всего для обработки плоскостей на вертикально-фрезерных устройствах. В отличие от цилиндрического типа, где фреза является профилирующей и образует поверхности детали, у торцевого вида рабочими остаются вершины острых кромок зубьев.

Сами торцевые кромки являются дополнительными, а основная работа осуществляется боковыми заостренными кромками, которые находятся снаружи этой детали. Даже имея небольшую величину припуска, такой инструмент обеспечивает довольно ровную работу. Это происходит из-за того, что угол соприкосновения у торцевых фрез с обрабатываемой деталью зависит не от показателя припуска, а от диаметра режущего инструмента и ширины процесса фрезерования.

Читайте также:  Бензогенераторы 3 квт цены какой лучше по отзывам

По сравнению с цилиндрическим типом, торцовая фреза является более жесткой и массивной. Это обеспечивает удобство размещения и надежность закрепления режущих элементов и оснащение их твердыми сплавами. Торцовое фрезерование характеризуется гораздо большей производительностью. Именно поэтому на сегодняшний день работы по фрезерованию плоскостей осуществляются торцовыми видами инструмента.

Дисковые фрезы

Этот вид представляет собой необходимое и современное оборудование, которое используется при фрезеровании канавок и пазов. Дисковый инструмент бывает трех видов:

  • пазовый;
  • двусторонний;
  • трехсторонний.

У пазовых дисковых фрез зубья располагаются только на цилиндрической поверхности и используют их для обработки неглубоких пазов. Двусторонние дисковые фрезы, кроме зубьев, расположенных на торце, имеют зубья, находящиеся на поверхности. Особенностью трехсторонних дисковых инструментов является то, что зубья находятся не только на обоих торцах, но и на поверхности.

Дисковые фрезы имеют высокую производительность, несмотря на то, что у них часто срезаны зубья.

Чтобы прорезать на деталях шлицы и узкие пазы, используют топкие дисковые фрезы, называемые пилами. У такого оборудования то с одного, то с другого торца начинают затачивать фаски. Обычно фаска срезает половину длины режущей кромки. Именно из-за этого каждый зуб срезает стружку такой ширины, которая будет меньше ширины прорезаемого паза. Благодаря этому стружка более свободно начинает размещаться во впадине зуба и улучшается ее отвод. Если ширина среза будет соответствовать ширине паза, то в этом случае торцы стружки будут соприкасаться с боковыми сторонами прорезаемого паза. Это будет затруднять свободу размещения стружки во впадине зуба, в результате чего дисковая фреза может сломаться.

Угловые и концевые фрезы

Угловое оборудование применяют при фрезеровании наклонных плоскостей и угловых пазов. Одноугловые виды обладают режущими кромками, расположенными на торце и конической поверхности. Двухугловые виды имеют режущие кромки, которые располагаются на двух конических поверхностях.

Концевые фрезы используются для обработки глубоких пазов в корпусных деталях уступов, контурных выемок, а в шпинделе станка крепятся цилиндрическим или коническим хвостовиком. У такого оборудования основную работу, связанную с резанием, осуществляют главные режущие кромки, которые располагаются на цилиндрической поверхности. А вот вспомогательные режущие кромки производят зачистку дна канавки. У таких фрез зубья обычно винтовые или наклонные.

Шпоночные фрезы

Они являются разновидностью концевых фрез и представляют собой шпоночный двузубый инструмент. Такой шпоночный инструмент наподобие сверла способен углубляться в материал заготовки во время осевой подачи и сверлить отверстие, а затем дальше продвигаться вдоль канавки. Во время осевой подачи основная работа резания осуществляется торцовыми кромками. Одна из них обязательно должна доходить до оси фрезы для обеспечения сверления отверстия.

Достоинства станков, предназначенных для работы с металлом

  • Конструкция станка жёсткая, он прочный и может выдерживать большие нагрузки. Качество резки при этом не снижается.
  • Один станок — много задач. Его можно перенастроить под другую задачу, сохранив при этом настройки. В дальнейшем не придётся заново выставлять всё вручную. Станок может всё. Ну или почти всё. Не только кроить или разрезать листы, но и создавать объёмные детали, наносить гравировку.
  • Высокая скорость работы. Станку не надо ходить на обед, он не может устать или заболеть. Поэтому он быстро и качественно выдаёт большие объёмы.
  • Всё ЧПУ оборудование можно модернизировать, чтобы облегчить работу. Например, поставить улавливатель стружки, дополнительное охлаждение и др.
  • Фрезерный станок долговечен. Если за ним ухаживать, он прослужит десяток лет.

Основные принципы классификации инструмента

Фрезы – многолезвийный режущий инструмент, обрабатывающий детали при вращении вокруг своей оси. На фрезерных станках выполняется большой объем различных операций. Под каждый вид свой инструмент.

Фрезы классифицируют по нескольким признакам:

  • размер – диаметр;
  • количество лезвий;
  • материал режущих кромок;
  • направление;
  • заточка;
  • конструкция;
  • крепление пластин;
  • форма режущих кромок.

Независимо от конструкции, инструмент имеет рабочую часть, хвостовик, закрепляющийся в шпинделе или цанге и шейку – зауженный участок между ними.

Материал изготовления

Режущие кромки фрез изготавливают из инструментальных сталей:

  • углеродистых;
  • легированных;
  • быстрорежущих.

Обработка заготовок из отожженных и нормализованных сталей – мягких и средней твердости, используют инструмент с рабочей частью из металла марки У12А, 9ХС, ХГ, ХВГ и ХВ5. Режим работы на малых подачах. Для обработки на ускоренной подаче, используют фрезы из Ст Р18 или заменяют их менее износостойкими из Ст Р9.

Высоколегированные, жаропрочные и нержавеющие стали обрабатывают фрезами из быстрорежущих сталей Р9К10 – основной легирующий элемент кобальт и Р18Ф2 с добавлением ванадия.

После закалки финишная обработка поверхности производится сборными фрезами с пластинами:

  • металлокерамические;
  • минералокерамические.

Пластины маркируются вольфрамовые ВК6, ВК8, титановольфрамовые ТК10, Т30К6.

Справка! Режущие кромки делают из твердых сплавов с высокой износостойкостью. Хвостовики фрез из пластичного металла с высоким сопротивлением на кручение и удар: Ст 45, Ст 40Х, инструментальные У8, У10.

Направление обработки

Направление вращения фрезы при обработке устанавливается:

  • правое – по часовой стрелке;
  • левое.

Оно определяется заточкой фрезы, позиционированием режущей кромке.

Справка! Если в маркировке фрезы не указано направление, то это стандартный инструмент с правым рабочим вращением.

Вид заточки

При заточке снимается слой твердого металла, восстанавливается острота режущей кромки и угол реза к. Толщину снятия определяют образовавшиеся во время работы сколы, зазубрины, заусенцы. Они должны полностью уйти. Большинство видов фрез имеют длинную линию режущей кромки. Необходимо выдержать конфигурацию и размер по всей длине. Ручная заточка инструмента невозможна.

В зависимости от формы зуба заточка производится разными способами:

  • по передней поверхности;
  • затыловка;
  • контурная.

По передней поверхности затачиваются зубья с перпендикулярным расположением кромки относительно контура – впадины, у которых угол ɣ равен 0. Наклонный зуб с углом ɣ ˃ 0, затачивается по затыловочной поверхности.

Справка! При затыловке инструмента, диаметр фрезы уменьшается.

Фасонные, торцевые и другие инструменты для обработки одновременно в 2 и более плоскостях, имеют несколько линий режущих кромок. Они затачиваются по контуру. Точность контура гарантирует применение шаблона или использование заточного оборудования с ЧПУ или специальной программой.

Читайте также:  4 способа, как врезать профильную трубу в трубу без сварки

Важно!

Некоторые фрезы, предназначенные для глубокой фрезеровки и создания сложных конфигураций, затачиваются по контуру или передней поверхности с затыловкой. Это обеспечивает свободный отвод стружки.

Конструкция

Конструкция инструмента зависит от его размеров и типа:

  • цельные — монолитные;
  • сборные – наборные;
  • составные.

Цельные изготавливаются из одного куска инструментальной стали. К ним относится инструмент небольших размеров для обработки металла средней твердости. Сборные фрезы имеют корпус с легированной стали и приваренный к нему хвостовик с конусом. Зуб крепится механически. У составных фрез режущие пластины вставляются в пазы, и привариваются или припаиваются к корпусу.

Виды металлорежущих станков

Агрегаты для резки металла бывают весьма разнообразными. Вот их основные категории:

  1. Станки фрезерной группы. Среди бесконсольных выделяют гравировальные, копировальные, продольные и вертикальные установки. Среди консольных — широкоуниверсальные, горизонтальные и вертикальные устройства.
  2. Токарные. Они могут быть карусельными, лобовыми, сверлильно-отрезными, револьверными, копировальными многорезцовыми, одно- либо многошпиндельными, а также специализированными (то есть автоматами или полуавтоматами).
  3. Шлифовальные. Они бывают кругло-, внутри- или плоскошлифовальными. Сюда же относятся разные типы заточных и специализированных агрегатов, полировального и обдирочного оборудования.
  4. Строгальные. Это протяжные устройства вертикального либо горизонтального типа, а также продольные модели с одной или двумя стойками.
  5. Разрезные. Это правильно-отрезные устройства, а также станки, оснащенные гладкими металлическими дисками либо абразивными кругами. В эту же категорию попадают модели с резцами либо пилами — ножовочными, дисковыми, ленточными.
  6. Агрегаты для обработки компонентов резьбовых и зубчатых соединений. Они могут быть зубоотделочными, зубофрезерными, резьбо-фрезерными, резьбонарезными, резьбо- и зубошлифовальными, проверочными, для обработки элементов червячных пар и торцов зубьев, а также зубострогальными для цилиндрических зубчатых колес или зуборезными для работы с коническими колесами.
  7. Модели для сверления и расточки. Их оснащают одним либо несколькими шпинделями. Расточные агрегаты бывают горизонтальными, алмазными либо координатными, сверлильные станки — радиальными, горизонтальными либо вертикальными.

Существуют и другие разновидности агрегатов, не относящиеся ни к одной из вышеперечисленных категорий. К примеру, станки бывают пилокасательными, опиловочными, делительными, балансировочными, бесцентрово- и правильно-обдирочными и так далее.

Как устроена конструкция станка

Конструкция любых станков практически идентичная, если суть по основным узлам. А вот мелкие детали различаются — этим и обуславливается функциональность и сфера использования.

Станина

Станина является устойчивой базой станка на которой располагаются основные конструктивные детали — коробка скоростей и вал шпинделя. Она побирается таким образом, чтоб быть максимально удобной в использовании.

Коробка подач

Коробка подач фрезерного станка обеспечивает быстрые перемещения оси, консоли и салазок. В зависимости от типа оборудования изменяются особенности и число подач.

Консоль

Консоль выступает основной деталью станка. Двигается консоль при включении прибора по направляющим станинам. На последние монтируется коробка передач.

Коробка переключения скоростей

Коробка переключения скоростей управляется электрический частью агрегата. Это устройство передает вращение шпинделю, а он фрезам. При этом эффективность и безопасность работы зависит и от узла, так как он определяет скорость движения, остановку.

Стол и салазки

Как устроена конструкция станка

Стол в зависимости от вида станка может не иметь возможности вращения, или же обладать ей (вертикальный, горизонтальный, круговой, поступательный, крестовый и другие виды движения). Салазки наиболее удобны те, что обладают поворотным устройством.