Основные узлы и устройство фрезерного станка. Основные узлы и механизмы фрезерных станков. Контрольные вопросы к лабораторной работе

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Кинематический расчет и построение структурной сетки коробки скоростей горизонтально-фрезерного станка мод. 6Р82.Конструктивные особенности

Особенности основных узлов и механизмов станка

Цель работы:

1. Ознакомится с компоновкой и основными узлами горизонтально - фрезерного

Станка мод. 6Р82.

2. Научиться выполнять кинематический расчет и построение структурной

сетки коробкискоростей горизонтально-фрезерного станка мод. 6Р82.

Порядок выполнения работы :

Ознакомиться с описанием «Лабораторной работы».

Фрезерование представляет вид обработки резанием при по­мощи инструмента, называемого фрезой. Фреза является режущим инструментом с несколькими зубь­ями, каждый из которых пред-ставляет собой простейший резец. Фреза при вращении врезается зубьями в надвигающуюся на нее заготовку и каждым зубом срезает с ее поверхности струж­ку. После окончания прохода фреза сни-мет с обрабатываемой поверхности заготовки слой металла. Поверхность, полученная после прохода фрезы, называется обработанной поверхностью . Поверхность, образуемая на обрабаты-ваемой заготовке непо­средственно режущей кромкой фрезы, называется поверхностью резания.

В зависимости от расположения оси фрезы относительно об­рабатываемой поверхности различают фрезерование цилиндри­ческой фрезой и торцовой фрезой. Вращательное движение фрезы назы-вается главным движе­нием , а поступательное движение заготовки - движением пода­чи . Оба эти движения должны осуществляться фрезерным стан­ком. Главное движение, т. е. вращение фрезы, определяется чис­лом оборотов шпинделя станка в минуту, подача определяется величиной минутного перемещения стола станка с закрепленной на нем заготовкой относительно фрезы.

Схемы обработ­ки заготовок на станках фрезерной группы (рис. 1) включают в себя обработку как плоскостей, так и фасонных поверхностей.

1. Горизонтальные плоскости фрезеру­ют горизонтально-фрезерных станках цилиндричес-кими фрезами (рис. 1, а) и на вертикально-фрезерных станках торцовыми фрезами (рис. 1, б). Цилиндриче­скими фрезами целесообразно обрабаты­вать горизонтальные плоскости шириной до 120 мм. В большинстве случаев плос­кости удобнее обрабатывать торцовыми фрезами вследствие большей жесткости их закрепления в шпинделе и более плав­ной работы, так как число одновре-менно работающих зубьев торцовой фрезы больше числа зубьев цилиндрической фрезы.

2. Вертикальные плоскости фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках тор­цовыми фрезами (рис. 1, в) и торцовы­ми фрезерными головками, а на верти­кально-фрезерных станках концевыми фрезами (рис. 1, г).

3. Наклонные плоскости фрезеруют торцовыми (рис. 1, д) и концевыми фрезами на вертикально-фрезерных стан­ках, у которых фрезерная головка со шпинделем поворачивается в вертикаль­ной плоскости. Наклонные плоскости не­большой ширины фрезеруют на горизон­тально-фрезерном станке дисковой одноугловой фрезой (рис. 1, е).

4. Комбинированные поверхности фре­зеруют набором фрез (рис. 1, ж) на горизонтально-фрезерных станках. Точ­ность взаиморасположения обработанных поверхностей зависит от жесткости крепления фрез по длине оправки. С этой це­лью применяют дополнительные опоры (подвески), избегают использования несо­размерных по диаметру фрез (рекомен­дуемое отношение диаметров фрез не бо­лее 1.5).

Рис. 1. Схемы обработки заготовок на фрезерных станках

Рис. 2. Горизонтально-фрезерный станок мод. 6P82:

1-основание; 2 - станина: 3 - консоль; 4-салазки 5-стол;

Шпиндель: 7 - хобот

Рис. 3. Кинематическая схема горизонтально-фрезерного станка мод. 6Р82

5. Уступы и прямоугольные пазы фре­зеруют концевыми (рис. 1, з) и диско­выми (рис. 1, и) фрезами на вертикаль­но- и горизонтально-фрезерных станках. Уступы и пазы целесообразнее фрезе­ровать дисковыми фрезами, так как они имеют большее число зубьев и допускают работу с большими скоростями резания.

6. Фасонные пазы фрезеруют фасонной дисковой фрезой (рис. 1, к ), угловые пазы – одноугло-вой и двухугловой (рис. 1, л ) фрезами на горизонтально-фрезерных станках.

7. Клиновой паз фрезеруют на верти­кально-фрезерном станке за 2 прохода: прямоугольный паз концевой фрезой, затем скосы паза - одноугловой фрезой (рис. 1, м ).

8. Т-образные пазы (рис. 1, н ), которые широко применяют в машино­строении как станочные пазы, например, на столах фрезерных станков, фрезеруют за 2 прохода: вначале паз пря­моуголь-ного профиля – концевой фрезой, затем нижнюю часть паза - фрезой для Т-образных пазов .

9. Шпоночные пазы фрезеруют конце­выми или шпоночными (рис. 1, о) фре­зами на вертикаль-но-фрезерных станках. Точность получения шпоночного паза - важное условие при фрезеровании, так как от нее зависит характер посадки на шпон­ку сопрягаемых с валом деталей. Фрезеро­вание шпоночной фрезой обеспечивает получение более точного паза; при пере­точке по торцовым зубьям диаметр шпо­ночной фрезы практически не изменяется.

10. Фасонные поверхности незамкнутого контура с криволинейной образующей и прямоли-нейной направляющей фрезеруют на горизонтально- и вертикально-фрезер­ных станках фасонными фрезами соответ­ствующего профиля (рис. 1, п ). Применение фасонных фрез эффектив­но при обработке узких и длинных фасон­ных поверхностей. Широкие профили об­рабатывают набором фасонных фрез.

11. Горизонтальные, вертикальные, на­клонные плоскости и пазы одновременно обраба-тывают на продольно-фрезерных двухстоечных станках торцовыми и кон­цевыми фрезами с движением продольной подачи стола, на котором в приспособле­нии закреплена корпусная заготовка (рис. 1, р ).

12. Горизонтальные плоскости по методу непрерывного фрезерования обрабатыва­ют на карусельно-фрезерных станках торцовыми фрезами (рис. 1, с ). Заго­товки устанавливают в приспо-соблениях, равномерно расположенных по окружно­сти стола, и сообщают им движение кру­говой подачи. Заготовка сначала проходит черновую обработку (размер Н 1 ), а затем фрезой, установленной во втором шпин­деле, обрабатывается окончательно (раз­мер Н г ).

13. Пространственно-сложные поверхно­сти обрабатывают на копировально-фрезерных полуавтоматах (рис. 1, т ). Обработку производят специальной концевой фрезой. Фрезерование ведут по 3-м координатам: х, у, z (объемное фрезерование).

Изучить назначение основных узлов горизонтально - фрезерного станка мод. 6Р82

(рис. 2). Выполнить компоновочный эскиз станка с указанием основных узлов.

3. Разработать технологические наладки обработки деталей на горизонтально-фрезерных

станках (по рис. 1).

4. Построить кинематическую схему коробки скоростей (рис. 3) станка мод. 6Р82

(ширина зубчатых колес не менее 5 мм, Ǿ минимальной шестерни не менее 15 мм).

5. Построить структурную сетку коробки скоростей станка мод. 6Р82 (ширина и

высота не менее 120 мм ).

Практическая работа № 4

Тема: «

Цель: Ознакомиться с основными узлами универсального консольно-фрезерного станка

Вопросы:

Для ознакомления с основными узлами универсального консольно-фрезерного станка, необходимо ответить на следующие вопросы:

1 На какие группы делятся фрезерные станки?

2 Типоразмеры фрезерных станков.

3 Классификация фрезерных станков.

4 Отличительные особенности консольно – фрезерных станков. Их разновидности

5 Чем отличаются вертикально – фрезерные от горизонтально - фрезерных станков.

6 Назначение универсального горизонтального консольно – фрезерного станка.

Порядок выполнения работы:

1. Ответить на вопросы.

   Опишите устройство консольно – фрезерного станка.

   Опишите основные узлы универсального консольно – фрезерного станка и его конструктивные особенности.

   Опишите основные движения в станке:

а) главное движение

б) движение подачи

Вывод:

Практическая работа № 4

Тема: « Основные узлы универсального консольно-фрезерного станка»

Разнообразие операций, выполняемых фрезами различных типов, чрезвычайно велико. На фрезерных станках возможно получить почти все виды поверхностей. Фрезерные станки широко применяются в инструментальном производстве.

Главное движение - вращение шпинделя вместе с закрепленной фрезой. Движение подачи сообщают столу с закрепленной на нем заготовкой.

Универсально-фрезерный станок мод. 6Н82

Станок консольного типа предназначен для различных универсальных работ. Универсально-фрезерным станок называется потому, что стол может быть повернут относительно вертикальной оси.

Техническая характеристика и жесткость станка позволяют полностью использовать инструменты для скоростного фрезерования.

Техническая характеристика станка:

рабочая поверхность стола 1250 X 320 мм,

число скоростей шпинделя 18; пределы чисел оборотов шпинделя 29-1500 об/мин;

число подач 18;

пределы величин подач продольных и поперечных 19-930 мм/мин, вертикальных 6,33-310 мм/мин;

мощность электродвигателя 7 кет;

поворот стола 45°.

Рис. 1. Универсально-фрезерный станок мод. 6Н82

На фундаментной плите установлена станина 3. Плита выполнена в виде корыта для сбора охлаждающей жидкости.

Станина 3 выполнена коробчатой формы. С передней стороны на боковой части имеются направляющие для перемещения консоли 17.

На в ерху станины перемещается хобот 9, а внутри нее смонтирована коробка скоростей 8 с приводом от фланцевого элекродвигателя - 6.

Консоль17 служит для монтажа поперечных салазок 16, поворотной части стола 13 и коробки подач 2. Поперечные салазки перемещаются по направляющим консоли в поперечном направлении вместе с поворотной частью 15. Рабочий стол 13 монтируется в направляющих поворотной части 15 и перемещается по ним. Он может быть повернут по круговым направляющим нижней половины поворотной части. На верхней поверхности стола выполнены три Т-образных: паза Два из них служат для закрепления приспособлении и длительной головки, а соедини паз - для выверки их на параллельность оси стола. Для увеличения жесткости хобот 9 соединяется с консолью с помощью поддерживающих стоек 14.

Оправки с инструментами вставляются одним концом в коническое отверстие шпинделя 10, а другим - в отверстие люнета 12. Используя перемещения консоли поперечных салазок и стола, заготовка может перемещаться в вертикальном, поперечном и в продольном направлениях.

Фрезерные станки

Фрезерные станки имеют весьма широкую область примене ния и разделяются на две основные группы: станки общего назна чения и специализированные.

К первой группе относятся станки консольные и бесконсольные, продольно-фрезерные, станки не прерывного фрезерования (карусельные и барабанные).

Ко вто рой группе относятся станки копировально-фрезерные, зубофре зерные, резьбофрезерные, шпоночно-фрезерные, шлицефрезер ные и др.

Типоразмеры станков характеризуются площадью рабо чей (крепежной) поверхности стола или размерами обрабатывае мой заготовки (при зубо- и резьбообработке). По указанному при знаку станки имеют пять градаций:

Размер Площадь поверхности стола, мм

0 200 x 800

1 250 х 1000

2 320 x 1250

3 ………………………………………………………… 400 х 1600

4 500 x 2000

Классификация фрезерных станков дана в таблице, где приве дено девять типов станков шестой группы (кроме того, фрезерные станки входят и в пятую группу зубо - и резьбообрабатывающих станков, которые в настоящий момент не рассматриваются).

Каждый станок имеет свой шифр, первая цифра в котором обозначает группу станка, вторая - его тип (1 - консольные вертикально-фрезерные (рис. 2, а), 2 - непрерывного действия (рис. 2, б), 4 - копиро вальные (рис. 2, в) и гравировальные, 5 - вертикальные бесконсольные (рис. 2, г) (с крестовым столом), 6 - продольно- фрезерные (рис. 2, д), 7 - широкоуниверсальные (рис. 2, е), 8 - консольные, горизонтальные (рис. 2, ж), 9 - разные). Третья и при необходимости четвертая цифры обозначают характер ные размеры станка. Кроме цифр в обозначение модели станка может входить буква. Если буква стоит между первой и второй цифрами, то это означает, что конструкция станка модифицирована. Например, универсальный консольный станок в течение многих лет подвергался усовершенствованию и имел обозначения 682, 6Б82, 6Н82, 6М82, 6Р82 и 6Т82.

Рис. 2 Фрезерные станки:

а - консольные вертикально-фрезерные станки; б - фрезерные станки непре рывного действия (карусельно-фрезерные и барабанно-фрезерные); в - копиро вальные (вертикальные и горизонтальные) фрезерные станки; г - вертикально- фрезерные бесконсольные станки; д - продольно-фрезерные станки; е - широ коуниверсальные фрезерные станки (консольные и бесконсольные); ж - гори зонтальные консольно-фрезерные станки

Если буква стоит в конце шифра станка, то это может означать следующее; 1) конструктивную модификацию основной модели (например 6Р82Г - станок горизонтально-фрезерный, 6Р12Б - быстроходная модель, 6Р82Ш - широкоуниверсальный); 2) различное исполнение станков в зависимости от точности (Н - нор мальной точности, П - повышенной, В - высокой, А - особо высокой и С - станки особо точные, называемые мастер-станка ми); 3) различное исполнение с учетом используемой системы управления станком.

5.2 Устройство консольно-фрезерного станка

Консольно-фрезерные станки - наиболее распространенный тип станков, используемый для фрезерных работ. Отличительная особенность станка - наличие консоли (кронштейна), несущей стол и перемещающейся по направляющим станины вверх и вниз. Существуют горизонтальные, вертикальные, универсальные и широкоуниверсальные консольно-фрезерные станки. В горизонтально-фрезерных станках шпиндель расположен горизонтально, и стол перемещается в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Отличие универсальных консольно-фрезерных станков от горизонтальных заключается только в возможности поворота стола относительно вертикальной оси, а широкоуниверсальных фрезерных станков от универсальных - в наличии на станине специального хобота, на торце которого установлена дополнительная головка со шпинделем, поворачивающаяся под углом в любом направлении. Вертикально-фрезерные станки отличаются от горизонтально-фрезерных вертикальным расположением шпинделя и отсутствием хобота. В рассматриваемых станках детали и узлы широко унифицированы.

В качестве примера для рассмотрения технической характеристики, компоновки и кинематической схемы выбран универсальный горизонтальный консольно-фрезерный станок (рис. 1). Он предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ по чугуну, стали и цветным металлам, твердосплавным и быстрорежущим инструментом в условиях мелко- и крупносерийного производства. Наличие в станке возможности поворота стола вокруг своей вертикальной оси позволяет фрезеровать винтовые канавки сверл, червяков и т.д.

Станок состоит из станины 2, установленной на фундаментной плите 14. На вертикальных направляющих станины расположена консоль 12 с горизонтальными поперечными направляющими, на которых удерживаются салазки 11, а на них - поворот ная плита 10 с горизонтальными продольными направляющими.

3 4 5

16 15

1 - рукоятка; 2 - станина; 3 - лимб; 4 - хобот; 5 - коробка ско ростей; 6 - шпиндель; 7, 8 - подвески; 9 - стол; 10 - поворотная плита; 11 - салазки; 12 - консоль; 13 - коробка подач; 14 - фунда ментальная плита; 15 - рукоятка; 16- лимб

Рис. 3 Универсальный кон сольно-фрезерный станок

На этих направляющих монтируют стол 9. Такая компоновка уз лов обеспечивает возможность перемещения стола в трех направ лениях (продольном, поперечном и вертикальном). В станине рас положена коробка скоростей 5 с рукояткой 1 и лимбом 3 и привод с электродвигателем, обеспечивающим вращение шпинделя. В кон соли 12 размещена коробка подач 13 с электродвигателем, лим бом 16 и рукояткой 15 для установки подач. В верхней части стани ны смонтирован шпиндель 6, а на направляющих выдвижного хобота 4 закреплены подвески (кронштейны) 7 и 8, которые яв ляются опорами фрезерных оправок для установки фрез.

Основные движения в станке. Главное движение. Вал IV (рис. 3) со шпинделем получает вращение от электродвигателя М1 (мощность двигателя N= 3 кВт; частота вращения п = 1450 мин -1 ) через шкивы 100/180 клиноременной передачи и 12-ступенчатую коробку скоростей. От вала II вращение передается валу III по средством передвижных блоков зубчатых колес 2 = 51/51 или 60/42, 42/60, 34/68, 21/81, 27/75. От вала III вращение зубчатыми коле сами 2 = 75/41 или 24/96 передается валу IV . Уравнение кинемати ческой цепи для минимальной частоты вращения шпинделя

n min =1450 ·100/180· 21/81·24/96 = 52,мин -1

Изменение направления вращения шпинделя осуществляют реверсированием вращения вала электродвигателя М1.

Движение подачи осуществляется от электродвигателя М2 (N = 0,3кВт; п= 1450 об/мин) через коробку подач, обеспечивающую 1.2 ступеней подачи. От вала VIII через цилиндрические передачи 2 = 26/67 и 36/60 вращение передается валу X , от него через блок

Рис. 4. Кинематическая схема универсального консольно-фрезерного станка

зубчатых колес 7 = 37/53 или 30/60, 45/45 - валу XI и далее пере бором 2=45/45 или 24/66 - валу XII , через зубчатые колеса 2 = 18/72 и 30/60 и широкое колесо 2 = 60 обгонной муфты враще ние передается валу XIII (непосредственно или минуя перебор, когда широкое колесо г = 60 соединено с зубчатым колесом z = 45). От вала XIII вращение зубчатыми колесами z = 37/44 передается валу XIV ; при этом вертикальное движение подачи осуществляет ся ходовым винтом VI (6 х 1), которому вращение от вала XIV передается зубчатыми колесами z = 25/50 и 24/36. Продольное дви жение подачи производится от ходового винта XVII (6x1) (на рис. 5.3 винт условно повернут на 90°), который вращается от вала XIV при помощи цилиндрических передач 2 = 48/52, 17/24, 28/28 (справа при прямом ходе) или z = 28/28 (слева при обратном ходе).

Рис. 5 Стол универсального консольно – фрезерного станка:

1 - маховик; 2 - ходовой винт; 3, 4 - гайки; 5, 8 и 10 - зубчатые колеса; 6 -

вилка; 7- муфта; 9 - стол; 11 - поворотная плита; 12 - сухари; 13 - салазки;

14- червяк; 15 - винты; 16- консоль; 17 - вал

Поперечные подачи от вала XIV через шестерни г = 48/52, 38/54 передаются.на ходовой винт XVIII . Ускоренный ход стола осуще ствляется от электродвигателя М2 посредством цилиндрических передач 2=26/67, 36/60, 60/30 через включенную электромагнит ную Мэ и обгонную Мо муфты и далее через ускоренные переда чи рабочих подач. Реверсирование поперечного и вертикального движений подачи происходит при включении муфт Мф1 и Мф2 зубчатых колес 2=32 и 50. В этом случае вращение от вала XIV передается ходовому винту" XVIII цилиндрическими передачами г = 32/39) 39/50 (см. сеч. А-А), г. ходовому винту VI - передачами 2 = 32/39, 39/35, 52/48, 25/50, 24/36.

Салазки 13 консольно-фрезерного станка (рис. 5) перемеща ются на консоли 16 в поперечном направлении. На салазках смон тирована поворотная плита 11, а на ней (в продольных направля ющих) - стол 9, перемещающийся ходовым винтом 2, вращаемым вертикальным валом 17 при помощи конических зубчатых колес 10, 5, 8. Реверсирование стола осуществляют, перемещая вилкой 6 муфту 7 вправо и влево, а для отключения движения стола необходимо вилку 6 установить в среднее положение. В край них положениях муфта соединяется с коническими зубчатыми колесами 5 и 8. На ходовом винте предусмотрен механизм выбор ки зазора между резьбой винта 2 и гайками 3 и 4, из которых одна (3) может перемещаться в осевом направлении при вращении червяка 14 (см. сеч. Б-Б). Ручная подача стола осуществляется при вращении маховика 1.

Поворотная плита 11 (при необходимости) может быть повер нута на вертикальном валу 17 относительно салазок 13 на ±45°. Плиту 11 центрируют по Т-образному пазу салазок 13 при помо щи двух сухарей 12, которые одновременно служат для закрепле ния плиты на салазках при их подъеме.

Контрольные вопросы

Расскажите о конструктивных особенностях консольно-фрезерных станков.

Чем отличаются вертикально-фрезерные станки от горизонтально- фрезерных?

Покажите на кинематической схеме универсального консольно-фрезерного станка кинематические цепи минимальной частоты враще ния шпинделя, продольного движения стола с минимальной и макси мальной скоростью.

Расскажите о работе стола и салазок консольно-фрезерного станка.

Какие операции выполняют на фрезерных станках?

6. Расскажите, как расшифровать модель фрезерного станка

Современный рынок фрезерных станков с ЧПУ предлагает оборудование различных типов, но, при всем широком диапазоне конфигураций, основные узлы всех агрегатов одинаковы. Исключение составляют механизмы поддержки и подвижного ползуна (хобота), которые есть в станках горизонтального типа и отсутствуют в вертикальных фрезерах.

Ключевые элементы фрезерного оборудования с ЧПУ

Устройство и основные узлы фрезерного оборудования консольного типа

Основание (опорная плоскость) - неподвижная цельнолитая конструкция из серого чугуна (преимущественно СЧ 21-40 и СЧ 15-32). Предназначена для фиксации станины, которая крепится болтами к верхней части основания. В подстанинном пространстве может быть размещена емкость для сбора охлаждающей жидкости и электронасосы.

Станина - важнейший элемент оборудования, который связывает воедино все узлы и механизмы станка и принимает на себя всю нагрузку. Представляет собой сварную или литую неподвижную конструкцию, усиленную ребрами жесткости. Внутри располагается коробка скоростей, объединенная с коробкой переключения, и блок с электрооборудованием. Для отливки используется серый чугун, для сварки - сталь 3 и 4. Стальные станины уступают в жесткости и надежности чугунным, зато отличаются меньшим весом.

Сварное основание станка и станина с ребрами жесткости

Направляющие - предназначены для линейного перемещения обрабатывающих инструментов и заготовок по осям оборудования. Изготавливаются из высоколегированной стали и крепятся непосредственно к станине. От качества их исполнения и фиксации зависит точность обработки изделий.

Линейные направляющие для фрезерных станков

Салазки - деталь станка, участвующая в перемещении рабочего стола и консоли (в консольном оборудовании).

Консоль - узел, присутствующий во фрезерных обрабатывающих центрах консольного типа. Отливается из чугуна и перемещается параллельно станине по вертикальным направляющим. На боковой поверхности консоли расположена коробка подачи, а верхней части размещаются салазки, по которым движется рабочий стол с закрепленной на нем заготовкой.

Стол - рабочая поверхность с прижимной оснасткой для фиксации заготовок, которая перемещается по салазкам. Может двигаться в продольном/поперечном/вертикальном направлениях и осуществляет подачу детали к режущему инструменту. Поскольку фрезерная обработка требует высокой точности, одним из основных требований к столу является жесткость поверхности. Плоскость стола не должна вибрировать при работе фрезы, прогибаться под весом заготовки или допускать иную пластическую деформацию.

Рабочий стол с защитным алюминиевым покрытием для фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ

Электрооборудование - в эту категорию входят элементы станка, которые отвечают за подвижность механических частей и работу вспомогательных элементов:

1. приводы подачи / главного / вспомогательного движения;
2. система сигнализации о неполадках в оборудовании;
3. освещение рабочей зоны;
4. прочие вспомогательные электроэлементы управления.

Шпиндель - относится к важнейшим узлам станка и предназначен для крепления фрезерного инструмента и придания ему вращательного движения. Представляет собой термически обработанный, сбалансированный вал из легированной стали, снабженный устройством для крепления фрезы. От качества шпинделя зависит то, насколько высокоточно будет обработана заготовка.

Шпиндель для фрезерного станка вертикального типа

Ползун (хобот) - элемент, который обеспечивает правильную установку и поддержку оправки с фрезерным инструментом во время обработки заготовки. Монтируется на горизонтальных салазках в верхней части станины.

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@сайт

Привод ЭПУ 25А с дросселем - 5500грн

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. Выпускают уни­версальные, специализированные и специальные фрезерные . Основными формообразующими движениями 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.

В общем случае фрезерные станки можно подразделить на две основные группы: 1) общего назначения или универсальные (верти­кально-фрезерные, горизонтально-фрезерные, продольно-фрезер­ные); 2) специализированные и специальные (шлицефрезерные, шпоночно-фрезерные, карусельно-фрезерные, копировально-фрезер - ные и др.). По конструктивным особенностям эти станки подразделяют

Рис. 119. Фрезерные станки:

А - универсальный консольный горизонтально-фрезерный, б - широкоуниверсальный консольный горизонтально-фрезерный, в - широкоуниверсальный бесконсольно-фрезерный, г консольный вертикально-фрезерный, д - бесконсольный вертикально-фрезерный, е - бесконсольный горизон­тально-фрезерный, ж - продольно-фрезерный, з - карусельно-фрезерный, и - барабанно-фрезер - ный

На консольные (стол расположен на подъемном кронштейне-консоли), бесконсольные (стол перемещается на неподвижной станине в про­дольном и поперечном направлениях) и непрерывного действия (ка­русельные и барабанные).

В единичном, мелко - и среднесерийном производстве наиболее распространены консольные фрезерные станки. Универсальный кон-

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

Широко универсальный консольный горизонтально-фрезерный станок (рис. 119; б) помимо горизонтального шпинделя имеет шпин­дельную головку 7, 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, зенкеро - вания, растачивания и фрезерования.

Консольный вертикально-фрезерный станок (рис. 119, г) имеет вертикальный шпиндель J, который размещен в поворотной шпин­дельной головке 2, установленной на стойке 7. Бесконсольные верти­кально - и горизонтально-фрезерные станки (рис. 119, д, е), служащие для обработки заготовок крупногабаритных деталей, имеют салазки 2 и стол 3, которые перемещаются по направляющим станины 7. Шпин­дельная головка 5 перемещается 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 /установ­лены две вертикальные стойки 6, соединенные поперечиной 7. На направляющих стойках смонтированы фрезерные головки J 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 J 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.

Широкоуниверсальный консольный горизонтально-фрезерный ста­нок мод. 6Р82Ш. Станок служит для выполнения различных фрезерных работ, а также сверлильных и несложных расточных работ в заготовках из чугуна, стали, цветных металлов. Станок может работать в полуав­томатическом и автоматическом режимах, что дает возможность мно­гостаночного обслуживания. На рис. 120, 121, 122 показаны

Соответственно общий вид, основные узлы и кинематическая схема этого станка.

Техническая характеристика станка. Размер рабочей поверхности стола (длина х ширина) 1250 х 320 мм; наибольшее перемещение стола: продольное - 800 мм, поперечное - 240 мм, вертикальное - 360 мм; число ступеней частот вращения шпинделя 18; пределы частот вращения шпинделя 31,5-1600 мин"1; число подач стола 18; пределы подач продольных и поперечных 25-1250 мм/мин, вертикальных - 416,6 мм/мин; размеры станка 2305 х 1950 х 1680 мм; масса 2830 кг.

Кинематика станка. Привод горизонтального шпинделя (главного движения) осуществляется электродвигателем Ml через зубчатые пе - 208

Редачи. Число ступеней частот вращения равно числу вариантов пере­даточных отношений от электродвигателя до шпинделя, т. е. 3 х 3 х 2= = 18. Минимальная частота вращения п^ = 1460 [ (27/53) х (60/38) х х(17/46) х (19/69) = 31,5 мин"1; максимальная птах = 1460 х (27/53) х х(22/32) х (38/26) х (82/38) = 1600 мин1.

Шпиндель поворотной головки приводится во вращение от элек­тродвигателя М2 через зубчатые передачи. Число ступеней вращения 2x3x2=12; лп1і11 = 1430 х (28/72) х (34/66) х (21/59) х (28/28) х (19/19)= = 1600 мин"1.

Привод подач стола в поперечном и продольном направлениях осуществляется через зубчатые передачи от электродвигателя МЗ. Минимальная подача стола fc указанных направлениях іУІпіп = 1430 х х(26/50) х (26/57) х (18/36) х (18/40) х (13/45) х (18/40) х (28/35) х (18/33) х х(33/37) х (18/16) х (18/18) х 6 = 25 мм/мин, Л^х = 1430 х (26/50) х (26/57)х х (36/18) х (24/24) х (40/40) х (28/35) х (18/33) х (33/37) х (18/16) х (18/18) х хб = 1250 мм/мин.

Ускоренная подача стола в продольном и поперечном направлениях 5У = 1430 х (26/33) х (28/35) х (18/33) х (33/37) х (18/16) х (18/18) х 6 = =3000 мм/мин.

Максимальная подача стола в вертикальном направлении <5вшах =1430 х (26/50) х (26/57) х (36/18) х (24/34) х (40/40) х (28/35) х (18/33) х х(22/33) х (23/46) х 6 = 1000 мм/мин.

Вана коробка скоростей привода шпинделя поворотной головки 6, перемещается по направляющим станины 1 (рис. 121) вращением маховика 75 (рис. 120) при отжатом зажиме 39.

Коробка скоростей горизонтального шпинделя расположена в ста­нине и соединена с валом электродвигателя упругой муфтой. Шпиндель 11 станка (рис. 123) установлен на подшипники 4, 2, 12. Осевой зазор в шпинделе регулируют подшлифовкой колец 9,10. Повышенный зазор в подшипнике 4 устраняют подшлифовкой полуколец 5 и гайкой 1 следующим образом. Снимают крышку 3 (или боковую крышку), фланец 6, пружинное кольцо 7, кольца 8 и вынимают полукольца 5. Гайкой 1 выбирают зазор так, чтобы при работе нагрев подшипников не превышал 60° С. Замеряют величину зазора между подшипником и буртом шпинделя и в соответствии с этим подшлифовывают полуколь­ца 5. Затем устанавливают полукольца, монтируют детали 6, 8, 7, 3.

Коробка переключения скоростей (рис. 124) обеспечивает выбор требуемой скорости без последовательного прохождения промежуточ­ных ступеней. Рейка 1 (рис. 124, а), перемещаясь посредством рукоятки через зубчатый сектор 2 и вилку 10 (рис. 124, б), передвигает в осевом направлении главный валик 3 с диском 9 переключения с помощью зубчатого колеса 2 и втулки 4. На диске выполнено несколько рядов отверстий, расположенных против штифтов 8 реек 5 и 7, попарно соединенных с колесом 6. На одной из каждой пары реек крепится вилка переключения. Рейки передвигаются при нажиме диска на штифты. В конце хода диска вилки занимают положение, соответст­вующее зацеплению определенных пар зубчатых колес. Лимб при выборе скоростей фиксируется шариком 1 (рис. 124, б), попадающим в пазы звездочки 11. Рукоятка 5 (рис. 124, а) фиксируется при включении шариком 3 и пружиной 4; при этом шип рукоятки входит в паз фланца.

Поворотную головку (рис. 125) монтируют на хоботе через проме­жуточную плиту посредством болтов, входящих в кольцевой Т-образ­ный паз и центрируют в кольцевой выточке. Шпиндель 8, смонтированный в выдвижной гильзе 9, получает вращение от коробки скоростей через кулачковую муфту 1 и конические колеса 4, 2 и 5, 4. Колеса 7 и 3 служат для регулировки осевого зазора в подшипниках и шпинделя, а полукольца 2и гайка 6 - для устранения зазора в переднем подшипнике. Выдвижение гильзы осуществляют маховичком.

Накладную головку (рис. 126) монтируют на поворотной головке болтами, входящими в Т-образный паз, и жестко фиксируют. Шпин­дель 5 получает вращение от шпинделя 1 поворотной головки через конические зубчатые колеса 3, 4. Гайкой Урегулируют зазор в подшип­никах шпинделя.

Коробка подач (рис. 127, а) обеспечивает рабочие подачи и уста­новочные перемещения стола, салазок и консоли путем переключения 2-Ю

Блоков зубчатых колес и передачи вращения на входной вал В через шариковую предохранительную муфту, кулачковую муфту 4 и втулку 3, соединенную шпонкой с муфтой 4 и валом В. Стопор 1 жестко фиксирует положение гайки 15. Когда механизм подачи перегружен, шарики, контактирующие с отверстием муфты 2, сжимают пружины и выходят из контакта. Колесо 14 при этом проскальзывает относи­тельно муфты 2, и рабочая подача прекращается.

Быстрое вращение передается от электродвигателя (минуя коробку передач) на зубчатое колесо С, которое установлено на хвостовике корпуса 9фрикционной муфты и имеет постоянную частоту вращения. Гайка 10 должна быть обязательно затянута. Корпус 9 вращается свободно. Диски фрикциона соединены (через один) с корпусом 9 и втулкой 12, соединенной с валом В. При нажатии муфты 4 на торец

Втулки 5 и затем на гайку 11 диски 7 и 8 соединяются и передают быстрое вращение валу В и зубчатому колесу А. Усилие сжатия дисков

7 и урегулируется с помощью штифта 6.. Движение с вала В на ведомый вал осуществляется через кулачковую муфту 13.

Механизм переключения подач (рис. 127, б) входит в узел коробки подач. Принцип работы механизма аналогичен работе коробки пере­ключения скоростей. Валик 1 при включении запирается шариками 6 и втулкой 2, что предотвращает смещение диска 9 в осевом направле­нии. При нажатии на кнопку ^шарики попадают в кольцевую проточку

Валика 3 и валик 7 освобождается от фиксации. Диск 9 переключения фиксируется от поворота шариком 8 через втулку 5, связанную шпон­кой с шариком 7. Винтом 7 регулируют натяжение пружины.

Консоль (рис. 128) объединяет узлы цепи подач станка. В ней смонтированы валы и зубчатые передачи, передающие движение от коробки подач в трех направлениях (к винтам продольной, поперечной и вертикальной подач); механизм включения поперечных и вертикаль­ных подач. Зубчатое колесо 8 вращается от колеса А (рис. 127, а) и передает движение на зубчатые колеса 7, 4, 2, 1 (рис. 128, а). Колесо 8 может передавать движение валу только через кулачковую муфту 6. Далее через цилиндрические и конические зубчатые колеса движение передается на винт 16 (рис. 128, б). Зацепление пары 16 и 10 отрегу­лировано компенсаторами 14, 15 и зафиксировано винтом, входящим в палец 13. Втулка 77 не демонтируется, гайка вертикальных переме­щений закреплена в колонне. Колесо 2через шпонку и шлицы вращает вал IX цепи продольного хода. Винт X поперечной подачи вращается от колеса 2 и свободно сидящего на валу колеса 7 при включенной муфте поперечного хода. Валы XII и XIII демонтируются при снятии стопоров у колес 8, 9.

Салазки демонтируют после снятия вала Щ для чего нужно снять верхний щиток на направляющих консоли, выбить штифт 3 и снять вал IX. Механизм включения установочных перемещений (рис. 129) включает муфту и сжимает диски фрикционной муфты. Рычаг 7 заштифтован на оси 4. Последний отжимается в направлении зеркала станины пружиной 6. Правые гайки 2 служат для регулировки усилия пружины, левые J, упираясь в торец втулки 5, регулируют и ограни­чивают ход оси. Уступ рычага 7 упирается в кулачок 7. Рычаг 7 при повороте кулачка 7 перемещается, сжимая пружину 6. Второй конец оси 8 имеет мелкий зуб, обеспечивающий монтаж рычага 9, соединя­ющего под небольшим углом ось 8 с тягой электромагнита. Последний через тягу и шарнир соединен с вилкой, от которой через гайку и пружину усилие передается на рычаг 9. Таким образом, независимо от усилия электромагнита усилие на рычаге определяется степенью сжа­тия пружины.

Механизм включения поперечных и вертикальных подач (рис. 130) управляет включением и выключением кулачковых муфт поперечной и вертикальной подач от электродвигателя подач. Выполнен в отдель­ном корпусе. При движении рукоятки 5 вверх, вниз, влево, вправо, связанный с ней барабан 7 совершает соответствующие движения и своими скосами через рычажную систему управляет включением ку­лачковых муфт, а через штифты - конечными выключателями, пред­назначенными для реверса электродвигателя подач. Барабан связан тягой 2 с дублирующей рукояткой. При включениях и выключениях поперечного хода тяга перемещается поступательно, а при включении

Рис. 128. Консоль: а - развертка, б - разрез

Вертикального хода - поворачивается. Винт 4 и гайка 3 служат для устранения зазоров в системе.

Ходовой винт 1 (рис. 131) стола получает вращение через скользя­щую шпонку гильзы 9, расположенную во втулках 5, 7. Гильза 9 вращается от кулачковой муфты 6 через шлицы при ее сцеплении с кулачками втулки 5, связанной с коническим зубчатым колесом 4. На втулке 5 выполнен зубчатый венец, находящийся в зацеплении с зубчатым колесом привода круглого стола. Муфта 6 имеет зубчатый венец для вращения винта продольной подачи от маховичка. Зажим салазок на направляющей консоли осуществляется планшайбой 8. Колесо 9 (рис. 132) подпружинено на случай попадания зуба на зуб. Зацепление колес возможно только при рассоединении муфты 6 и втулки 5. Этим маховичок блокируется при механических подачах. Гайки 2 и 3 ходового винта (рис. 131) расположены в левой части салазок. Зазор в направляющих консоли и салазок выбирается клинь­ями.

Механизм включения продольной подачи (рис. 132) выполняет включение кулачковой муфты продольного хода, включение и реверс электродвигателя подач. Рукоятка 4 неподвижно соединена с осью 2 поворачивая рычаг 7, по криволинейной поверхности которого при переключении катится ролик 75 (рис. 132). В нейтральном положении рычага 10 ролик расположен в средней впадине, при включенном - в одной из боковых впадин. Движение ролика 15 через рычаг 16 пере­дается штоку 5 через колесо 7- рейки 6 и вилки 8, ведущей муфту 6 (рис. 131). Пружина 2 (рис. 132) постоянно нажимает на шток 5. Пружина 4 обеспечивает включение рукоятки при попадании зуба на зуб муфты 6. Пружина 4 регулируется винтом 3 через отверстие пробки 7.

На одной оси с рычагом 16 расположен рычаг 18, служащий для включения муфты 6 кулачком 19, прикрепленным к тяге 20, соединя­ющей основную рукоятку продольного хода с дублирующей. Конечный выключатель 7 7 производит включение и реверсирование электродви­гателя подач. Его отключение происходит после выключения муфты 6. На ступице 5 (рис. 133) рукоятки продольного хода выполнены выступы, на которые воздействуют кулачки ограничения продольного хода или (при автоматических циклах) кулачки управления продоль­ным ходом. Работу путевых выключателей проверяют при снятой крышке 14 (рис. 132).

Механизм автоматического цикла предназначен для управления перемещениями стола от кулачков. На оси рукоятки продольного хода установлены две звездочки, непосредственно связанные со звездочка­ми 6у 5 (рис. 133) включения быстрого хода при работе станка в автоматическом цикле. Звездочка 6 вращается от возвратного пружин­ного кулачка, расположенного на лицевой стороне стола в Т-образном пазу. Звездочка 3 имеет различную глубину впадин, что при ее повороте 218

Рис. 134. Механизм запирания муфты

На 45° обеспечивает различную величину хода штока 2 (рис. 134), который, воздействуя на конечный выключатель, включает электро­магнит быстрого хода.

Механизм запирания муфты (рис. 134) предназначен для подготов­ки станка к работе в автоматическом цикле. При нажатии на вал-ше­стерню 2 рейка 3 расцепляется с зубчатым колесом 4 и зацепляется с валом-шестерней 2. При повороте вала 2 кулачковая муфта перемеща­ется и входит в зацепление с кулачковым зубчатым колесом. С этого момента рукоятка продольного хода включаться не может. Запирание муфты можно выполнить только при среднем (нейтральном) положе­нии рукоятки. Это обеспечивается Т-образным пазом в колесе 4 и штифтом J, установленным в корпусе салазок. При нажатии на вал - шестерни 2 конусом 1 и пальцем 13 (рис. 132) размыкаются контакты конечного выключателя, блокирующего цепь включения поперечной и вертикальной подач. Это исключает включение при запертой кулач­ковой муфте продольного хода двух движений одновременно: стола и салазок или стола и консоли.

Делительные головки. Технологические возможности фрезерных станков расширяют делительные головки. Они служат для периодиче­ского поворота обрабатываемой заготовки вокруг оси (при обработке зубьев, шлицев, пазов и др.) на равные или неравные углы, а также для непрерывного вращения заготовки, согласованного с продольной по­дачей стола станка при нарезании винтовых канавок. Различают голо­вки для непосредственного деления; многошпиндельные; уни­версальные; оптические. Делительные головки оснащаются принад­лежностями: шпиндельными валиками; передним центром с поводком; домкратом; хомутиками; центровыми оправками и консольными оп­равками для установки заготовки; универсальными подкладками; за­дней бабкой; гитарами сменных зубчатых колес; трехкулачковыми патронами.

При обработке с использованием делительной универсальной го­ловки заготовку 1 (рис. 135, а, б) устанавливает на оправке в центрах шпинделя 6 головки 2 и задней бабки 8. Модульная дисковая фреза 7 получает вращение, а стол станка - рабочую продольную подачу. После каждого периодического поворота заготовки зубчатого колеса обрабатывается впадина между соседними зубьями. После обработки впадины стол ускоренно перемещается в исходное положение. Цикл движений повторяется до полной обработки всех зубьев колеса.

Рабочую позицию заготовки устанавливают и фиксируют при вращении шпинделя 6рукояткой 3 по делительному диску 4 с лимбом. Пружинное устройство фиксирует рукоятку 3 при попадании в соот­ветствующее отверстие делительного диска. На последнем с двух сторон концентрично расположены по одиннадцать окружностей с числами отверстий 25, 28, 30, 34, 37, 38, 39, 41, 42, 43, 44, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62, 66.

Универсальные делительные головки подразделяют на лимбовые (рис. 136, а, бв) и безлимбовые (рис. 136, г). Вращение рукоятки 7 относительно лимба 2 передается через зубчатые колеса 5, 6 и червяч­ную передачу 7, 8 шпинделю. Головки настраивают на непосредствен­ное, простое и дифференциальное деление.

Непосредственное деление. Обеспечивается установкой на шпин­деле делительного диска с 30 равномерно расположенными отверсти­ями. Диск поворачивают рукояткой й выполняют деление окружности

На 2, 3, 4, 5, 6, 15 и 30 частей. При использовании специального делительного диска можно выполнить деление на неравные части.

Простое деление (рис. 136, а) на Z равных частей выполняют при вращении рукоятки относительно неподвижного диска согласно сле­дующей кинематической цепи: 1/Z= Wp(Z5/2^) х (Д/Д), где (Д/2$) х x(Zn/Zz) = /N пр - число оборотов рукоятки; N- характеристика го­ловки (обычно N= 40). Тогда 1/Z= пр х (1 /N), откуда яр - N/Z= А/В, где В - число отверстий, на которое нужно повернуть рукоятку. Раз­движной сектор J (рис. 135, а), состоящий из двух радиальных линеек раздвигают на угол, соответствующий числу А отверстий, и скрепляют линейки. Если левая линейка упирается в фиксатор рукоятки, то правая совмещается с отверстием, в которое нужно при очередном повороте ввести фиксатор.

Пример. Настроить делительную головку для фрезерования зубьев цилиндрического колеса с Z= 100. Характеристика головки N- 40; Яр = N/Z= А/В = 40/100 = 4/10 = 2/5 = 12/30, т. е. А = 12 и В= 30. Таким образом, используют окружность делительного диска с числом отверстий В = 30, а раздвижной сектор настраивают на число отверстий А = 24. 222

Дифференциальное деление используют в случае, когда нельзя подобрать делительный диск с нужным числом отверстий. Если для числа Z на диске нет нужного числа отверстий, принимают число близкое к Z, для которого имеется соответствующее число отверстий. Разность (1/Z- компенсируют дополнительным поворотом

Шпинделя головки на эту разность. Она может быть положительной (дополнительный поворот шпинделя направлен в ту же сторону, что и основной) или отрицательной (дополнительный поворот отрицателен). Это обеспечивают дополнительным поворотом делительного диска относительно рукоятки, т. е. если при простом движении рукоятку поворачивают относительно неподвижного диска, то при дифферен­циальном делении рукоятку вращают относительно медленно враща­ющегося диска в ту же или противоположную сторону. Вращение диску передается от шпинделя головки через сменные колеса а - Ьу с - d (рис. 136, б) коническую пару 9 и 10 и зубчатые колеса J и 4. Величина дополнительного поворота рукоятки пр£= N{/Z- l/Ztj,) = (1/Z) х x(a/b) х (c/d) x (Z,/Z10) x (Z3/Z4).

Принимаем (2^/Z10)(Z3/^)= = С (обычно С= 1). Тогда {a/b){c/d) =N/C[(Zt> -

Пример. Настроить дели­тельную головку для фрезеро­вания зубьев цилиндрического колеса с Z= 99. Известно, что N - 40 и С = 1. Число оборотов рукоятки для простого деления пф = 40/99. Учитывая, что де­лительный диск не имеет ок­ружности с числом отверстий 99, принимаем Z - 100 и число оборотов рукоятки Пф = 40/100= = 2/5 = 12/30, т. е. берем диск с числом отверстий по окруж­ности В - 30 и поворачиваем при делении рукоятку на 12 отверстий (А = 12). Передаточ­ное отношение сменных колес определяем по уравнению: (д/6) х (c/rf) = 7V/C= [(2^, - Z)/2^] = =(40/1) [ (100-99)/100] = 40/100.

Безлимбовые делительные головки (рис. 136, г) не имеют делитель­ных дисков. Рукоятку поворачивают на один оборот и фиксируют на неподвижном диске 2. При простом делении на равные части кинема­тическая цепь имеет вид: /(a2/b2) х (c2/d2) х (Z3/Z4) = 1/Z.

Учитывая, что Z3/Z4 = /V, получаем (a2/b2) х (c2/d2) = N/Z.

Оптические делительные головки (рис. 137) обеспечивают деление с повышенной точностью и состоят из корпуса 7, стеклянного диска 2, имеющего 360 точных градусных делений, видимых в микроскоп 3. Оптическая система имеет 60 делений для отсчета угловых минут. Закрепляют в шпинделе головки и поворачивают на требуемый угол с отсчетом через окуляр микроскопа по шкале диска 2.

Фрезерование винтовых канавок, расположенных равномерно по окружности (см. рис. 135, б), выполняют при установке заготовки в центрах. Стол поворачивают на угол наклона винтовой линии канавки таким образом, чтобы дисковая фреза 7 совместилась с направлением канавки. Заготовка получает непрерывное вращение от ходового винта продольной подачи, а стол - продольную подачу по направлению канавки. Уравнение кинематической цепи от шпинделя делительной головки до винта продольной подачи (см. рис. 136, в): (Z%/Zn)(Zb/Z$) х x(Z4/Z3) х (Zw/Z)){d/a){b/dx)pb = p, где ръ - шаг ходового винта. Учи­тывая, что {Z%/Z1){Zb/Zs)(ZA/Zz)(ZXo/Z)) = 1/7V(cm. рис. 134, в), получим (ax/bx)(cx/dx) = N(nD/tga>)/Pb.

При изготовлении различных деталей из металла практически невозможно обойтись без использования . Что удобно, фрезерный станок для работ по металлу одинаково успешно используется и в производственных условиях, и в домашних мастерских. Следует отметить, что оборудование данной категории является наиболее распространенным в сфере металлообработки.

Практически все модификации фрезерного оборудования работают по схожему принципу и имеют похожую конструкцию. Различия моделей таких станков могут заключаться в их функциональности, которая формируется за счет добавления в их конструкцию дополнительных узлов и систем.

Разновидности фрезерных станков

Перечислим основные типы фрезерных станков, каждая разновидность которых порой весьма значительно отличается от своих собратьев и имеет массу отличий в конструкции и в рабочем предназначении.

Вертикально-фрезерные

Достаточно распространенным типом станков данной категории является вертикально-фрезерный станок. Рабочими инструментами для таких станков являются фасонные, цилиндрические, концевые фрезы, также можно выполнять и операции сверления. Вертикально-фрезерный станок позволяет выполнять следующие технологические операции: обработку зубчатых колес и различных пазов, углов, рамочных элементов, вертикальных и горизонтальных поверхностей на деталях, выполненных из различных металлов.

Фрезерные станки данного типа не имеют в своей конструкции консоли, а их рабочий стол передвигается по направляющим, расположенным на станине оборудования. Станок вертикального типа благодаря особенностям своей конструкции отличается высокой жесткостью, что дает возможность обрабатывать на нем детали из металла с высоким уровнем качества. Коробка скоростей подобного фрезерного станка размещается в головке шпинделя.

Вертикально-фрезерные станки делятся на две категории, отличающиеся наличием в конструкции консоли. Их наименования соответственно:

• бесконсольные вертикально-фрезерные станки;
• вертикальные консольно-фрезерные станки.

С консолью отличается тем, что его шпиндель и гильза могут перемещаться относительно оси оборудования. Различия в их конструкции можно наглядно оценить на фото.

Горизонтально-фрезерные

Горизонтально-фрезерный станок примечателен тем, что его шпиндель располагается в горизонтальной плоскости. Оборудование данной группы позволяет обрабатывать детали, которые имеют небольшие габаритные размеры. Универсальность данного станка обеспечивается за счет того, что в качестве рабочего инструмента на нем используются фрезы концевого, цилиндрического, фасонного, торцевого и углового типа. Горизонтально-фрезерный станок в своей стандартной комплектации не дает возможность выполнить обработку детали по винтовой поверхности, для этого его необходимо оснастить вспомогательными устройствами.

Устройство станков горизонтально-фрезерной группы позволяет устанавливать их рабочий стол параллельно, а также перпендикулярно к оси шпинделя. Все рабочие и силовые узлы данного оборудования размещены на станине, а коробка скоростей, заведующая скоростью вращения шпинделя, размещена в ее внутренней части.

Сверлильно-фрезерные

Станки, относящиеся к категории сверлильно-фрезерных, предназначены для обработки не только горизонтальных и вертикальных поверхностей, но и наклонных. Еще с их помощью обрабатывают пазы крупногабаритных деталей.

Такой фрезерный станок по металлу имеет сверлильно-фрезерную головку, позволяющую выполнять операции сверления под наклоном и обрабатывать поверхности, расположенных под углом к горизонтальной оси. Отличительной особенностью такого станка является и то, что его рабочая головка может функционировать в реверсном режиме.

По причине своей универсальности, обусловленной возможностью проводить две наиболее востребованные операции, такие станки являются весьма выгодными с экономической точки зрения, а также в плане экономии места на производственной территории. Иметь дома такой станок также мало кто из домашних мастеров откажется, так как такой аппарат объединяет в своей конструкции сразу несколько эффективных и полезных устройств.

Универсальные

Такие станки для работы по металлу очень удобно использовать для оснащения частных цехов или некрупных мастерских, специализирующихся на ремонтно-механических работах. Универсальные станки позволяют выполнять обработку горизонтальных и вертикальных плоскостей, а также поверхностей спирального типа и штампов.

Такой станок по металлу отличается рядом конструктивных особенностей: узел шпинделя, коробка, а также основные узлы располагаются во внутренней части станины. В конструкции станка предусмотрены вертикальные и горизонтальные направляющие, по которым передвигаются его консоль и рабочий стол. Рабочую поверхность, кроме этого, можно выставить по отношению к шпинделю оборудования под нужным углом, что позволяет обрабатывать с его помощью детали из металла, обладающие даже самой сложной конфигурацией.

Настольные

Такое весьма компактное оборудование, установленное дома, в мастерских учебных заведениях и в небольших производственных цехах, позволяет выполнять различные технологические операции: нарезать резьбу, сверлить отверстия, выполнять обработку всевозможных деталей и материалов различными видами фрез и прочее.

Такого типа отличается неплохой точностью, так как их конструкция обладает исключительной жесткостью (разумеется, при грамотной установке). Отличаются такие консольно-фрезерные станки и высокой производительностью, что дает возможность использовать их для производства изделий серийными партиями. Несмотря на свою высокую производительность и широкую функциональность, такие станки отличает низкое энергопотребление и компактные размеры, что позволяет удобно размещать их даже на небольшой площади.

Фрезерные с ЧПУ

Такого рода устройства активно используются во всевозможных сферах промышленности на массовом производстве высококачественных деталей. Станки с ЧПУ высокопроизводительны и способны обеспечить непревзойденное качество не в единственном экземпляре, а на потоке, что делает их незаменимым оборудованием на любом серьезном производстве. Отличия таких станков от всех других разновидностей фрезерных станков настолько значительно, что требуют подробного разбора в отдельной статье.

Станки с ЧПУ, которые обрабатывают детали из различных металлов с высокой производительностью и точностью, имеют один большой недостаток: приличную стоимость, но его полностью компенсируют следующие положительные факторы:

1. снижение потребности в квалифицированных специалистах на производстве;
2. высокая производительность относительно станков с ручным управлением;
3. снижение срока производственных циклов;
4. ускорение перехода на производство новой продукции.

с ЧПУ

Отличие таких устройств от предыдущего вида фрезерных станков заключается в еще большей универсальности, еще более высокой точности и скорости работы. Спектр работ, которые под силу выполнить таким устройствам, включает в себя огромный список операций и процессов, которые востребованы на самых высокотехнологичных и ответственных производствах. Современное программное обеспечение для обрабатывающих центров производят крупные мировые компании. Подробно работа обрабатывающих центров будет рассмотрена в отдельной статье.

Настольные с ЧПУ

Отдельную категорию составляют виды фрезерных станков, оснащенные ЧПУ (числовым программным управлением). Такое оборудование относится к категории профессионального, управляют его работой специальные контроллеры, которые необходимо подключать к компьютерному устройству. Так же как и другие виды фрезерных станков, модели с ЧПУ могут выполнять различные технологические операции по металлу: сверление, зенкерование, растачивание и др.

Широкоуниверсальные

Имея в распоряжении такой станок, можно выполнять любые виды фрезерных операций практически с любым материалом. Если сравнивать горизонтально-фрезерный станок и аппарат широкоуниверсального типа, то его основным отличием является то, что в его конструкции предусмотрена дополнительная шпиндельная головка, которая устанавливается на специальном подвижном хоботе и имеет возможность поворачиваться под любым углом по отношению к обрабатываемой детали.

Что удобно, оба шпинделя такого станка могут обрабатывать детали как совместно, так и в автономном режиме. На поворотной головке также может быть установлен еще одна накладная фрезерная головка, с помощью которой можно выполнять обработку деталей из металла еще более сложной конфигурации — сверлить, растачивать, зенкеровать и прочее.

Также встречаются модели широкоуниверсальных станков, которые не имеют в своей конструкции консольной панели. Вместо нее установлена каретка, передвигающаяся по вертикальным направляющим. На вертикальные салазки данной каретки можно различные приспособления (например, делительный стол). Такие станки стоят несколько дешевле, но также способны выполнять достаточно большой перечень технологических задач.

Подбирая станок фрезерной группы, прежде всего необходимо определиться с тем, для чего он нужен. Подобный подход к выбору оборудования даст вам возможность приобрести его в полном соответствии со своими потребностями, а также не переплатить за те функции, которые вам никогда не потребуются.

Принцип работы фрезерных станков

Практически все фрезерные станки работают по одинаковому принципу. Отличия могут быть только в их функциональных возможностях.

Основными конструктивными элементами таких станков являются: несущая станина, рабочий стол, прижимные элементы, цанга и цанговый патрон, в котором закрепляется рабочий инструмент, портал с закрепленным на нем шпинделем, который имеет возможность перемещаться, приводной электродвигатель.

Рабочим инструментом любого фрезерного станка является фреза, конструкция и размеры которой зависят от того, какой конфигурации деталь подлежит обработке. Рабочий инструмент закрепляется в цанговом патроне при помощи хвостовика, а вращение ему передается от приводного электродвигателя через систему передач. Основным назначением фрезы является снятие лишнего слоя металла с заготовки, в чем, собственно, и заключается суть обработки на таком станке.

Шпиндель станка размещается на подвижном портале, перемещениями которого управляют специальные контроллеры, если речь идет об оборудовании с ЧПУ. Электронная система такого оборудования включает в себя контроллеры ЧПУ (числовое программное управление), вспомогательные элементы системы и соединительные детали. Принцип работы моделей станков с ЧПУ заключается в следующем: специальная программа считывает чертежи детали, которую необходимо получить в результате обработки, формирует электронные команды, которые передаются на рабочий орган станка.

Отдельного внимания заслуживают широкоуниверсальные станки, которые представляют собой гибрид моделей горизонтального и вертикального типа. В их конструкции также имеется цанга, цанговый патрон и зажимы, но коробка передач таких станков передает все движения от одного электродвигателя. Их отличительной особенностью является наличие ручного режима, с помощью которого можно контролировать работу ходового блока.

Пример кинематической схемы (консольно-фрезерный станок)

Дополнительные элементы имеют в своей конструкции пятикоординатный и гравировальное оборудование. Такое оборудование оснащено дополнительными зажимными элементами, которые позволяют установить на нем гравировщик. Инструмент такого оборудования вращается за счет карданного вала, которым он напрямую соединен с электродвигателем.

Самыми простыми по своей конструкции являются ручные фрезерные станки по металлу. Такое оборудование обладает невысокой мощностью, а его конструкция состоит из цанги с цанговым патроном, ротора, головки привода и электродвигателя. Естественно, функциональные возможности такого станка тоже ограничены: с его помощью можно выполнять только самые простые фрезерные операции.

Ресурс работы, которым обладает станок фрезерной группы ручного типа, также невысок и составляет не более 10 000 часов. Наиболее слабыми узлами в таком оборудовании, которые первыми выходят из строя, являются цанга и цанговый патрон, прижимы, приставка и шпиндель. Но его невысокую надежность и долговечность вполне компенсирует низкая стоимость. Приобретать его есть смысл в том случае, если пользоваться им вы планируете нерегулярно.

Стоимость станков

Классификация фрезерных станков по их стоимости достаточно обширна. Естественно, самыми дешевыми в этом списке являются модели китайских производителей. Можно еще больше сэкономить на приобретении такого оборудования, если покупать его не через посредников, а напрямую у производителей. Что удобно, производители из Китая предлагают как простейшие ручные станки, так и профессиональные, оснащенные ЧПУ. Если рассматривать минимальную вилку цен, то она варьируется в пределах 7000–35000 рублей.

Китайский настольный сверлильно-фрезерный станок Triod MMS-20E (стоимость порядка 60 тысяч рублей)

Достаточно дорого вам обойдется вертикальный станок, стоимость такого оборудования начинается от 20000 рублей. Причем по этой цене вы приобретете станок с самой простой комплектацией: цанга и цанговый патрон, прижимы, приставка, шпиндель.

Если вы соберетесь приобрести для своего производственного предприятия широкоуниверсальный станок, то готовьтесь к тому, что цена такого оборудования начинается от 250000 рублей. Фрезерные станки для работы по металлу, которые оснащены ЧПУ, стоят, начиная от 2 млн. рублей.

В любом случае если задаться целью, можно приобрести качественный фрезерный станок по металлу серийной модели по очень привлекательной стоимости.