Фрезерные станки: виды, устройство и принцип работы

Фрезеровальные станки это одно из наиболее распространенных видов промышленного оборудования. На них обрабатывают поверхности различных форм с помощью фрезы, которая вращается, жестко закрепленная в шпинделе. Одновременно с этим зафиксированная на столешнице заготовка из дерева перемещается в плоскости. Станок управляется автоматически, вручную или с помощью числового программатора.

При работе реализовано два типа движения:

• основное — режущего инструмента;
• вспомогательное (подачи) — изделия. В ходе вспомогательных движений настраивается к работе и подводится к заготовке инструмент.

Конструкция фрезеровального станка

Устройство фрезеров различных видов может значительно отличаться, но все они в обязательном порядке содержат основные узлы и механизмы:

• станина (корпус);
• рабочая столешница;
• консоль (нет у бесконсольных моделей);
• салазки;
• хобот;
• шпиндель;
• оправка.

Литая станина служит в качестве основы для крепления остальных деталей. В ней спрятан электродвигатель, коробка переключения скоростей, механизм шпинделя. Фреза перемещается на консоли по направляющим. Рабочая столешница поддерживается салазками, по которым передвигается горизонтально. Исполнительный инструмент удерживается оправкой в форме конуса Морзе (конический стержень с крепежом).

Некоторые модели оснащены несколькими шпиндельными головками, возможности их значительно шире. Добавочная головка еще более мобильна и выполняет растачивание, сверления элементов сложной формы.

Виды фрезерных станков

Обработка дерева и металлу возможна на станках следующих разновидностей:

• универсальные и широкоуниверсальные;
• бесконсольные;
• горизонтальные;
• копировальные;
• вертикальные;
• с мобильной кареткой;
• карусельные.

В мелкосерийном и штучном производстве наибольшее распространение получили консольные вертикально-фрезерные станки по дереву. Они же используются в качестве базы для подключения ЧПУ.

Универсально-фрезерные

Они рассчитаны на работу с небольшими, легкими заготовками из дерева любых форм. Выполняют пазы, обрабатывают угловые и винтовые поверхности, совместимы с любыми типами фрез. Чтобы обработать поверхности, разделенные на части, используются дополнительные делительные устройства.

Консольные модели оснащены поворотной плитой, установленной на салазки. Столешница передвигается в горизонтальной плоскости по направляющим, расположенным на плите. Шпиндель имеет горизонтальное расположение. Оправка фиксируется в шпинделе и поддерживающей серьге, которая поддерживается хоботом.

Широкоуниверсальные станки дополнительно оснащаются вторым шпинделем, который перемещается в двух плоскостях.

Вертикальные

Шпиндельная головка на таком оборудовании размещается вертикально. В ряде устройств с расширенным функционалом шпиндель вращается и перемещается в горизонтальной плоскости. Консоль перемещается в плоскости и вертикально. Современная оправка стандарта ISO-40 или конус Морзе удерживает инструмент. При работе с фрезой дискового типа устанавливают оправку такой конструкции, как на горизонтальных станках.

Бесконсольные

Используются для работы с большими заготовками из дерева и металла, обрабатывают поверхности в любых направлениях. В схеме не предусмотрена консоль, поэтому передвижение столешницы и салазок обеспечивается направляющими станины, расположенной на плите-основании. Очень жесткая и прочная конструкция позволяет точно обрабатывать массивные заготовки. Роль коробки скоростей выполняет шпиндельная головка, она передвигается в вертикальном направлении по рельсам колонны. Дополнительно для детальной настройки резаков шпиндель и оправка перемещаются по оси.

Продольно-фрезерные

Бывают 1- и 2-стоечными, предназначены для работы с большими заготовками из дерева, совместимы с фрезами любых видов. 2-стоечные станки оснащаются четырьмя шпинделями.

Портал представляет собой поперечину и пару вертикальных колонн. По ним передвигаются 2 приводные головки и траверса. Вторая пара приводных головок перемещается по рельсам траверсы.

Во время работы возможны любые комбинации движения конструкции: головки и столешница, одна столешница либо головки. Столешница перемещается только горизонтально, головки в любых плоскостях.

Карусельные

Особенность конструкции в круглой, постоянно вращающейся рабочей столешнице с закрепленной деталью. Вертикальный шпиндель может обрабатывать заготовку из дерева без перерывов.

Копировальные

Самое современное оборудование, работающее под управлением ЧПУ. Перед началом работы образец «ощупывается» особым устройством, после чего под контролем программы создается его точная копия.

Основные характеристики

Мощность шпинделя. Измеряется в киловаттах, мощный привод позволяет обрабатывать детали из твердых материалов с большей скоростью. Более мощным должен быть горизонтальный шпиндель. При обработке дерева достаточно 2 кВт, в металлообработке — от 3 кВт до 11 кВт. Приводы поворотного и шпинделя подач не требуют таких усилий, их мощность варьирует от 0,5 до 3 кВт.

Площадь столешницы. От нее зависит размер детали, которую можно будет обрабатывать. Различают 5 категорий фрезеровального оборудования:

Таблица 1. Категории фрезерных станков в зависимости от размеров рабочей поверхности

Перемещение столешницы. Рабочая поверхность может перемещаться в двух плоскостях, а у некоторых моделей — в трех. Максимальна амплитуда перемещения в продольной плоскости — она может достигать 1 метра у самых больших промышленных станков. Вертикальное перемещение чаще всего ограничивается 40 — 50 мм, поперечное варьирует от 25 до 40 см.

Расстояние от поверхности стола до оси шпинделя. Измеряется максимальное и минимальное расстояние.

Скорость передвижения суппорта, шпинделя и стола в различных направлениях. Она определяет продолжительность выполнения работ и их чистоту. Единицы измерения — метры в минуту, хороший показатель скорости — 1800 ммин.

Максимальный вес заготовки. На самых мощных станках обрабатывают детали весом до 650 кг. При обработке дерева этот показатель значительно ниже.

Вес оборудования. Небольшие настольные станки по дереву могут весить от 10 кг, производственные для обработки металла — до 2000 кг.

Видео демонстрирует универсальный фрезерный станок китайского производства MetalMaster: