Настольные фрезеровочные станки по металлу, их конструктив и классификация

Фрезерная обработка металлических поверхностей предназначена для придания изделию готовой формы. Таким образом происходит формирование конструктивных элементов на поверхности детали либо художественная обработка. В последнем случае чаще всего применяются резные станки по металлу настольного типа.

Конструктивные особенности оборудования

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 фрезерных станков

Современные фрезерные станки по металлу могут иметь различную конструкцию и компоновку. Выбор определяется необходимыми эксплуатационными качествами для выполнения определенного типа обработки.

Определяющим показателем является степень автономности работы оборудования. В основном это касается возможности настройки автоматического функционирования системы подач рабочего стола. В настольных моделях любительского и полупрофессионального уровня это выполняется вручную. Для больших промышленных установок предусмотрена возможность предварительной настройки параметров с помощью механизмов или блока ЧПУ.

Кроме этого необходимо изучить принятую классификацию фрезерных станков по металлу:

• по расположению рабочего шпинделя – вертикальные или горизонтальные;
• универсальные. Могут выполнять все типы фрезерных операций. Дополнительно к основному блоку обработки устанавливается вспомогательный на гибком хоботе;
• по количеству фрезерных головок;
• с возможностью выполнения сверлильных операций. Для этого на конусный шпиндель монтируют сверлильную головку;
• по степени автоматизации – с ручным управлением, полуавтоматическим или с ЧПУ;
• настольные или напольные. Первые предназначены для выполнения тонких операций обработки. Вторые могут применяться для фрезерования массивных деталей.

Также следует учитывать возможность поворота рабочего стола под определенным углом относительно фрезы. Это необходимо для формирования канавок или отверстий сложной формы. Альтернативой может быть функция изменения положения рабочей головки по двум плоскостям – горизонтальной и вертикальной.

При изготовлении самодельного фрезерного станка в качестве основы можно использовать сверлильный. Однако при этом обязательным является замена патрона на фрезерный, так как сверлильный не рассчитан на поперечные нагрузки.

Перечень технических характеристик

Помимо технических особенностей оборудования следует внимательно изучить его эксплуатационные характеристики. Это поможет выбрать оптимальный режим обработки конкретной заготовки.

Прежде всего следует изучить максимально возможные габариты обрабатываемой детали и ее массу. Это позволит разработать оптимальную технологическую схему обработки заготовки. Затем проводится анализ габаритов станка и возможность установки его в рабочем помещении. Для настольных моделей важно знать массу оборудования. Это необходимо для выбора станины, на которую будет установлен фрезерный станок для обработки металла.

Следующим этапом должно быть изучение следующих технических характеристик фрезерного оборудования:

• частота вращения шпиндельной головки. Зависит от параметров коробки передач;
• габариты рабочего стола, возможность поворота его относительно фрезы;
• диаметр шпинделя;
• максимальное и минимальное расстояние от конца шпиндельной головки до поверхности рабочего стола;
• размеры хвостовика фрезы;
• мощность силовой установки;
• параметры подач рабочего стола – поперечные и продольные;
• объем подачи охлаждающей жидкости. Для моделей со встроенной системой;
• масса и габариты оборудования.

Для небольших моделей дополнительно могут устанавливаться источники освещения. Обычно они крепятся на гибком хоботе, чтобы рабочий мог следить за точностью выполнения обработки.

В комплектацию фрезерного станка обычно входят цанговые зажимы, предназначенные для фиксации детали на рабочем столе. Их альтернативой является установка магнитной поверхности.

Параметры выбора оборудования

Но кроме этих показателей есть ряд второстепенных факторов, влияющих на выбор оптимальной модели. Они могут относиться к техническим или эксплуатационным – все зависит от поставленной задачи, для которой предназначены фрезерные станки по металлу.

Для больших производственных линий важен показатель производительности. Для повышения этого показателя рекомендуется приобретать модели с максимально автоматизированным управлением и широким диапазоном технических характеристик. Настольные модели должны обладать небольшими размерами, но при этом могут выполнять точную обработку небольших металлических деталей.

Кроме этих факторов при выборе модели фрезерного станка учитывают такие качества оборудования:

• ремонтопригодность. Она заключается в возможности самостоятельно выполнять работы по обслуживанию и небольшой ремонт оборудования в случае его поломки;
• универсальность. В большей степени это относится к большим производственным комплексам. Для настольных станков важна упрощенная схема управления, которая не будет отрицательным образом влиять на качество обработки;
• эффективная кинематическая схема работ станка. Она должна содержать минимум компонентов и не отличаться высокой сложностью. Но при этом иметь высокий показатель КПД и легкую схему настройки;
• параметры системы ЧПУ, если таковая входит в состав оборудования. Важно определиться с возможностями ввода данных. Оптимальным вариантом будет составление ПО в компьютере с последующим внесением в ЧПУ. Во время работы должна быть предусмотрена возможность остановки станка после выполнения определенной операции. Это позволит контролировать точность обработки и вносить оперативные изменения в программу действий.

Стоимость фрезерного станка для обработки металлических заготовок напрямую зависит от его технических характеристик. Цена на настольные модели значительно ниже, чем на напольные. Это связано с их относительно небольшой сложностью конструкции.

Для обработки деталей из других материалов (дерево, полимеры, природный камень) необходимо изучить инструкцию по эксплуатации. В некоторых случаях шпиндель может не выдержать максимальную нагрузку.

В качестве альтернативы заводским моделям станка можно рассмотреть пример самодельного оборудования: