что такое вертикально фрезерный станок
Вертикально-фрезерный станок – основы и принципы
Вертикально-фрезерный станок – весьма популярная техника, которая нашла применение в машиностроительной отрасли. Главной особенностью оборудования является то, что оно позволяет изготавливать сложнопрофильные детали, такие как штампы, копиры и прочее.
Все функции, возлагаемые на вертикальный фрезерный станок, можно разделить на сверление, фрезеровку и расточку. Точность выполнения задачи на таком оборудовании достаточно высока. При этом достойная производительность техники также не подвергается сомнениям. Станки вертикального типа, как правило, отличает высокая мощность привода, которая в сочетании с твердосплавным инструментом создают очень продуктивный тандем.
Среди конструктивных особенностей подобных агрегатов специалисты отмечают наличие так называемой делительной головки, которая используется для поворота заготовки на необходимый угол. Кроме того, вращение детали облегчает обработку винтовых канавок, что также очень важно для повышения производительности труда.
Вертикальный фрезерный станок рассчитан на обработку металлических конструкций самыми разными фрезами и сверлами. Техника может быть использована для обработки любых плоскостей, разного рода спиралей, пресс-форм. При этом, как правило, такие станки рассчитаны на обработку деталей из цветных и черных металлов, а также из сплавов, что их делает многофункциональным широкопрофильным оборудованием.
Вертикальный станок отличает отсутствие так называемой консоли. Стол движется по специальным направляющим станины фундамента, что гарантирует предельную жесткость оборудования. Разумеется, это отражается на точности обработки заготовок, если сравнивать с альтернативными типами фрезерных станков. С деталями больших габаритов и массы такая техника также справляет без особых проблем.
В конструкции вертикально-фрезерного станка шпиндельная головка выступает в роли коробки скоростей, что можно расценивать как дополнительную особенность. Головка перемещается в вертикальном направлении вдоль направляющих стойки. По оси можно перемещать также шпиндель с гильзой.
Мастера, желающего обзавестись такой техникой, несомненно, порадует тот факт, что ее функционал можно расширить с помощью дополнительных комплектующих, таких как вертикальная или универсальная головка, круглый делительный стол, устройства нарезания гребенок и прочих опций. Таким образом, приобретая подобный агрегат, при необходимости список выполняемых им задач можно расширить.
Технические параметры
Чтобы четко понимать, каким требованиям отвечает конкретный станок, важно иметь представление о его основных параметрах. На сегодняшний день ассортимент подобной техники поистине огромен. Компании выпускают оборудование в самых различных размерах и с разными показателями мощности. На рынке представлены и настольные агрегаты, ориентированные на бытовую эксплуатацию, и профессиональные фрезерные машины, способные функционировать в жестких производственных условиях.
Мастер, подбирая для себя идеальный агрегат, должен ориентироваться на такие ключевые характеристики, как:
На сегодняшний день выделяют 3 основных типа универсальных вертикально-фрезерных станков в зависимости от типа управления. Ручные станки – наиболее «древние», но незаменимые в небольших цехах агрегаты. Техника с автоматическим управлением или с числовым программным управлением – это уже более сложные конструкции, требующие должного уровня квалификации для эффективной работы на них. Особенно это касается машин с ЧПУ.
Рассмотрим одни из популярных моделей, чтобы понять, какие варианты техники сегодня потенциально доступны мастеру.
Фрезерный станок 6К11
Этот агрегат рассчитан на выполнение основных работ, таких как фрезерование, сверления, растачивания отверстий и прочих. Техника ориентирована на работу с металлами и пластиком.
Этот поистине универсальный вертикально-фрезерный станок способен эксплуатироваться как в условиях мелкого производства, так и в качестве ключевого оборудования на крупномасштабных промышленных объектах. Конструкцией предусмотрен особый механизм зажима инструмента, что заметно расширяет возможности оборудования.
Немного о параметрах 6К11. Габариты его рабочего места составляют 250х1000 миллиметров. Ход стола – 710, 250 и 400 миллиметров (продольный, поперечный и вертикальный соответственно). Мощность мотора вертикального шпинделя составляет 5.5 кВт, а мотора подач – 1.5 кВт. Габариты агрегата довольно скромны – всего 2135х1725х2290 миллиметров. А масса модели достигает 2350 кг.
Фрезерный станок ВМ127М
Этот агрегат рассчитан на работу с металлическими заготовками как в условиях мелкого, так и в масштабах серийного производства. Среди особенностей этой модели можно отметить мощный мотор и идеально подобранные передаточные отношения. Это позволяет подбирать идеальный формат обработки конкретной детали с максимальным задействованием возможностей инструмента.
Универсальный вертикально-фрезерный станок ВМ127М способен функционировать в автоматическом режиме, что дает возможность объединения нескольких станков в многостаночную систему под управлением одного мастера. Легкость обслуживания и настройки работы агрегатов под нужды специалиста также станет немалозначительным «за» в пользу ВМ127М.
Габариты рабочего стола станка составляют 400х1600 миллиметров. Мощность привода достигает 11 кВт, чего более чем достаточно для эффективной обработки деталей с высокими показателями производительности. Масса станка – чуть менее 5 тонн, а его габариты – 2560х2260х2500 миллиметров.
Выводы
Вертикально-фрезерные станки способны стать универсальными помощниками в любом цеху. Функциональность, надежность и выносливость – их главные плюсы. А многообразие моделей, представленных в наши дни, заметно облегчает выбор подходящей по всем параметрам техники. Сегодня можно точно утверждать то, что опытный мастер с легкостью найдет нужный ему агрегат.
Фрезерные станки
Фрезерные станки предназначены для обработки металлических и деревянных заготовок при помощи фрезы. Операция фрезерования подразумевает вращательное движения режущего инструмента, которое является главным, и поступательное перемещение заготовки или фрезерной головки, которое называется движением подачи.
1. Фрезерные станки применяются для выполнения следующих операций:
Рассмотрим основные параметры, по которым происходит классификация фрезерных станков.
2. В зависимости от расположения и направления движения шпинделя, подразделяются на две большие группы:
Вертикально-фрезерные станки (рис. 1) имеют шпиндель, ось вращения которого расположена вертикально. Некоторые модификации этих станков дополнительно оснащаются механизмом поворота шпинделя вокруг горизонтальной оси. Это позволяет изменять угол приложения фрезы, что существенно расширят возможности станка. Также шпиндель на некоторых станках имеет возможность перемещаться вдоль оси вращения, а также осуществлять движения в горизонтальной плоскости, что также увеличивает технологические возможности станка.
Рисунок 1. Вертикально-фрезерный станок.
В горизонтально-фрезерных станках (рис. 2) ось вращения шпинделя располагается горизонтально. Это несколько ограничивает сферу применения этого станка. Но в то же время увеличивает перечень операций, которые он способен выполнять. Например, на горизонтально-фрезерном станке можно производить плоское шлифование или полирование.
Рисунок 2. Горизонтально фрезерный станок.
Комбинированные станки отличает наличие подвижной фрезерной головки, которая способна изменять свое положение, располагая шпиндель по отношению к заготовке вертикально или горизонтально в зависимости от требуемой операции.
3. В зависимости от сферы применения:
4. По наличию консоли:
В консольных станках стол закреплен на подвижной консоли, которая может перемещаться в трех координатах. На бесконсольных версиях фрезерных станков стол установлен на станине и имеет возможность двигаться только в горизонтальном направлении по направляющим.
5. По типу управления:
Рассмотрим более детально каждый из наиболее популярных типов фрезерных станков.
Консольный вертикально-фрезерный станок
Вертикально-фрезерный станок с консолью является одним из самых распространенных. Такая популярность связана с тем, что, несмотря на довольно простую конструкцию, этот станок способен выполнять большинство наиболее востребованных фрезерных операций.
Рассмотрим общую конструкцию консольного вертикально-фрезерного станка (рис 3).
Рисунок 3. Конструкция консольного вертикально-фрезерного станка.
Вертикально-фрезерный станок с консолью состоит из следующих элементов.
Вертикально-фрезерные станки могут оснащаться дополнительным оборудованием или иметь расширенные возможности благодаря внедрению дополнительных опций.
Горизонтально-фрезерный станок
Горизонтально-фрезерный станок (рис. 4) отличает горизонтальное расположение фрезы. Как правило, фреза закрепляется неподвижно, и подача осуществляется только за счет перемещений стола.
Рисунок 4. Устройство горизонтально-фрезерного станка.
Горизонтально-фрезерный станок состоит из следующих элементов.
Прочие фрезерные станки
Рассмотрим другие фрезерные станки, которые составляют меньшую группу по сравнению с двумя образцами, описанными выше.
1. Бесконсольные фрезерные станки (рис. 5). Могут быть как с вертикальным, так и с горизонтальным расположением шпинделя. Служат для более простой фрезерной обработки металлов и дерева в плане сложности самих фрезерных операций. Не имеет настроек по высоте подъема стола ввиду отсутствия консоли. Преимуществом является повышенная точность обработки.
Рисунок 5. Бесконсольный фрезерный станок.
2. Продольно-фрезерный станок (рис. 6). Предназначен для продольного фрезерования деталей большой длины или деталей, которым необходима простая прямолинейная обработка. Также эти станки могут работать со шлифовальными кругами.
Рисунок 6. Продольно-фрезерный станок.
3. Шпоночно-фрезерный станок (рис. 7.). Предназначен для прорезания шпоночных пазов на заготовках различной формы. Работают такие станки в автоматическом режиме после задания параметров шпоночного паза.
Рисунок 7. Шпоночно-фрезерный станок.
4. Зубофрезерный станок (рис. 8). Используется для создания зубьев различных параметров. Для этих станков применяются специальные фрезы, предназначенные под создание определенных профилей зубчатых колес и червячных передач.
Описание и назначение вертикально-фрезерного станка с ЧПУ
Во время фрезерования у мастера появляется возможность получить детали разной формы и размера. Наиболее распространенным вариантом фрезеровального станка остается оборудование, при котором шпиндель расположен вертикально, его называют вертикально-фрезерный станок.
Общая конструкция и назначение
Оборудование имеет вертикальный шпиндель, который размещен в шпиндельной головке. Сама головка установлена на литой станине. Здесь же на станине расположена консоль, а также подвижная каретка и коробка скоростей, коробка подач.
Принцип работы прост: от электродвигателя движение через коробку скоростей передается на шпиндельную головку, а через коробку подач – на стол, на каретку и на консоль. Консоль перемещается и перемещает заготовку в вертикальном направлении.
Без ЧПУ
Вертикально-фрезерный станок без ЧПУ управляется вручную. Специальными рукоятками регулируется вращение фрезы и величина подачи. Современные вертикально-фрезерные станки без ЧПУ отличаются надежностью и износостойкостью. Способны выполнять самый широкий спектр задач. При этом точность выполнения работ у них может быть ниже, чем с ЧПУ.
С ЧПУ
Современные вертикально-фрезерные станки имеют числовое программное управление, что делает это оборудование высокоточным. Практически все элементы конструкции работают от электрического привода. Механическими в таком оборудовании остается привод подачи стола и шпинделя.
Основным недостатком таких агрегатов является их высокая стоимость и некоторую сложность в обслуживании. Понадобится найти специалиста, который способен починить такой вертикально-фрезерный станок в случае поломки.
Вертикальный фрезерный обрабатывающий центр
Это разновидность многооперационного агрегата, снабженного числовым программным управлением. Он способен производить механическую обработку трехмерной детали. Он снабжен множеством разных инструментов и способен выполнять черновую, чистовую и пред чистовую работу. Наиболее простые обрабатывающие центры имеют в своем комплекте от 5 до 12 инструментов, способных обработать деталь с высокой точностью.
Это дорогостоящее оборудование с наиболее высоким уровнем производительности. У оборудования значительно повышена скорость обработки. Чтобы снизить температуру нагрева используется специальная система охлаждения.
Основные технические характеристики
Это один из первых видов оборудования, который применялся для обработки металлических изделий. В наборе каждого из них есть несколько видов концевых, торцевых, цилиндрических фасонных фрез. Поэтому оборудование может выполнять практически все фрезеровальные операции.
Они подразделяются на два вида, каждый из которых имеет свои особенности характеристики:
Обзор современных моделей
Есть несколько современных производителей, которые выпускают вертикально-фрезерные станки с достойными техническими характеристиками. Вот несколько моделей:
Вертикально-фрезерный станок BF60. Оборудование Китайского бренда. Имеет 8 ступеней вращения шпинделя, а также усиленные упорные подшипники на шпиндельной головке. Вес составляет – 750 кг.
Вертикально-фрезерный станок UWF-7140. Оборудование с надежной конструкцией, цифровой индикацией и наличием поворотного шпинделя. Частота вращения шпинделя не более 1800 об/мин. Ход шпинделя – 10 см. Вес около – 3.5 тонны.
Вертикально-фрезерный станок FP – 25. Скорость вращения шпинделя до 2180 об/мин при весе агрегата всего в 195 кг. Диаметр сверления – 34 мм.
Вертикально-фрезерный станок PROMA FHV — 50VD 25330055. Максимальный диаметр сверления – 50 мм. Вес составляет – 700 кг. Отличается высоким качеством производимых работ.
Также пользуются популярностью вертикально-фрезерные станки, выполненные Словенской компанией TRENS или Чешского производителя TAJMAC — ZPS.
Вертикально-фрезерные станки пользуются популярностью, поскольку отличаются широкими возможностями функциональность. Главная особенность такого оборудование – вертикальное расположение шпинделя. Вертикально-фрезерные станки могут иметь ручное управление или ЧПУ.
В последнем случае это более точное оборудование с высокими параметрами производительности. Отдельно производятся вертикальные обрабатывающие центры, которые могут выполнять все виды обработки на высоких параметрах скорости и с высокой степенью точности.
Особенности конструкции вертикально фрезерного станка
Для обработки металлических листов и деталей может применяться различное станковое оборудование. Одним из самых популярных установок такого типа является вертикально фрезерный станок (ВФС). Но какими особенностями обладает это оборудование? Какие существуют типы вертикально-фрезерных установок? И какие другие станки представлены в России? В статье эти вопросы будут рассмотрены.
Общие сведения
Вертикально фрезерный станок — это группа металлорежущих установок, которые выполняют обработку поверхностей с помощью детали-фрезы. ВФС отличаются по множеству параметров, однако у всех обрабатывающая фреза закреплена в установке в вертикальном положении. Вертикальные станки в основном используются для обработки металлов, однако с их помощью можно обрабатывать и другие материалы — дерево, пластик, композитные соединения.
Станок вертикально фрезерный позволяет обрабатывать детали любых форм, габаритов, размеров, а с его помощью можно выполнять все основные операции — резка, сверление, снятие верхних слоев материала. Основные страны-производители ВФС — Россия, Германия, Чехия, Япония, Китай. Инженерно-технические возможности зависят от конструкции, а средняя стоимость установки находится в пределах от 100 до 500 тысяч рублей. Модели с числовым программным управлением (ЧПУ) стоят в несколько раз дороже — их цена находится в пределах от 350 тысяч до 2 миллионов рублей.
Конструкция
Формат работы
Принцип работы ВФС предельно прост. Сперва рабочий в вертикальном шпинделе фиксирует нужную ему фрезу, которая будет выполнять обработку детали. При необходимости вместо фрезы могут использоваться другие обрабатывающие запчасти (скажем, вращающиеся диски). После этого рабочий помещает на стол для обработки нужную ему деталь. При необходимости расположение стола можно отрегулировать с помощью цилиндрического столба. Деталь на столе может фиксироваться с помощью специальных зажимов и фиксаторов. В конце рабочий запускает электродвигатель, которые выполняет вращение шпинделя с подключенной фрезой.
Непосредственно для обработки рабочий может выполнять различные действия — перемещение рабочего стола, перемещение обрабатываемой детали, регуляция подачи шпинделя с фрезой. Чтобы регулировать точность и силу обработки рабочий может также менять передачу вращения, что приводит к изменению скорости вращения фрезы. На современных вертикальных станках фреза может крепиться в подвижном блоке, который позволяет изменять расположение режущей части в определенных пределах. Это позволяет улучшить эксплуатационные возможности установки, что делает ее более удобной, универсальной.
Консольные и бесконсольные конструкции
По конструкции ВФС также различают стандартные модели и установки с ЧПУ. Вертикально фрезерный станок с ЧПУ дополнительно оборудован системой электроприводов и электронной панелью, которая позволяет управлять ВФС в автоматическом или ручном режиме. Скажем, с помощью ЧПУ рабочий может выставить скорость автоматического перемещения стола с деталью — тогда как с помощью кнопок или переключателей он может вручную выбирать скорость вращения фрезы.
Для управления ЧПУ-моделями могут применяться различные приспособления — ручки, кнопки. ЧПУ-модели являются более удобными, а для их освоения рабочему не потребуется много времени. Однако вертикально фрезерный станок с ЧПУ является более сложным в производстве, поскольку он содержит множество дополнительных деталей, узлов, автономных элементов. Поэтому ЧПУ-модели стоят в несколько раз дороже ручных установок.
Какие еще бывают фрезерные станки?
Также существуют и другие виды станков — горизонтальные, сверлильные, настольные. Они выполняют те же функции, что и вертикально-фрезерные конструкции, а используются они также в основном для обработки изделий или конструкций. Однако они могут иметь отличия — дополнительные узлы или агрегаты, направление обработки, наличие вспомогательных обрабатывающих блоков.
Горизонтально-фрезерные
У таких станков шпиндель располагается не в вертикальной, а в горизонтальной плоскости, что обуславливает другой способ обработки деталей. Горизонтальные установки отлично подходят для работы с небольшими объектами на основе металла, дерева или пластика. Горизонтальное расположение крепления позволяет применять дополнительные режущие фрезы (цилиндрические, фасонные, торцевые, угловые). На горизонтальные станки можно поставить вспомогательное оборудование, позволяющее выполнять обработку винтовых и наклонных поверхностей, что делает их практически универсальными.
Сверлильно-фрезерные
Сверлильно-фрезерные установки используются для сверления металлических, деревянных, пластиковых, керамических изделий. Важная особенность — необычное расположение обрабатываемого инструмента, поэтому с помощью такого станка можно сверлить наклонные отверстия, обрабатывать пазы крупногабаритных изделий. Головка-сверло может вращаться как в прямом, так и обратном направлении, что заметно упрощает работу с таким станком. Сверлильно-фрезерные установки сегодня пользуются большим спросом как в крупной, так и в мелкой обрабатывающей промышленности, а также в сфере домашней обработки металла.
Универсальные
Они могут обрабатывать детали любых размеров и формы, а при необходимости деталь во время обработки можно наклонить под любым углом к рабочему инструменту. Еще одно конструктивное отличие — шпиндель, стол, стол-цилиндр располагаются внутри полой станины, а все электрические агрегаты вынесены наружу. Универсальные фрезерные станки обычно применяются в небольших и средних мастерских. Также их широко применяют на крупных металлургических и обрабатывающих заводах.
Настольные
Настольные установки представляют собой облегченные версии вертикальных, горизонтальных, универсальных или сверлильных станков. Их главное отличие заключается в более компактных размерах — а во всем остальном они повторяют оригинальные модели (размеры, строение, расположение основных узлов). Настольные станки часто покупают для нужд школ, училищ, техникумов и других учебных заведений технической ориентации. Преимущества настольных систем — низкое энергопотребление, неплохие технические свойства, компактность.
Широкоуниверсальные
Главная конструктивная особенность широкоуниверсальных фрезерных станков — наличие дополнительного шпинделя у становленным режущим инструментом. Шпиндели могут работать как совместно, так и автономном режиме. Головки со шпинделем обычно ставятся на подвижных хоботах, которые можно перемещать во всех основных направлениях. Для управления обычно применяются панели ЧПУ, позволяющие автоматизировать процедуру обработки. Широкоуниверсальные модели могут работать практически со всеми материалами, которые обладают высокой твердостью.
Заключение
Вертикально фрезерный станок представляет собой инструмент, который используется для обработки металла, дерева, пластика или композитных материалов. Его главная деталь — это режущая фреза, которая позволяет деформировать и сверлить даже самые твердые материалы. Крепление с режущей запчастью расположено в вертикальном направлении, а с помощью такого станка можно сверлить отверстия, выполнять резку, делать шлифовку. Основные агрегаты ВСФ — плита-фундамент, станина, хобот, шпиндель, фреза, стол для обработки.
Все ВСФ имеют электрическое питание, а мотор обычно крепится на внешней стороне станины. Чтобы выполнять обработку, деталь устанавливается на столе + выполняется дополнительная фиксация с помощью консоли (если она есть). Во время работы резак-фреза вращается вокруг своей оси с большой скоростью, а для контроля подачи заготовки происходит перемещение детали по столу. ВСФ могут оборудовать числовым программным управлением — это позволяет автоматизировать и упростить обработку. Основные «конкуренты» вертикальных станков — горизонтальные, сверлильные, универсальные и широкоуниверсальные установки.