При изготовлении различных металлических деталей практически невозможно обойтись без применения фрезерных станков. Удобно, что фрезерный станок по металлу одинаково успешно применяется в промышленных условиях и в домашних мастерских. Следует отметить, что оборудование этой категории наиболее распространено в сфере металлообработки.
Универсальный фрезерный станок по металлу
Практически все модификации фрезерного оборудования работают по схожему принципу и имеют схожую конструкцию. Различия между моделями таких машин 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, каждый из которых порой сильно отличается от аналогов и имеет множество отличий по конструкции и назначению работы.
Вертикальное фрезерование
Достаточно распространенный тип станков этой категории - вертикально-фрезерный станок. Рабочим инструментом для таких станков являются фасонные, цилиндрические, концевые фрезы, также могут выполняться сверлильные операции. Вертикально-фрезерный станок позволяет выполнять следующие технологические операции: обработка различных зубчатых колес и пазов, углов, элементов каркаса, вертикальных и горизонтальных поверхностей на деталях из различных металлов.
Вертикально-фрезерный станок без консоли
Фрезерные станки этого типа не имеют в своей конструкции консоли, а их рабочий стол перемещается по направляющим, расположенным на станине оборудования. Станок вертикального типа по своим конструктивным характеристикам отличается высокой жесткостью, что позволяет обрабатывать на нем металлические детали с высоким уровнем качества. Редуктор аналогичного фрезерного станка расположен в шпиндельной головке.
Вертикальные фрезерные станки делятся на две категории, которые отличаются наличием консоли в конструкции. Их имена соответственно:
- станки консольно-фрезерные вертикальные;
- вертикальные полочно-фрезерные станки.
Фрезерный станок по металлу с консолью отличается тем, что его шпиндель и втулка могут перемещаться относительно оси оборудования. Отличия в их конструкции хорошо видны на фото.
Замена консольной фрезеровки
Горизонтальное фрезерование
Горизонтально-фрезерный станок отличается тем, что его шпиндель расположен в горизонтальной плоскости. Оборудование этой группы позволяет обрабатывать детали с небольшими габаритными размерами. Универсальность станка обеспечивается тем, что в качестве рабочего инструмента используются концевые, цилиндрические, фасонные, торцевые и угловые фрезы. Горизонтально-фрезерный станок в стандартной комплектации не позволяет обрабатывать деталь по винтовой поверхности, по этой причине он должен быть оборудован вспомогательными приспособлениями.
Горизонтально-фрезерный станок
Устройство станков горизонтально-фрезерной группы позволяет устанавливать их рабочую плоскость параллельно, а также перпендикулярно оси шпинделя. Все рабочие и силовые агрегаты этого оборудования расположены на станине, а редуктор, регулирующий скорость вращения шпинделя, расположен в его внутренней части.
Сверление и фрезерование
Станки, относящиеся к категории сверлильно-фрезерных, предназначены для обработки не только горизонтальных и вертикальных поверхностей, но и наклонных. С их помощью обрабатываются пазы крупных деталей.
Данный фрезерный станок по металлу имеет сверлильно-фрезерную головку, позволяющую выполнять операции наклонного сверления и обрабатывать рабочие поверхности, наклоненные относительно горизонтальной оси. Отличительной особенностью такой машины является то, что ее рабочая головка может работать в реверсивном режиме.
Станок сверлильно-фрезерный (без консоли)
Благодаря своей универсальности и способности выполнять две наиболее востребованные операции, эти машины очень выгодны с экономической точки зрения, а также с точки зрения экономии места на производственной площадке. Мало кто из домашних умельцев откажется даже от такой машинки дома, так как такой прибор объединяет в своей конструкции несколько эффективных и полезных приспособлений.
Универсальный
Такие металлообрабатывающие станки очень удобно использовать для оснащения частных мастерских или средних мастерских, специализирующихся на ремонтно-механических работах. Универсальные станки позволяют обрабатывать горизонтальные и вертикальные плоскости, а также спиральные поверхности и формы.
Универсальный фрезерный станок
Такой станок по металлу отличается рядом конструктивных особенностей: шпиндельный узел, коробка и основные узлы расположены во внутренней части станины. В конструкции станка предусмотрены вертикальные и горизонтальные направляющие, по которым перемещается его консоль и столешница. Кроме того, рабочая поверхность может быть установлена по отношению к шпинделю оборудования под желаемым углом, что позволяет обрабатывать металлические детали даже самой сложной конфигурации.
Стол
Такое компактное оборудование, устанавливаемое дома, в мастерских, учебных заведениях и небольших производственных цехах, позволяет выполнять различные технологические операции: нарезку проволоки, сверление отверстий, обработку всевозможных деталей и материалов различными типами фрез и т.д.
Обработка деталей на фрезерных станках этого типа отличается хорошей точностью, поскольку их конструкция отличается исключительной жесткостью (разумеется, при правильном монтаже). Такие консольно-фрезерные станки отличаются высокой производительностью, что позволяет использовать их для производства изделий серийными партиями. Несмотря на высокую производительность и широкий функционал, такие машины отличаются низким энергопотреблением и компактными размерами, что позволяет удобно размещать их даже на небольшой площади.
Настольный фрезерный станок
Фрезерование с ЧПУ
Устройства этого типа активно используются во всех отраслях промышленности для массового производства качественных комплектующих. Станки с ЧПУ обладают высокой производительностью и способны обеспечить непревзойденное качество не в единичном экземпляре, а в режиме онлайн, что делает их незаменимым элементом оборудования в любом серьезном производстве. Отличия таких станков от всех других типов фрезерных станков настолько существенны, что требуют подробного анализа в отдельной статье.
Станки с ЧПУ, обрабатывающие детали из различных металлов с высокой производительностью и точностью, имеют один большой недостаток - приличную стоимость, но следующие положительные факторы полностью это компенсируют:
- снизить потребность в квалифицированных производственных специалистах;
- высокая производительность по сравнению с ручными машинами;
- сокращение производственных циклов;
- ускорить переход к выпуску новой продукции.
Фрезерный станок с ЧПУ
Фрезерные центры с ЧПУ
Отличие этих устройств от фрезерных станков предыдущего типа - еще большая универсальность, еще большая точность и скорость работы. Спектр работ, которые могут выполнять такие устройства, включает огромный перечень операций и процессов, необходимых в самых высокотехнологичных и ответственных отраслях. Программное обеспечение современного обрабатывающего центра производится крупными мировыми компаниями. Подробно о работе обрабатывающих центров мы поговорим в отдельной статье.
5-осевой фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ
Стол с ЧПУ
Отдельную категорию составляют фрезерные станки с ЧПУ (числовым программным управлением). Такое оборудование относится к категории профессионалов, его работу контролируют специальные контроллеры, которые необходимо подключить к компьютерному устройству. Как и другие типы фрезерных станков, модели с ЧПУ могут выполнять различные технологические операции по металлу: сверление, зенкование, развёртывание и т.д.
Настольный станок с ЧПУ
Широко универсальный
Имея в своем распоряжении такой станок, вы можете выполнять любые виды фрезерования практически любого материала. Если сравнивать горизонтально-фрезерный станок и аппарат универсального типа, то его главное отличие состоит в том, что в его конструкции предусмотрена дополнительная шпиндельная головка, которая устанавливается на специальный подвижный ствол и имеет возможность поворачиваться на любой угол относительно заготовки.
Удобно, что оба шпинделя этого станка могут перемещать детали как совместно, так и автономно. На поворотную головку также может быть установлена другая подвесная фрезерная головка, с помощью которой можно обрабатывать металлические детали даже более сложной конфигурации: сверление, развертывание, зенкование и т.д.
Универсальный фрезерный станок
Также существуют универсальные модели станков, не имеющие в своей конструкции консольной панели. Вместо этого устанавливается каретка, которая перемещается по вертикальным направляющим. На вертикальных салазках этой тележки можно использовать различные устройства (например, поворотный стол). Такие машины несколько дешевле, но они также способны выполнять довольно большой перечень технологических задач.
Выбирая станок для фрезерной группы, в первую очередь необходимо определиться, для чего он нужен. Такой подход к выбору оборудования даст вам возможность приобрести его в полном соответствии с вашими потребностями, а также не переплачивать за те возможности, которые вам никогда не понадобятся.
Принцип работы фрезерных станков
Практически все фрезерные станки работают по одному принципу. Отличия могут заключаться только в их функциональности.
Основные элементы фрезерного станка
Основными конструктивными элементами таких станков являются: опорная рама, рабочий стол, зажимные элементы, цанга и шпиндель держателя цанги, в котором закреплен рабочий инструмент, портал с закрепленным на нем шпинделем, имеющий возможность ход, приводной двигатель.
Рабочий инструмент любого фрезерного станка - фреза, конструкция и размеры которой зависят от конфигурации заготовки. Рабочий инструмент закреплен в цанговом патроне с помощью хвостовика, а вращение ему передается от приводного двигателя через систему трансмиссии. Основное назначение фрезы - снять с заготовки лишний слой металла, что, собственно, и составляет суть обработки на таком станке.
Шпиндель станка расположен на мобильном портале, движения которого контролируются специальными контроллерами, если речь идет о оборудовании с ЧПУ. Электронная система такого оборудования включает контроллеры ЧПУ (числовое программное обеспечение), вспомогательные элементы системы и соединительные детали. Принцип работы моделей станков с ЧПУ заключается в следующем: специальная программа считывает чертежи детали, которая должна быть получена в результате обработки, формирует электронные команды, которые передаются на рабочий орган станка.
Отдельного внимания заслуживают универсальные станки, представляющие собой гибрид моделей горизонтального и вертикального типа. В их конструкции также есть цанга, цанговый патрон и зажимы, но редуктор таких машин передает все движения от электродвигателя. Их отличительная особенность - наличие ручного режима, с помощью которого можно управлять работой рамы.
Пример кинематической схемы (консольно-фрезерный станок)
Дополнительные элементы имеют в своей конструкции пятикоординатный фрезерный станок по металлу и гравировальное оборудование. Такое оборудование оснащено дополнительными запирающими элементами, позволяющими установить на него гравер. Инструмент такого оборудования вращается за счет карданного вала, которым он соединен непосредственно с электродвигателем.
Самыми простыми по конструкции являются ручные фрезерные станки по металлу. Такое оборудование имеет небольшую мощность, а его конструкция состоит из цанги с цанговым патроном, ротора, трансмиссионной головки и электродвигателя. Конечно, функциональность такого станка тоже ограничена: с ним можно проводить только самые простые фрезерные операции.
Срок службы ручного фрезерного станка также невелик и не превышает 10 000 часов. Самыми слабыми узлами в таком оборудовании, которые выходят из строя первыми, являются цанговый и цанговый патрон, зажимы, сцепка и оправка. Но его низкая надежность и долговечность полностью компенсируются невысокой стоимостью. Имеет смысл покупать его, если вы планируете использовать нерегулярно.
Стоимость станков
Классификация фрезерных станков по стоимости довольно широка. Конечно, самыми дешевыми в этом списке являются модели от китайских производителей. Вы можете еще больше сэкономить на покупке такого оборудования, если купите его не через посредников, а напрямую у производителей. Удобно, что китайские производители предлагают как простейшие ручные станки, так и профессиональные, оснащенные ЧПУ. Если рассматривать минимальную цену вилки, то она колеблется в пределах 7000-35000 руб.
Китайский настольный сверлильно-фрезерный станок Triod MMS-20E (стоимость около 60 тысяч рублей)
Вертикальный станок обойдется вам довольно дорого, стоимость такого оборудования начинается от 20000 рублей. Кроме того, за эту цену вы получите станок с самой простой комплектацией: цанговый и цанговый патроны, зажимы, патрон, оправка.
Собираясь купить универсальный станок для своего производственного предприятия, будьте готовы к тому, что цена такого оборудования начинается от 250 000 рублей. Фрезерные станки с ЧПУ по металлу от 2 млн руб.
В любом случае, если вы поставили себе цель, вы можете купить качественный фрезерный станок по металлу серийной модели по очень привлекательной цене.
Хороший вариант сэкономить на фрезере - купить подержанную модель. Кстати, качественное оборудование серийных моделей (например, ТВ-3 или ТВ-6) можно приобрести от 20 000 рублей. Столь низкая цена объясняется тем, что промышленные предприятия,
