Разновидности токарно-фрезерных станков

Краткое описание оборудования

Фрезеровочный станок — универсальное оборудование, с помощью которого можно обрабатывать заготовки из дерева, металла и пластика. Рабочая часть устройства — фреза. После запуска двигателя она начинает вращение с заданной скоростью. Её можно изменять, если на двигателе установлен переключатель мощности. При соприкосновении с заготовкой, закреплённой в зажимах, фреза снимает слои металла до тех пор, пока не получится необходимая форма детали.

При использовании станка заменяются фрезы. С их помощью не только снимается лишний слой стали, но и проделываются отверстия в металлических заготовках. Диаметр зависит от размера фрезы.

Конструкция и принцип работы

Станки по металлу состоят из нескольких ключевых элементов. Конструкция станка для фрезерования:

1. Корпус. Основной элемент оборудования. Его ещё называют станиной. Задачи станины — удержание остальных деталей конструкции и подвижных механизмов. Она должна быть массивной, чтобы не двигаться при включении электродвигателя и его дальнейшей работы.
2. Шпиндель. Передаёт вращательное усилие на фрезу.
3. Патрон для зажима фрез.
4. Электродвигатель.
5. Направляющие. По ним передвигается шпиндель. Также направляющие могут устанавливаться на рабочем столе, чтобы можно было перемещать заготовку во время работы.
6. Рабочая поверхность. Оборудуется зажимами, которые предназначены для закрепления заготовки во время работы фрезы.

Технические характеристики

При выборе фрезеровочного станка по металлу нужно учитывать его технические параметры

Характеристики оборудования, на которые нужно обратить внимание:

1. Габариты станины и рабочей поверхности для закрепления заготовок.
2. Мощность двигателя. Чем тверже будет обрабатываться материал, тем мощнее нужен двигатель.
3. Наличие охлаждения.
4. Скорость вращения шпинделя.
5. Возможность изменение скоростей электродвигателя.
6. Наличие дополнительных функций.

Патрон для фрезера

Станина

Основной неподвижной частью станка является станина, состоящая из 2 вертикальных рёбер. Между ними находятся несколько поперечных перекладин, обеспечивающих жёсткость и неколебимость статора.

Станина располагается на ножках, их количество зависит от длины станины. Конструкция ножек-тумб такова, что в них могут храниться необходимые для работы станка инструменты.

Верхние поперечные рейки станины служат направляющими для передвижения по ним суппорта и задней бабки. Сравнивая схемы станков, легко заметить, что в некоторых конструкциях используются направляющие 2 видов:

• призматические для перемещения суппорта;
• плоская направляющая для хода задней бабки. В очень редких случаях её заменяет призматического типа.

2 Какие виды станка можно выделить?

Универсальный станок – не что иное, как оборудование с ручным приводом. Для него свойственны следующие режимы – сверление, фрезерование и классическая токарная обточка. В зависимости от модели сверлильно-фрезеровальная головка может еще и перемещаться вдоль оси детали. Это оборудование многофункционально, при этом отличается невысокой стоимостью. Оно прекрасно подойдет для бытовых целей либо небольших частных мастерских. Если необходимо изготовить спиральные или простые каннелюры, балясины и ножки для мебели, то вам понадобится токарно-фрезерный станок с копиром.

А вот на более серьезном производстве при массовом изготовлении деталей отлично зарекомендовали себя агрегаты с ЧПУ. Главное достоинство таких машин – полная автоматизация. Они могут работать длительный период без вмешательства человека под управлением только лишь числовой системы. Оборудование снабжено специальным пультом, с помощью которого и происходит управление процессом. А чтобы избежать разбрасывания отходов по всей рабочей плоскости, станину делают под наклоном. Угол его варьируется от 30 до 60°. Кроме того, зона обработки снабжена конвейерным отводом стружки, а механические части направляющих защищены специальным кожухом.

Агрегат с ЧПУ

Особого внимания заслуживают центры с ЧПУ и С-осью. В этом случае контролируется не только скорость вращения обрабатываемого элемента, но и его угловое положение. Причем точность управления углом поворота менее 0,001°. Такая инновация позволяет обрабатывать не только стандартные детали, но даже червячные передачи, шестеренки и иные изделия сложной формы.

Еще одна особенность такого оборудования – наличие противошпинделя. Этот элемент расположен на месте, отведенном под заднюю бабку. Цель противошпинделя заключается в том, чтобы перехватить  деталь за правую сторону и обработать противоположную часть без вмешательства оператора. Так что такой агрегат можно использовать для серийного производства. Отдав предпочтение оборудованию с противошпинделем и парой сменщиков приводного инструмента, можно значительно увеличить скорость обработки. Плюс появится возможность работать с еще более сложными элементами. Комбинированный станок незаменим при круглофрезерной либо рельефной обработке.

Разновидности

Разделяются мини станки с фрезой по степени точности воздействия на материал. Это инструменты средней, повышенной и высокой точности.

Также существует разделение по типу обработки металла:

• вертикальные консольные фрезы;
• горизонтальные;
• универсальные консоли;
• продольные фрезы;
• бесконсольные;
• объемные;
• карусельного типа;
• шпоночные.

Отдельно следует рассмотреть некоторые варианты мини фрез, которые наиболее распространены и удобны в управлении.

Настольные мини фрезы с ЧПУ

Это станки, которые подключаются к компьютеру и их управление полностью автоматизировано. В промышленном варианте имеется пульт управления, в настольном он отсутствует.

Обработка в таком станке происходит точно и на высоких скоростях. В станке имеется консоль, которая перемещается. На ней и расположена деталь или заготовка.

Программы для управления мини фрезой с ЧПУ могут быть контурными, многоконтурными, комбинированными или позиционными.

Фрезерно-гравировальные мини станки

Устройство инструмента полностью повторяет внешний вид обычной настольной фрезы. Они обладают небольшой мощностью и предназначены для элементарных работ с металлом.

Также такой инструмент прекрасно подойдет, при необходимости разрезать тонкие материалы.

Классификация

Поворотные столы классифицируются по разным параметрам:

• расположению пазов радиальное и параллельное;
• количество осей поворота одна или две перпендикулярные;
• габаритам – стандартизированные размеры;
• привод вращения планшайбы ручной и автоматический.

Для массового производства применяются приспособления с расширенным функционалом, совмещенные с делительной головкой и сложные конструкции для станков с ЧПУ.

Круглый

Самая простая конструкция поворотного стола. Заготовка вращается вокруг оси, расположенной вертикально.

Приспособление позволяет обрабатывать боковые поверхности, создавать многогранники, снимать фаски и делать пазы и расточку.

Справка! Самая простая конструкция поворотного стола. Можно сделать своими руками в домашних условиях.

Вертикально-наклоняемый

Стол вращается вокруг своей оси и наклоняется на 45⁰ в перпендикулярной плоскости. Используется для фрезеровки сложных рельефов, сверловки и расточки отверстий под углом к основанию. Устройство обеспечивает высокую точность пространственного расположения отверстий.

Применяется на фрезерных и сверлильных станках.

Вертикально-наклоняемый с поворотными дисками

Поворотные диски в комплекте поворотного стола используются как делительная головка. Обычно их 3 шт. с разным соотношением отверстий. Они механически проворачивают заготовку на определенный угол в соответствии с количеством зубьев. Использование приспособлений позволяет нарезать шестерни и зубчатые колеса с прямым и косым зубом.

Горизонтальный

Поверхность планшайбы расположена в плоскости оси Z. Устройство позволяет выполнять круговое фрезерование, обработку уступов, пазов, сверление расточку.

С вакуумным захватом (для агрегатов с ЧПУ)

На станках с ЧПУ для быстрой фиксации и центровки детали применяется пневматика. Крепление затягивается вакуумом при откачке воздуха. Компрессор включается автоматически, согласно программе. При необходимости заготовка быстро меняет свое положение, зажимаясь в патрон шпинделя и наоборот.

Важно!

Пневматикой крепят и заготовки из тонкого листа, алюминия, цветных мягких сплавов, которые деформируются при затягивании болтов.

Обрабатывающие центры под брендом «TRENS»

Европейский бренд «TRENS» выпускает линию станков с наклонной станиной. Их уникальная конструкция обеспечивает высокую точность обработки за счет особой прочности инструментария. Станки ориентированы на крупное и среднее серийное производство и выпуск сложных профилей и деталей. Востребованы следующие модели станков TRENS:

• «SBL 500 A» ориентирован на детали до 1050 килограмм весом. Агрегат снабжен надежным приводом (Fagor, Siemens), фрезерование и расточку обеспечивает система ЧПУ с противошпинделем. Бабка имеет гидропривод и гидравлическую фиксацию заготовки. Предусмотрены специальные операции, например внеосевое сверление.
• «SBL 300» с С-осью выполняет стандартные операции фрезерования, в т. ч. доводку фланцев, валов и других сложных деталей, подходит для резьбовой нарезки. Особо жесткий шпиндель рассчитан на длительное высокоскоростное вращение и высокую производительность станка. С-ось имеет дисковую систему фиксации, что позволяет мгновенно переключать рабочие режимы.
• «SBL 700» самый сложный и технологичный, способен обрабатывать тяжелые (до 2500 кг) криволинейные, ступенчатые и прямолинейным профили. Контроль работы осуществляется от ЧПУ производства Siemens с 3D-программированием (возможно подключение к ПК через интернет).

Типы и обозначения МРС

Основная классификация металлорежущих станков построена по технологическому признаку и подразделяются на 9 групп:

1. Токарные станки, основным признаком которых является главное вращательное движение заготовки и поступательное движение подачи инструмента. На станках этой группы обрабатываются тела вращения.
2. Сверлильные и расточные станки. Характерным признаком станков этой группы является главное вращательное движение инструмента. Поступательное движение подачи могут осуществлять как заготовка, так и инструмент. Станки предназначены в основном для обработки отверстий.
3. Шлифовальные станки, основной характерной особенностью которых является применяемый абразивный инструмент.
4. Комбинированные станки. Станки этой группы отличаются тем, что имеют на одной станине устройства, позволяющие производить точение, сверление, фрезерование, шлифование, а иногда строгание.
5. Резьбо — и зубообрабатывающие станки. В эту группу выделены зубообрабатывающие и резьбообрабатывающие станки независимо от способа осуществления этих операций в силу общности кинематических особенностей.
6. Фрезерные станки, основным признаком которых является применяемый инструмент — фреза, совершающая главное вращательное движение. Станки применяются для обработки плоскостей и фасонных поверхностей.
7. Строгальные и протяжные станки. В эту группу сконцентрированы станки с главным поступательным движением. Строгальные станки предназначены для обработки плоскостей и фасонных линейчатых поверхностей, а протяжные — для обработки линейчатых поверхностей, определяемых формой режущей кромки инструмента — протяжки.
8. Разрезные станки, предназначенные для отрезки заготовок от целого куска металла.
9. Разные станки.

Внутри каждой группы станки подразделяются на 9 подгрупп т.е. на типы станков по более узким технологическим и конструктивным признакам. При изучении станков соответствующих групп эта классификация будет раскрыта.

По степени универсальности станки подразделяются на станки:

1. общего назначения,
2. специализированные,
3. специальные.

Станки общего назначения (универсальные, широкоуниверсальные) позволяют обработку широкой номенклатуры деталей и применяются преимущественно в единичном и мелкосерийном производстве.

Специализированные станки предназначаются для обработки ограниченной номенклатуры деталей. Область их применения — серийное производство.

Специальные станки изготавливаются для обработки одного или весьма ограниченного числа наименований деталей или даже выполнения одной операции при обработке какой-либо детали. Эти станки применяются в массовом производстве.

По точности станки подразделяются на пять классов:

Н — нормальной; П — повышенной; В — высокой; А — особо высокой точности; С — спец-мастер станки.

По массе различают:

• легкие — до 1 тонны,
• средние — 1…10 тонн,
• тяжелые — свыше 10 тонн.

Тяжелые подразделяются:

• на крупные — 10…30 тонн,
• собственно тяжелые — 30…100 тонн,
• уникальные — свыше 100 тонн.

Обозначения станков

Обозначения станков строятся на буквенно-цифровой основе. При обозначении станков общего назначения первая цифра показывает принадлежность к группе классификации. Вторая цифра определяет отношение станка к соответствующей подгруппе, типу, последняя или две последние цифры обозначают размерную характеристику станка. Буквы русского алфавита, размещаемые между цифрами, указывают на соответствующую модификацию станка данного типоразмера.

Например,

Обозначения станков-маркировка

В обозначениях специальных станков первые буквы указывают на индекс завода — изготовителя, а следующие за ними цифры — порядковый номер модели. Например, Е3-24 — станок Егорьевского .

Прецизионные станки обозначаются соответствующей буквой в конце, например, 1И611П, 1К62В.

Станки с ЧПУ в обозначениях имеют букву Ф и цифру, указывающую на тип системы управления (1 — с индикацией отработанной геометрической информации, 2 — позиционная, 3 — контурная, 4 — комбинированная) например, 6П13Ф3; 3М151Ф2; ИР-500МФ4.

Фрезерование деталей в домашних условиях

Определяясь с типом станка, нужно отталкиваться от работ, которые можно выполнять с его помощью.

Фрезеровать можно:

1. Поверхности деталей, добиваясь получения нужных плоскостей.
2. Создавать пазы, в которые в последующем будут устанавливаться шпонки, например, для монтажа шкивов или зубчатых колес на валах.
3. Нарезать зубья на шестернях или звездочках, эти детали применяют в трансмиссиях машин или коробках перемены передач.
4. Придавать оригинальную форму литым или кованым изделиям, фрезерование производится по специальным программам или моделям (оригиналам).
5. Пропиливать углубления для прохода жидкостей или газов в специальных устройствах.
6. Изготавливать оригинальные медали, жетоны, значки и другие эксклюзивные малоразмерные изделия.

Станок токарно-карусельный одностоечный 1512. Назначение и область применения

Одностоечный токарно-карусельный станок модели 1512 является универсальным станком и предназначен для обработки разнообразных изделий из чёрных и цветных металлов в условиях мелкосерийного и серийного производства.

Модель 1512 является наиболее распространенной среди токарно-карусельных станков на территории бывшего СССР. Станок позволяет производить токарную обработку деталей диаметром до 1250 мм, высотой до 1 метра и массой до 3200 кг. Станок экспортировался во многие страны мира.

Конструкция станка 1512 унифицирована с конструкцией станка модели 1516 и отличается только размерами план-шайбы и мощностью электродвигателя.

На станке можно производить цилиндрическое и коническое обтачивание и растачивание, протачивание плоскостей — как внутренних, так и наружных, сверление, зенкерование и развертывание центральных отверстий, а также получистовое и чистовое обтачивание плоских торцовых поверхностей.

Основные технические характеристики токарно-винторезного станка 1512

Изготовитель — Краснодарский станкостроительный завод имени Седина. Основные параметры станка — в соответствии с ГОСТ 44-93. Станки токарно-карусельные. Основные параметры и размеры. Нормы точности и жесткости.

• Класс точности станков Н по ГОСТ 8—77.
• Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки — Ø 1250 мм
• Наибольшая высота обрабатываемой заготовки — Ø 1000 мм
• Диаметр планшайбы — Ø 1120 мм
• Наибольший вес обрабатываемой заготовки — 3200 кг
• Частота вращения план-шайбы — 5..250 об/мин, 18 ступеней
• Мощность электродвигателя — 30 кВт
• Вес станка полный — 16,5 т

Станок имеет два суппорта:

1. вертикальный с пятипозиционной револьверной головкой с автоматическим поворотом и фиксацией на каждой позиции
2. горизонтальный (боковой) с четырехпозиционным резцедержателем

Технологические возможности станка значительно расширяются с помощью поставляемых по особому заказу самоцентрирующей планшайбы, приспособлений (для резьбонарезания, обработки конических поверхностей, обтачивания фасонных поверхностей тел вращения по копиру, обработки деталей по упорам) и устройства для обработки с охлаждением.

На станках можно производить следующие операции:

• обтачивание цилиндрических и конических поверхностей;
• растачивание цилиндрических и конических поверхностей;
• обтачивание плоских торцовых поверхностей вертикальным и боковым суппортами.

Кроме того, вертикальным суппортом можно производить обтачивание плоских торцовых поверхностей с поддержанием ступенчато-постоянной скорости резания на чистовых и получистовых режимах; сверление, зенкерование и развертывание; прорезание канавок и отрезку.

При применении специальных приспособлений и устройств, которые поставляются вместе со станками по особому заказу за отдельную плату, на станках можно производить:

• обработку деталей по заданным размерам (по упорам);
• нарезание резьб, обтачивание и растачивание конических поверхностей;
• обработку фасонных поверхностей тел вращения по копиру (электрокопировальное устройство);
• обработку деталей с охлаждением.

В обычном исполнении станки поставляются с вертикальным револьверным суппортом, имеющим механический поворот и зажим револьверной головки, и боковым суппортом.

Помимо этого, по особому заказу за отдельную плату может быть поставлен станок с самоцентрирующей планшайбой с ручным зажимом изделия.

На станке одновременно могут быть смонтированы все приспособления, за исключением охлаждения, которое не может быть установлено одновременно с самоцентрирующей планшайбой.

В связи с тем, что установка приспособлений требует значительных изменений и доработок в станке, заказы на изготовление приспособлений к ранее поставленным станкам не могут быть выполнены. Приспособления поставляются только вместе со станком.

Значительная мощность электродвигателя главного привода, высокая жесткость базовых деталей и достаточная прочность всех элементов кинематической цепи в сочетании с широкими диапазонами регулирования чисел оборотов планшайбы и величин подач позволяют вести на станках высокопроизводительную работу на скоростных режимах резания.

Модификации станка токарно-карусельный одностоечный 1512

1512.000, 1512-1, 1512-2, 1512.300, 1512.400 — станок токарно-карусельный универсальный одностоечный1512Ф1, 1512ПФ1, 1512Ф1.041, 1512Ф1.300, 1512Ф1.323, 1512Ф1.400, 1512Ф1.423 — станок токарно-карусельный с УЦИ — устройством цифровой индикации

1512Ф2, 1512Ф3, 1512Ф3.271, 1512Ф3.471, 1512МФ4 — станок токарно-карусельный с УЧПУ — устройством числового программного управления

Обрабатывающий центр 1728С

Это часто встречающийся аппарат, который способен выполнять несколько разных функций:

• работа сверлом непосредственно прямо и под необходимым углом;
• фрезеровка контурная и стандартным методом;
• заточка и расточка.

Обработка необходимой детали происходит в патроне или в его центре. Точность при обработке обеспечивается за счет особенностей механизмов:

1. Главные узлы отличаются прочностью и устойчивостью к вибрациям.
2. Подшипники в этом устройстве имеют высокую точность.
3. Специфические термосимметричные элементы помогают предотвратить деформацию, вызванную колебанием температур.
4. Система числового управления отличается надежностью и налажена по последнему слову техники.

Данная конструкция помогает обработать различные детали диаметром до 40 см и длиной до трех метров.

В чем разница между ними?

Основное отличие в данных станках в том, как именно происходит работа с болванкой. В токарном станке деталь неподвижно крепится в специальном патроне и уже с ним получает вращательные движения. Обработка происходит при помощи резца, который закреплен в суппорте и поступательно двигается, снимая с заготовки лишние слои металла.

Главная особенность токарного агрегата – вращательное движение обрабатываемой детали, получаемое от шпинделя через патрон и центр. Движение резца в этих операциях называется вспомогательным.

Фрезерный станок, напротив, снабжен вращающимся инструментом: фрезой. Это осевой вращающийся инструмент, обрабатывающий деталь, жестко закрепленную на столе фрезерного станка. Основные виды фрез:

• концевые;
• шпоночные;
• торцевые;
• цельные;
• червячные;
• специальные.

Резец токарного станка создан для обработки тел вращения, а фреза – многолезвийный инструмент для резки. Проще говоря, на токарном станке происходит точение подвижной заготовки, а на фрезеровальном – режут неподвижную.

Для обработки на токарном станке существуют две координаты: z и x. На фрезеровочном координат от трех до пяти. Рабочими элементами токарного станка являются: сверла, зенкера, метчики, а также прочие многочисленные инструменты.

Особенности работы на токарно-фрезерных станках

Прежде чем приступить к описанию конкретных действий по выполнению фрезерных работ, выделим основные узлы фрезерного оборудования токарно-фрезерного станка.

К основному элементу фрезерной конструкции станка относится фрезерная головка, закрепленная в шпинделе станка, которая позволяет использовать быстросменные конуса для установки сверлильного и фрезерного инструмента, а также токарного резца для выполнения операций точения.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр внешне практически не имеет отличий от обыкновенного токарного станка с ЧПУ. На самом деле, такой станок оборудован тремя рабочими модулями, которые и отвечают за выполнение всех фрезерных операций на данном оборудовании.

Такие модули выполняют следующие функции:

• движение обрабатывающего инструмента вдоль оси Y, которая располагается в перпендикулярной плоскости относительно осей X-Z токарной части станка;
• вращения инструмента для фрезерной обработки деталей;
• осуществления заданного поворота шпинделя и его фиксированное положение под соответствующим углом.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр включает в себя магазин с инструментами для обработки деталей, который имеет возможность перемещаться вдоль оси Y.

При выполнении операций по токарной обработке деталей, инструменты станка перемещаются по оси X-Z, в то время как инструмент для фрезерных работ зафиксирован во фрезерной головке на оси Y в начальном положении Y=0.

О работе устройств под управлением программы

Краткое описание рабочего процесса:

• на пульте управления выбирается необходимая программа;
• специальный механизм ввода станка «прочитав» ее, преобразовывает запрограммированные в ней процессы в определенные сигналы;
• затем предусмотренная промежуточная память программы запоминает их, хранит какое-то заданное время, которое необходимо для выполнения всего процесса обработки;
• по заданным конкретной программой сигналам, специальный узел, контролирующий и сопоставляющий программой все перемещения, передает исполнительному механизму задание для реализации этих сигналов.

Станок при этом может выполнять как основные, так и дополнительные функции. Причем управление приводом подачи является основой работы всего оборудования, а модифицирование вращательной скорости и видоизменение инструмента относится к дополнительным его функциям.

Автоматическая работа подобных машин достигается благодаря встроенному ЧПУ, которое обеспечивает:

• высокое качество;
• необходимую шероховатость;
• заданную точность нужных форм, размеров.

Кроме того, автоматизация всего рабочего цикла этого оборудования может любой универсальный производственный механизм сделать автоматическим или полуавтоматическим. А это позволит обеспечить многостаночное обслуживание, существенно повышая при этом производительность труда.