Фрезерные станки по металлу – виды, особенности, назначение

Фрезерный станок — популярный инструмент в сфере обработки металла. Он незаменим при изготовлении металлических деталей как на малом и крупном производстве, так и в бытовых условиях.

Основные характеристики

Размер — один из критериев деления фрезерных станков на группы:

1. легкое оборудование — до 1 тонны,
2. среднее — от 1 до 10 тонн,
3. тяжелое — от 10 до 100 тонн,
4. специальное — от 100 тонн.

Другим критерием является способ управления:

1. Ручное. Предполагает контроль процесса специалистом.
2. Полуавтоматическое. Аппараты могут самостоятельно выполнять определенный цикл задачи.
3. Автоматическое. Оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ). Выполняет работу от начала до конца под управлением компьютера, с помощью которого специалист устанавливает необходимые параметры.

Разновидности

Большинство моделей имеет схожие устройство и принцип работы, однако в зависимости от специальных элементов отличается их функциональное назначение. Остановимся подробнее на каждой разновидности.

Вертикально-фрезерные

Один из самых востребованных видов фрезерных аппаратов в области металлообработки. В работе с ним используются фрезы цилиндрического, фасонного и концевого типов. Станок способен обработать элементы из любого металла, применяется при работе как с горизонтальными, так и с вертикальными поверхностями.

Отличительная черта вертикальных фрезерных станков — высокая жесткость, что позволяет изготавливать точные и качественные металлические детали. Рабочая поверхность устройства перемещается по станине с помощью направляющих, а коробка для переключения скорости находится в головке шпинделя.

Наличие или отсутствие консоли определяет тип вертикального станка. Основное отличие заключается в том, что шпиндель и гильза в бесконсольных конструкциях могут перемещаться вдоль оси и проворачиваться по горизонтальной плоскости. Считается, однако, что консольные станки имеют больший уровень сбалансированности и точности.

Горизонтально-фрезерные

Шпиндель конструкции этой разновидности располагается горизонтально, поэтому станок больше подходит для работы с некрупными деталями. В работе с оборудованием используется несколько видов фрез — концевые, цилиндрические, торцевые, угловые и фасонные. Горизонтальный фрезерный станок ограничен в возможности обработки элементов винтовой поверхности. Этот недостаток легко устранить, дополнив механизм специальным устройством.

Рабочий стол горизонтально-фрезерного аппарата можно перемещать и настраивать его положение перпендикулярно или параллельно относительно оси шпинделя. Коробка скоростей этого типа оборудования находится внутри станины, а узлы — снаружи.

Сверлильно-фрезерные

Сверлильно-фрезерные аппараты расширяют возможности оборудования для металлообработки. Оно обладает уникальной головкой, которая может сверлить наклонные поверхности. Другими словами, на таком станке выполняются работы не только с поверхностями, традиционно расположенными горизонтально или вертикально. Аппарат позволяет размещать поверхности под наклоном, под углом к оси станка. Еще одно достоинство рабочей головки заключается в возможности действовать в реверсном режиме.

Оборудование объединяет в себе ряд максимально востребованных функций, занимает немного места и является сравнительно недорогим вариантом. Именно поэтому сверлильно-фрезерные станки так популярны.

Универсальные

Универсальные фрезерны станки для металлообработки обычно используется в небольшом сервисе для ремонтных работ. Универсальность устройства заключается в способности обрабатывать стандартные и спиральные плоскости, а также штампы. В конструкции предусмотрено вертикальное и горизонтальное передвижение рабочего стола и консоли. Более того, положение рабочего стола регулируется. Его можно установить под необходимым углом, что позволяет работать с максимально сложными деталями. Особенность устройства заключается также в нахождении основных узлов и коробки скоростей с внутренней стороны станины.

Настольные

Компактное устройство, несмотря на свои размеры, способно к выполнению разнообразных задач: нарезка резьбы, сверление, обработка изделий. Настольные фрезерные аппараты с консолью имеют большую производительность и быстро справляются с обработкой целых партий. При качественной установке оборудование приобретает высокую жесткость, что влияет на уровень точности при обработке заготовок. При всех перечисленных достоинствах настольные устройства потребляют сравнительно мало электроэнергии и занимают немного места.

Фрезерные станки с ЧПУ

Аппараты этого типа обладают максимальной производительностью и востребованы крупными производственными компаниями. Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) отличаются великолепным качеством работы не только с единичными изделиями, но и с серийными партиями. Преимущества этого оборудования перед другими типами многочисленны.

Высокотехнологичные фрезерные станки с ЧПУ по металлообработке уменьшают значение человеческого фактора на производстве. Важную часть задач выполняет программа, установленная на электронный носитель. Благодаря ЧПУ устройство настолько быстро и точно справляется с задачей, что обеспечивает более высокий уровень производительности в сравнении с ручными фрезерными станками. Кроме того, происходит экономия времени — с помощью оборудования с программным управлением продукция отправляется на производство гораздо быстрее.

Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ

Полное название аппарата — токарно-фрезерный станок для металлообработки, оснащенный системой числового программного управления (ЧПУ). Многофункциональный фрезерный станок обеспечивает выполнение широкого спектра операций и процессов. Кроме того, оборудование обладает функциями одновременно фрезерных и токарных станков. Аппараты с электронным управлением значительно производительнее, чем станки с ручным управлением. Высокотехнологичная программа управления для них разработана и регулярно совершенствуется ведущими мировыми брендами в сфере инноваций.

Настольные станки с ЧПУ

Среди профессиональных станков с ЧПУ существует и особый — компактный вариант оборудования. Как и более крупные аналоги, устройство соединяется с компьютером и управляется контроллерами. Настольные модели с ЧПУ сверлят, зенкеруют и выполняют все необходимые функции по работе с металлом. Удобный формат аппарата позволяет не только разместить его в ограниченном пространстве, но и сэкономить средства на покупке и электроэнергии.

Широкоуниверсальные

Этот тип станков для металлообработки выполняет различные типы фрезерных работ. Оборудование эффективно обрабатывает изделия из большинства материалов. В сравнении с другими разновидностями он имеет вторую шпиндельную головку, которая может занимать позицию относительно детали под необходимым углом. Кроме того, шпиндели могут работать как одновременно, так и по отдельности. Если установить дополнительную накладную фрезерную головку, список возможных работ аппарата расширяется и включает сверление, растачивание, зенкерование.

Существуют модели, в конструкции которых отсутствует консоль. Ее заменяет каретка, которую можно перемещать вертикально. На ее конструкцию также могут быть установлены дополнительные инструменты. Несмотря на более низкую стоимость таких аппаратов, они обеспечивают выполнение многих процессов.

При выборе фрезерного станка важно понимать его назначение. Определив точный перечень и объем предстоящих работ, вы сможете принять правильное решение, не переплачивая за ненужные функции.

Устройство и принцип работы

Большинство устройств работает аналогичным образом. Единственная разница состоит в направлении и спектре возможностей каждого типа. В общем случае фрезерные станки состоят из следующих основных элементов:

1. Станина. Несущая основа устройства, на которой крепятся и перемещаются другие узлы. Обычно элемент создается методом литья из серого чугуна.
2. Рабочий стол. Основная функция — удобство при обработке изделий. Однако, немаловажен тот факт, что стол участвует в формировании жесткости всей конструкции.
3. Фреза. Рабочий инструмент, которым снимают слои металла с деталей. Его характеристики зависят от поставленной задачи.
4. Цанга и патрон. Необходимы для установки фрезы.
5. Портал и шпиндель. Шпиндель имеет важнейшее значение в конструкции станка. Он находится на портале, который может перемещаться на станках с ЧПУ с помощью контроллеров. Шпиндель вращает зафиксированную фрезу.
6. Электродвигатель. Электрический привод обеспечивает вращение рабочего элемента.

Оборудование с ЧПУ начинает работу со считывания предварительно подготовленных чертежей компьютеризированной программой. Она же создает и передает электронные команды рабочей части станка.

Широкоуниверсальные фрезерные станки совмещают вертикальный и горизонтальный виды аппаратов для работы по металлу. Цанговый патрон и зажимы присутствуют в сборке, но движения передаются коробкой передач от одного электродвигателя. Важное отличие — ручной режим, который дает возможность управлять ходовым блоком.

Пятикоординатный фрезерный станок оборудован дополнительными зажимами, что позволяет добавить в его конструкцию оборудование для гравировки. Рабочий инструмент в данном случае вращается с помощью карданного вала, подключенного к электродвигателю.

К упрощенным вариантам относятся ручные станки, состоящие из нескольких составляющих — цанги с патроном, ротора, головки привода и электродвигателя. Ресурс ручного станка ограничен 10 000 часов. Оборудование действительно не отличается высокой мощностью и многофункциональностью, но отлично подходит для выполнения несложных операций на нерегулярной основе.

Стоимость

Наиболее экономичные варианты фрезерных станков — от ручных до профессиональных и компьютеризированных — предлагают китайские производители. В среднем, минимальный ценник на китайские аппараты находится в пределах от 7 до 35 тысяч рублей.

Вертикальные станки требуют больших вложений. В самой облегченной комплектации этот аппарат обойдется в 20 тысяч рублей. Стоимость оборудования для промышленного производства начинается от 250 тысяч рублей. Цена на станки с числовым программным обеспечением (ЧПУ) — от 2 млн. рублей.

Качественный аппарат по выгодной цене можно найти и среди подержанных станков. Особенно удачный вариант — распродажа техники с предприятий, регулярно обновляющих технику. В этом случае цена на оборудование составляет около 30% от закупочной стоимости.