Основные узлы и механизмы фрезерных станков.
Классификация и основные марки фрезерных станков.
Фрезерные станки и работы выполняемые на них.
Консольно-фрезерные станки (КФС). Предназначены для обработки плоских и фасонных поверхностей небольших и средних деталей произвольной формы: плоских, корпусных, типа тел вращения и фигурных. Кроме фрезерования на станках можно проводить сверление, зенкерование, растачивание и развертывание отверстий, а также нарезание резьбы.
Основная область использования КФС единичное и мелкосерийное производство. Однако при оснащении их специальными приспособлениями и устройствами автоматизации рабочих циклов, а также системами ЧПУ станки могут эффективно эксплуатироваться в серийном производстве.
В качестве основного параметра, по которому построены типоразмерные ряды станков, приняты размеры рабочей поверхности стола.
Для обработки деталей с нескольких сторон станки могут оснащаться поворотными столами с горизонтальной или вертикальной осью вращения.
Несущая система КФС состоит из основания и стойки. Стойки отливаются из Серго или модифицированного чугуна и снабжены направляющими для вертикального перемещения консоли и горизонтального перемещения ползуна, если таковое предусмотрено. Направляющие используют как типа «ласточкин хвост», так и прямоугольные. Плоскости основания используют как отстойники и резервуары для СОЖ.
Столы имеют как правило удлиненную прямоугольную форму, с отношением длины к ширине 2,5:1, что обеспечивает возможность работы с дополнительными приспособлениями, например делительной головкой. Для крепления деталей и приспособлений на столах, используют расположенные продольно Т-образные пазы. Для перемещения столов используют винтовые, реже червячно-реечные передачи.
Невыдвижные или расположенные в пиноли либо выдвижном ползуне шпиндельные узлы испытывают значительные нагрузки и монтируются на радиальных или радиально-упорных роликоподшипниках. При использовании радиальных подшипников предусматривают дополнительный упорный шарикоподшипник.
Установку инструмента осуществляют с помощью конуса с конусностью 7:24. Для передачи крутящего момента на переднем торце шпинделя имеются съемные или выполненные как одно целое призматические шпонки. Для зажима инструмента используют ручные или механизированные устройства.
При ручном зажиме в шпинделе предусматривается сквозное отверстие для штанги, упирающейся в задний его торец и передним резьбовым концом, взаимодействующим с резьбовым отверстием в хвостовике инструмента.
В станках с ручным управлением обычно используют ступенчато-регулируемые привода, которые состоят из асинхронного электродвигателя и коробки скоростей. Связь коробки скоростей с вертикальным шпинделем осуществляется через быстроходные конические зубчатые передачи. Переключение частот вращения шпинделя производится в ручную, либо с помощью гидравлических или электромеханических устройств.
В автоматизированных станках с бесступенчатым регулированием частот вращения шпинделя используют электродвигатели постоянного тока или асинхронные электродвигатели переменного тока с частотным регулированием, причем для обеспечения постоянной мощности на большей части диапазона используют двух или трехступенчатые зубчатые переборы.
В приводах подач станков с ручным управлением используются нерегулируемые электродвигатели переменного тока со ступенчатыми коробками подач.
В станках оснащенных устройствами ЧПУ, используют раздельные приводы подач по управляемым координатам с регулируемыми электродвигателями, связанными через редуктор или напрямую с шариковыми винтовыми механизмами перемещения исполнительных органов.
Бесконсольные фрезерные станки. Предназначены для обработки плоских и фасонных поверхностей плоскостных и корпусных деталей средних и больших размеров в условиях основного производства машиностроительных предприятий. Учитывая сложность переустановки крупных корпусных деталей на БФС могут осуществляться расточные и сверлильные операции. Станки оснащают поворотными или поворотно-наклонными столами, а также поворотными и поворотно-наклонными инструментальными головками.
Большинство современных БФС станков оснащают системами ЧПУ.
Несущая система станков состоит из жестких (обычно из качественного литого чугуна) деталей и в сочетании с развитой шпиндельной группой и главным приводом высокой мощности обеспечивают возможность работы на оптимальных режимах резания любыми инструментами, в том числе из сверхтвердых материалов и керамики.
В направляющих подвижных узлов используются пары трения скольжения по основным несущим граням и качения по боковым ориентирующим сторонам.
Шпиндельные узлы монтируют на мощных двухрядных роликовых подшипниках с коническим внутренним кольцом для регулирования натяга, и независимыми упорными шариковыми подшипниками. Возможно также использование конических радиально-упорных подшипников, в том числе с регулируемым натягом. Зажим инструмента в шпинделе механизирован, а в станках с ЧПУ автоматизирован с помощью пружинно гидравлических устройств.
Привод главного движения осуществляется от асинхронного электродвигателя через коробку скоростей (обычно 12-18 ступеней), либо от регулируемого электродвигателя через двух-, трех- ступенчатый перебор.
В приводах подач используют регулируемые электродвигатели в сочетании с ШВП.
Установка станков такого типа требует заливки специального фундамента, с встроенными в него металлическими опорами.
Классификация.
Фрезерные станки в принятой классификации составляют шестую группу, поэтому обозначение фрезерных станков начинается с цифры 6. Обозначение зубообрабатывающих, в том числе зубофрезерных начинается с цифры 5.
Вертикально-фрезерные консольные станки. Предназначены для выполнения широкого круга фрезерных работ, выполняемых торцевыми, концевыми и другими фрезами, которые крепятся в цанговых патронах, оставляющих свободными цилиндрическую и торцовую поверхности фрезы.
Горизонтально-фрезерные консольные станки. Отличаются наличием консоли и горизонтальным расположением шпинделя при обработке цилиндрическими, угловыми и фасонными фрезами плоских и фасонных поверхностей заготовок из различных материалов. Возможно использование торцевых и концевых фрез.
Широкоуниверсальные фрезерные станки. Могут работать с горизонтальным, наклонным или вертикальным расположением одного или двух шпинделей при обработке средних по размеру деталей различной формы всеми видами фрез. Используются в условиях единичного производства.
Станки непрерывного фрезерования. Различают карусельно-фрезерные, у которых стол с заготовками (карусель) поворачивается относительно вертикальной оси, и барабанно-фрезерные с горизонтальной осью поворота барабана (вертикального стола). Применяются в условиях серийного и массового производства.
Копировально-фрезерные станки. Выполняются универсальными и специализированными. Последние используются для обработки конкретных деталей (шинных пресс-форм, лонжеронов, лопаток турбин и т.п.). Исполнительный орган с фрезой повторяет движение копировального устройства, которое связано с задающим устройством.
Продольно-фрезерные станки. Одностоечно и двухстоечные, с одним или несколькими шпинделями, позволяют фрезеровать вертикальные горизонтальные, наклонные, пазы и т.п. на длинных и крупных заготовках (массой до 30 т) или одновременно обрабатывать группы заготовок в условиях серийного производства.
Вертикально-фрезерные бесконсольные станки. Имеют стол на неподвижной станине и перемещаемый в продольном и поперечном направлении.
Основание, на котором закрепляется станина, кроме того, служит резервуаром для СОЖ. На нем же монтируется насос для подачи СОЖ.
Станина служит для крепления всех механизмов станка. Станина выполняется в виде коробчатой детали усиленной внутри ребрами жесткости. На передней ее поверхности расположены вертикальные направляющие для консоли, а наверху вертикальные направляющие для хобота если он предусмотрен.
Хобот имеется у горизонтальных и универсальных фрезерных станков и служит для правильной установки и поддержки фрезерной оправки (серьги).
Консоль представляет собой жесткую чугунную отливку, установленную на вертикальных направляющих станины. Консоль имеет горизонтальные направляющие для салазок. Поддерживается стойкой, в которой имеется телескопический винт для подъема и опускания консоли.
Салазки являются промежуточным звеном между консолью и столом станка. Салазки перемещаются в поперечном направлении по направляющим на консоли.
Стол монтируется на направляющих салазок и перемещается в продольном направлении.