Фрезерные станки по металлу

Разновидности оборудования

Вне зависимости от разновидности, все фрезерные станки работают по одному и тому же принципу. Классифицируются они на основании различий, заключающихся в наличии дополнительных элементов, повышающих их функциональность. К примеру, некоторые установки оборудованы устройствами в виде долбежной головки, приспособления для нарезания гребней и пр.

https://youtube.com/watch?v=yjV5dwtuREs

Вертикально-фрезерные агрегаты

Вертикально-фрезерный станок позволяет обрабатывать все существующие типы металлов и производить сверлильные операции. Такие агрегаты выпускаются в двух исполнениях:

• консольном;
• бесконсольном.

Отсутствие конструкции консоли в вертикально-фрезерном станке компенсируется установкой на основании направляющих. Именно по ним передвигается рабочий стол. В головке шпинделя расположена коробка скоростей, регулирующая скорость его вращения. В консольных установках перемещение гильзы и головки возможно вдоль оси.

Горизонтально-фрезерные машины

Горизонтально-фрезерные станки отличаются горизонтальным расположением шпинделя и предназначены для обработки крупногабаритных элементов. Возможность использования различных типов фрез позволяет проводить самые разнообразные операции. В стандартную комплектацию не входит лишь устройство для операций с винтовыми поверхностями.

Горизонтально-фрезерный станок устанавливается на стол. Все механизмы агрегата размещены в его основании. Внутри расположена только коробка скоростей.

Сверлильно-фрезерные агрегаты

Этот вид фрезерных станков отличен от собратьев наличием сверлильно-фрезерной головки. Такая особенность предоставляет возможность обрабатывать наклонные и угловые поверхности, а также пазы негабаритных деталей. Вращение рабочей головки может осуществляться в противоположных направлениях.

Описание оборудования универсального типа

Универсальный фрезерный станок предназначен для обработки любых металлических элементов, вне зависимости от их конфигурации. По этой причине такие агрегаты наиболее востребованы в частных мастерских. Их закупают предприятия малого бизнеса, занимающиеся ремонтом.

Использование фрезерных станков универсального типа оправдано при необходимости выполнения каких-либо действий с деталями, имеющими большой размер. Их можно устанавливать горизонтально или вертикально. Не станет преградой и спиралевидная поверхность.

Этому способствует наличие горизонтальных и вертикальных направляющих, по которым передвигаются консоль и рабочий стол. Важные узлы и механизмы агрегата надежно спрятаны во внутренней части основания.

Возможности настольных агрегатов

Настольные фрезерные станки устанавливаются в домашних мастерских, в учебных заведениях и производственных цехах, которые не специализируются на выполнении работ подобного рода.

Отличительной особенностью настольных фрезерных станков по металлу является универсальность. В стандартную комплектацию входят различные виды фрез, позволяющих обрабатывать самые разные заготовки. С помощью такого устройства удастся выполнить и другие операции, к числу которых относятся сверление, нарезание резьбы и прочее.

Агрегаты с ЧПУ

В эту категорию включаются:

• фрезерные станки с числовым программным управлением;
• обрабатывающие центры с числовым программным управлением;
• настольные механизмы с числовым программным управлением.

Фрезерный станок с ЧПУ

Работа оборудования с ЧПУ контролируется специальной компьютерной программой. Поэтому в процессе обработки исключается возможность проявления человеческого фактора. А сами агрегаты отличаются высокой стоимостью и востребовано лишь на крупных промышленных предприятиях, специализирующихся на производстве определенного вида деталей.

Настольный вариант фрезерных станков с ЧПУ заслуживает отдельного внимания. Хотя они отличаются небольшими габаритами, с их помощью можно придать заготовке любую форму. Установки с ЧПУ в настольном исполнении позволяют выполнять самые разные технологические операции с металлом, в том числе растачивание, сверление и зенкерование.

Широкоуниверсальные устройства

Такой фрезерный станок по металлу снабжен дополнительной рабочей головкой. Но главная особенность заключается в ее подвижности, что позволяет работать с заготовкой, располагая ее под любым углом.

Для обработки металлических элементов, имеющих сложную конфигурацию, предусмотрена возможность установки на поворотный шпиндель накладной головки. Также существуют бесконсольные модели с кареткой, для передвижения которой предусмотрены горизонтальные направляющие.

Преимущества портативного (настольного) оборудования

Портативное оборудование имеет несколько определенных преимуществ:

1. Занимает небольшое количество места. Подходит для маленьких помещений с небольшим свободным пространством.
2. Есть возможность выполнять самые разные технологические операции: гравировку, фрезеровку, сверление отверстий и расточку, обработку торцов и выборку пазов. Функциональность ненамного уступает крупным промышленным моделям.
3. Компактная модель издает меньше шума и практически не вибрирует.
4. Для подключения достаточно общую сеть в 220В.
5. Оборудование небольшой массы можно передвигать по мастерской, по мере необходимости. Несложность в транспортировке и мобильность устройства позволяют использовать его в наиболее удобных местах. При необходимости можно вывезти из одной мастерской в другую с минимальными затратами.

Немаловажным преимуществом настольных станков является и их небольшая стоимость. Сейчас такое оборудование используется даже на крупных производствах. Единственный его минус – ограниченный допустимый размер обрабатываемых заготовок на порядок меньше, чем у промышленных агрегатов.

Как выбрать

Существует несколько основных функциональных особенностей, на которые стоит обращать внимание при выборе станка для работы в домашней мастерской

При этом важно учитывать, какие работы будут на нем производиться, необходимый размер рабочего стола, мощность и частоту вращения шпинделя, допустимую скорость обработки

Направляющие

От их расположения напрямую зависит направление хода шпинделя. Настольные станки в основном снабжены направляющими скольжения или полированным валом, как наиболее бюджетный вариант.

Мощность электродвигателя

От этого параметра зависит, с какими именно металлами сможет работать мастер. Для заготовок из твердых сплавов и высоколегированной стали используется более мощный электродвигатель, чем для работы с мягкими сплавами.

Уровень шума

Если мастерская находится дома, то важно, чтобы уровень шума от работающего агрегата не сильно беспокоил соседей. Поэтому лучше выбирать оборудование с максимально низким показателем шума

Дополнительные и защитные приспособления

Несмотря на стандартную конструкцию настольного фрезерного станка по металлу, многие модели снабжены дополнительными устройствами и различными защитными приспособлениями

Особое внимание стоит уделить наличию защитных щитков и системы, улавливающей стружку

Система охлаждения

Во время рабочего процесса активно нагревается как сама фреза, так и поверхность обрабатываемой заготовки. Системы охлаждения могут быть водные и воздушные. При отсутствии системы охлаждения мастеру придется регулярно останавливать работу оборудования, чтобы дать ему остыть. В противном случае можно сломать инструмент или попортить заготовку.

Принципы выбора

При выборе металлорежущего станка нужно учитывать некоторые факторы:

1. Систему управления.
2. Габариты, вес установки.
3. Возможность выполнять одну или несколько технологических операций.

Преимущества и недостатки

У металлорежущего оборудование есть ряд сильных, слабых сторон. Преимущества:

1. Автоматизация рабочего процесса при наличии ЧПУ.
2. Высокая точность обработки металла.
3. Высокая производительность.
4. Надежность, долговечность.

Недостатки:

1. Необходимость установки системы охлаждения.
2. Трудности починки.
3. Наличие опыта в настройке ЧПУ.

Важно внимательно следить за рабочим процессом, чтобы снизить риск получения травмы, браковки детали. Точность резки металла. Точность резки металла

Точность резки металла

Производители и стоимость

Среди производителей металлорежущих станков выделяют:

1. Калибр — Россия.
2. Энергомаш — Россия.
3. Jet — Россия.

Цена зависит от типа, размера, производительности, наличия дополнительных функций, системы управления. Стоимость стандартного промышленного металлорежущего оборудования начинается от 500 000 рублей.

2 Самые распространенные фрезерные станки

Наибольшей востребованностью пользуются консольные установки. Их особенность – расположение на консоли салазок и рабочей поверхности, которая способна передвигаться при выполнении металлообрабатывающей операции по трем направлениям (вертикально, продольно, поперечно). Такие станки служат базой для производства различного фрезерного оборудования. На их основе выпускаются установки с ЧПУ, гравировальные и копировально-фрезерные агрегаты. Заметим, что почти любой широкоуниверсальный агрегат является консольным. Его применяют для обработки изделий из всевозможных материалов:

• твердых пластмасс;
• цветных металлов и обычных черных;
• углеродистых сталей.

Для выполнения таких работ консольно-фрезерный станок оснащается фасонными, торцовыми, цилиндрическими и другими приспособлениями.

Консольно-фрезерный станок

Широкоуниверсальный станок с консольной конструкцией нередко снабжается поворотным столом и делительными специальными головками. Их используют для фрезерования цилиндрических (косо- и прямозубых) зубчатых колес и для выполнения канавок (винтовых) на развертках, сверлах и прочих режущих инструментах (ручной режим). Как правило, широкоуниверсальный агрегат применяется при производстве единичных изделий в ремонтных и экспериментальных подразделениях крупных комбинатов. Он может оснащаться ЧПУ.

Популярные модели консольного оборудования:

• станок 6Р81 (универсальный);
• 6Р81Ш (широкоуниверсальный);
• 6Р81Г (горизонтально-фрезерный);
• 6Р11 (вертикальный).

Такие агрегаты выпускает Дмитровский завод (на нем также ранее изготавливалось оборудование Н-серии – 6Н11, 6Н81). Их конструкция одинакова, все они располагают примерно идентичными коробками скоростей, консолями, реверсными механизмами и иными узлами.

Агрегат Дмитровского завода

Консольные станки серий М и П, на производстве которых специализируется литовский комбинат Жальгирис, предназначаются для фрезерования небольших по размерам стальных и металлических деталей. Очень востребован российскими предприятиями широкоуниверсальный агрегат 6П80Ш, горизонтально-фрезерный 6М80Г, копировальный (с ЧПУ) 6П10К. Их можно увидеть на многих современных заводах.

Технология изготовления

Чтобы не покупать мощный станок для серийного производства, можно собрать самодельное оборудование. В интернете есть чертежи конструкций и механизмов для обработки металла, которые изготавливаются своими руками.

В первую очередь нужно подготовить материалы и инструменты. Станину желательно изготавливать из металлических уголков или профилей. Соединяется металл с помощью сварки. Рабочая поверхность изготавливается из цельного листа металла толщиной более 3 мм. В качестве двигателя используется гравер, дрель или бормашина. Их мощности хватить для настольных станков, через которые будут проходить мягкие породы древесины и тонколистовой металл. Для закрепления рабочей части требуется соорудить каркас. Его делают из фанеры, ДСП, МДФ, прочного пластика. Крепежом являются саморезы, болты, гайки. На конструкции требуется закрепить направляющие, по которым будет передвигаться рабочая часть с фрезой.

Фрезерный станок — незаменимый элемент предприятий, которые занимаются металлообработкой. При недостатке средств можно изготовить настольный механизм для обработки дерева, пластика и тонколистового металла.

Классификация фрезерных станков

Фрезерные станки различаются по нескольким критериям. Каждый признак влияет на конструкцию, тип расположения рабочего органа, вес, размеры, наличие дополнительных опций и цену оборудования. Оборудование для металлообработки подразделяется по следующим признакам:

1. По типоразмерам – в соответствии с государственными стандартами и в зависимости от вида обрабатываемой детали, все установки имеют разные габариты рабочей плоскости. Типоразмер установки влияет на его маркировку в названии модели, которая выражается в буквенно-цифровом виде.

2. По степени универсальности – данный критерий включает в себя несколько категорий:

• универсальные машины, предназначены для обработки любых деталей и стальных изделий, габариты и вес которых удовлетворяют техническим характеристикам оборудования;

• станки специального назначения – способны выполнить обработку детали одного размера и вида. Такие машины удобны для заводов с большими объёмами производства, так как они не требуют переоснастки;

По точности работы – параметр важен при обработке деталей с минимальными допусками. Точность оборудования обозначается заглавными буквами (А, В, П или Н по мере убывания данного показателя)

По наличию автоматических режимов – современное оборудование делится на две основные категории:

• автоматические, которые являются частью конвейера в цеху, и режим их работы программируется с целью исключить присутствие человека;

• полуавтоматические – выполняют цикл работ с помощью оператора.

По массе – делятся на 4 подвида:

• легкие – менее 1 т;

• средние – от 1 т до 10т;

• тяжёлые – от 10 т до 100 т;

• очень тяжёлые от 100 т и более.

Данные критерии типов фрезерных станков закладываются в проект для конструирования производственной линии, либо участвуют в расчётах при необходимости подбора оборудования в цех.

Широкоуниверсальные станки

Широкоуниверсальные фрезерные станки служат для фрезерной обработки деталей из чугуна, стали и сплавов из других материалов. Отличаются они от горизонтально-фрезерных, наличием еще одной шпиндельной головки, установленной на выдвижном хоботе. Она может поворачиваться под всяким углом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Возможна как раздельная, так и одновременная работа обоими шпинделями. Накладная фрезерная головка устанавливается на поворотной головке станка для дополнения универсальности. Это дает возможность обрабатывать заготовки сложной формы как фрезерованием, так и сверлением, зенкерованием и растачиванием.

В некоторых широкоуниверсальных станках нет консольной панели, а вместо нее по вертикальным направляющим станины, двигается каретка. Каретка имеет горизонтальные направляющие для салазок с рабочей вертикальной поверхностью. Часто с помощью их устанавливают дополнительные устройства, делительный стол или же любое делительное приспособление.

Фрезерная группа токарных станков состоит из всех, ранее перечисленных моделей. Различают их по габаритам и характеру выполняемых работ, но все они в равной степени применяются в промышленности. Каждый тип служит для выполнения особых работ, которые нельзя выполнить на станках иного типа.

Технические данные целиком зависят от производителя и марки конкретного станка, а качество выполненных работ — от профессионализма мастера который на них работает.

Устройство

Простейшая схема традиционной (классической) компоновки двух основных типов фрезерных станков:

А) горизонтально-фрезерный станок, с горизонтальным расположением шпинделя, который вращает фрезу.

Нумерация основных узлов:

1. Стойка (основная несущая часть станины).
2. Щиток (люк) доступа к коробке скоростей.
3. Хобот, верхняя часть несущей станины.
4. Тиски зажима заготовки.
5. Бабка фиксации вала горизонтального шпинделя.
6. Салазки рабочего стола для перемещения тисков с заготовкой.
7. Консоль.
8. Расположенные внутри консоли червячные или винтовые механизмы перемещения стола с заготовкой вперед/назад, влево/вправо и вверх/вниз.

Б) Вертикально фрезерный станок. Шпиндель расположен вертикально, как у сверлильного станка.

Нумерация основных узлов:

1. Стойка (основная несущая часть станины).
2. Щиток (люк) доступа к коробке скоростей.
3. Хобот, верхняя часть несущей станины.
4. Шпиндель, на котором крепится фреза.
5. Тиски зажима заготовки.
6. Салазки рабочего стола для перемещения тисков с заготовкой.
7. Консоль.
8. Расположенные внутри консоли червячные или винтовые механизмы перемещения стола с заготовкой вперед/назад, влево/вправо и вверх/вниз.

Электродвигатель расположен сзади станка или внутри стойки, от модели. От двигателя через шкивы клиноременной передачи вращение передается на коробку скоростей. На разных станках может быть от 6 до 19 и более скоростей. Для обработки разных сплавов и операций подбирается оптимальная скорость вращения шпинделя.

Вертикальные фрезеры лучше справляются с выборкой по стенкам высоких заготовок, внутри заготовок, обработкой глубоких внутренних полостей.

О разбросе возможностей говорит мощность электродвигателей на разных станках – от 0,75 кВт до 14 кВт и более на спецстанках.

Назначение

Преимущественно фрезерные станки предназначены для обработки металлов. Из заготовок способом механической обработки вырезаются различные детали самого разного профиля и размеров, в том числе сложные, с прямыми и криволинейными контурами.

Кроме механической обработки, различные детали из металла изготавливают и другими способами: литье в формы, штамповка на прессах, вырубка, резка, ковка. Но эти способы не всегда технологически возможны или оправданы. Например, штамповкой, газовой или лазерной резкой нельзя создать объемную деталь, или деталь высокой точности.

Кроме фрезеровки, есть другой вид механической обработки металлов – токарная обработка. Процесс схож с фрезерованием, но при этом резцами вырезаются круглые детали. Как отдельная разновидность, есть совмещенные токарно-фрезерные станки, на которых выполняется как обработка по диаметрам, так и по прямым линиям – пазы, углубления, каналы, шлицы и т.д.

Токарно-фрезерный станок:

Разновидности программ обработки

Фрезер с ЧПУ по дереву или металлу может работать по программе, которая составляется и вноситься в блок памяти. Все программы могут разделяться на несколько основных групп:

1. Позиционные программы применяются для фиксации координатных точек, по которым выполняется фрезерование. Подобные программы составляются для управления станком расточной и сверлильной группы. Сделать несколько отверстий, расположенных на определенном расстоянии относительно друг друга с высокой точностью, можно при применении оборудования, работающего от блока числового программного управления.
2. Контурные характеризуются тем, что применяются для управления траекторией обработки. Зачастую программа подобного типа составляется для управления станком круглошлифовальной группы.
3. Комбинированные программы на сегодняшний день получили широкое распространение, так как позволяют выполнять контурную и позиционную обработку. Они применяются для управления станками многоцелевого применения.
4. Многоконтурные программы — самый сложный тип ПО, который применяется для управления самыми современными станками. За счет сложности программы она может использоваться в случае совмещения нескольких операций, к примеру, фрезерование и сверление.

Механическая резка

Этот вид раскроя листа и производства заготовок из труб или профильного проката очень распространен и применяется как в промышленном масштабе, так и в кустарном производстве. Механическая резка металла производится при помощи кольцевых или возвратно-поступательных ленточных пил, как на ручном круглопильном оборудовании (болгарка), так и стационарном (отрезной станок). Рубка металла и резка производится также на ножницах гильотинного типа, которые приводятся в движение гидравликой, пневматикой, электричеством или руками. Они работают по принципу параллельного движения двух режущих кромок, зазор между которыми минимальный. Сдавливая лист металла с обеих сторон, острые кромки прорезают его и образуют ровную линию реза с минимальной деформаций кромок.

Отрезной инструмент по металлу для труб и профиля чаще всего использует пилы для металла — дисковые или ленточные. Пила по металлу ленточная изготавливается из пружинной стали, а зубья на ней покрываются особо прочным сплавом. Как правило, отрезные ленточные станки могут работать со всеми видами металла, включая твердые сплавы. Но размеры обрабатываемых заготовок ограничиваются габаритами рабочего стола. Но пила по металлу консольная или портальная, где движется не заготовка, а сам пильный узел, могут обрабатывать довольно крупные заготовки.

На базе дисковых пил созданы станки для продольно-поперечной резки, позволяющие сэкономить время при изготовлении любых деталей по ГОСТ или ТУ из листового металла. Они программируются на необходимые параметры и выполняют все операции по резке одновременно.

Для работы своими руками наиболее удобны болгарка и отрезной станок на базе дисковой пилы (отрезного круга). Круг сделан из специального материала, который вызывает большую силу трения при вращении на поверхности металла, в результате чего возникает огромная температура, которая попросту прожигает металл, а раскаленные остатки удаляются самим кругом при вращении.

Резка и рубка профлиста производится элекроножницами со специальной насадкой — механической гильотиной, которую легко сделать своими руками. Либо используются роликовые ножи. Резать болгаркой профлист нельзя. Резка металлочерепицы тоже требует специального инструмента, она сделана из того же профлиста, только с другой формой гофрирования.

А вот для алюминия используется специальный станок для резки алюминиевого профиля именно с отрезным кругом. Он представляет собой уменьшенный вариант стационарного отрезного станка для стали. Назначение его — заготовка профилей для различных каркасных конструкций или оконных и дверных рам. Резать алюминий на нем можно как перпендикулярно стенке, так и под углом.

Разнообразие инструментов для резки металла не позволяет охватить все разновидности в одном обзоре. Более подробно вы сможете прочитать в более специализированных статьях на нашем сайте, посвященных конкретным моделям и видам оборудования. Если у вас есть собственный опыт по работе с металлом или вы знаете, как сделать качественный инструмент своими руками — ждем ваших писем и статей.

Вертикально-фрезерные станки

Этот агрегат предназначен для обработки заготовок при помощи торцевых, фасонных и цилиндрических, концевых фрез. А также возможно выполнять работы по сверлению. Служит для обработки зубчатых колес, рамок и углов, вертикальных и горизонтальных плоскостей, которые выполнены из стали, чугуна, а также из цветных и разнообразных сплавов.

В подобных станках нет консоли, а стол двигается по направляющим станины. Благодаря этой конструкции он имеет предельную жесткость, что, в свою очередь, обеспечивает сравнительно точную обработку детали. Головка шпинделя является также коробкой скоростей. Шпиндель совместно с гильзой возможно двигать в осевом направлении.

Вертикально-фрезерный станок имеет два вида:

1. вертикальный консольно-фрезерный;
2. вертикальный без консоли.

1 Виды отрезных станков по металлу

Отрезной станок по металлу представляет собой высокопроизводительное электрооборудование, основным назначением которого является поперечный раскрой разнообразных проката, изделий из различных металлов и их сплавов. Чаще всего его используют для нарезки заготовок из:

• уголка;
• полосы;
• труб круглого и профильного сечения;
• прута;
• швеллера;
• двутавра;
• другого металлопроката.

Такие станки в настоящее время применяют на различных производственных, монтажных и строительных площадках, металлобазах, в цехах разнообразных предприятий, где производится резка проката и других изделий из стали или иных металлов. Это оборудование также применяется для раскроя заготовок из таких материалов как пластик, керамика, дерево и прочих.

По типу инструмента, непосредственно осуществляющего резку, станки делят на следующие виды:

• Ленточнопильные станки. Режущий инструмент – пила, выполненная в виде замкнутой длинной зубчатой ленты, которую изготавливают из быстрорежущей стали. Позволяют получить точный рез, минимизировать потери материала за счет малой ширины пропила. В основном применяют на крупных предприятиях и для серийного производства.
• Ножовочные. Режущий инструмент – ножовочное полотно, закрепленное в пильной раме. Бывают электромеханическими и ручными. Достаточно компактны, надежны и просты в работе. Как правило используют в заготовительных цехах и на малых предприятиях.
• Дисковый отрезной станок – наиболее широко используемое, незаменимое оборудование. Применяется в металлообрабатывающей промышленности и других производственных областях, где требуется изготовление металлических конструкций. Режущий инструмент – дисковая пила. Станки отличаются простой, прочной конструкцией и эргономичным управлением, позволяющем производить качественную резку даже оператору, не имеющему достаточной квалификации.

Правила эксплуатации

Фрезерный станок, даже если речь идет о варианте с ЧПУ, является опасным оборудованием. Поэтому:

• перед эксплуатацией проверяется стабильность конструктивных узлов, уровень смазки и электрическое оборудование;
• пропускается как минимум 5 холостых ходов;
• проверяется отдельно упругость крепления заготовки на шпинделе;
• даже при автоматическом управлении устройство под наблюдением;
• регулярно проводится осмотр;
• работают в защитной одежде, если это требуется, защищаются руки и глаза.

При выборе станка в первую очередь смотрят функциональность оборудования, насколько эффективность устройства сочетается с флангом выполняемых на производстве или дома работ. Не переплачивайте за дорогие модели с массой функций, если не знаете, понадобятся ли они.