Сверлильно-фрезерный станок по металлу: устройство, назначение

4 Виды промышленных станков – весь спектр работ по сверлению отверстий

За исключением некоторых специализированных практически все промышленные станки универсальны – на них можно не только сверлить, но и выполнять ряд других операций. Используемые в металлообработке станки делятся на:

Настольные – применяются для сверления и обработки отверстий небольших диаметров. Их выпускают под максимальный диаметр инструмента 3, 6, 12 и 16 мм.
Вертикально-сверлильные или их еще классифицируют как колонные. Они служат для выполнения работ с отверстиями, диаметр которых может достигать 18, 25, 35, 50 и 75 мм. Колонные станки используют при выполнении обработки деталей и заготовок сравнительно небольших размеров в ремонтных цехах, условиях мелкосерийного и индивидуального производства.
Радиально-сверлильные – на них обрабатывают крупногабаритные и тяжелые заготовки, а также детали, у которых отверстия расположены по дуге окружности. Это обеспечивается за счет большого вылета шпинделя – 1300–2000 мм. Причем на этом оборудовании совмещение осей инструмента и отверстий производят перемещением шпинделя, а деталь остается неподвижной.
Координатно-сверлильные – применяют при работах с деталями, к которым по точности взаимного размещения отверстий будут предъявлены особо высокие требования.
Горизонтально-сверлильные (глубокого сверления) – на них обычно обрабатывают глубокие отверстия, например, в валах, осях, штоках, стволах артиллерийских и стрелковых систем.
Центровальные – используются для изготовления центровых отверстий, которые просверливают в торцах заготовок.
Многошпиндельные – на этом оборудовании одновременно обрабатывают (главным образом сверлят) до нескольких десятков отверстий, причем это может производиться с разных сторон и в различных плоскостях: как горизонтальной и вертикальной, так и под наклоном.
Различные комбинированные – помимо всех работ с отверстиями на них выполняют любые операции, обеспечиваемые дополнительным оснащением. На сверлильно-фрезерных – все фрезерные, на сверлильно-токарных – токарные и так далее: сверлильно-долбежные, нарезные, расточные.

Промышленное сверлильное оборудование

На всех этих станках можно обрабатывать не только различные металлы, но и другие материалы. Наиболее широкое распространение получило вертикально- и горизонтально-сверлильное оборудование. Станки, оснащенные ЧПУ, обеспечивают частичную либо полную автоматизацию процесса обработки отверстий и значительно повышают ее точность. Многошпиндельное оборудование в ином исполнении не производится – только с встроенным компьютером.

Следует упомянуть несколько видов специализированного сверлильного оборудования. Магнитные станки – их используют, когда невозможно или затруднительно выполнить работы на стационарном оборудовании. За счет небольшого веса их вручную переносят до нужного места металлоконструкции, где устанавливают на последнюю в любом пространственном положении. Удерживает сверлильный станок мощное магнитное основание. Этим оборудованием выполняют работы на судах, мостах, пролетных строениях, балках, трубопроводах.

Магнитный станок

Для деревообработки производят специализированные станки: одно- и многошпиндельные горизонтальные и вертикальные, а также с поворотным шпинделем. На этом оборудовании помимо сверления отверстий удаляют сучки, делают гнезда, пазы и так далее.

На мебельных фабриках используют различные типы сверлильно-присадочного оборудования. Эти станки обеспечивают высокое качество и точность получаемых отверстий, гибкость производственного процесса.

Приводы подач станка

Для современных сверлильно-фрезерных станков с ЧПУ к приводам подач предъявляют такие требования, как: создание больших ускорений, значительный диапазон регулирования частоты вращения при высокой равномерности. Таким требованиям удовлетворяют следующие виды двигателей: электродвигатели постоянного тока, асинхронные электродвигатели, шаговые электродвигатели. Привод подач стола в сверлильно-фрезерных станках бывает пневматический, гидравлический или пневмогидравлический. Обычно скорость подачи стола выбирается в пределах от 0,5 до 1,5 м/мин в зависимости от диаметра фрезы и твердости материала, который обрабатывается.

Фрезерование деталей в домашних условиях

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

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

Для чего предназначаются фрезы по металлу

Фреза — это режущая деталь, которая используется в паре с электроинструментом. В качестве электрического инструмента используется фрезер. Другое название фрез по металлу — борфрезы и шарошки. Главное назначение рассматриваемых насадок в том, чтобы в процессе механического воздействия получить в итоге детали необходимых размеров и форм.

Фрезой называется насадка, состоящая из двух основных частей — хвостовик и рабочая зона. Хвостовик нужен для присоединения насадки к фрезерному станку, а рабочая часть входит в непосредственный контакт с обрабатываемой заготовкой. Рабочая зона оснащена острыми зубьями, посредством которых осуществляется снятие слоя металла с обрабатываемой заготовки.

Форма рабочей части влияет на результат, поэтому производители выпускают фрезы по металлу разных видов. На виды насадки классифицируются по внешнему виду и назначению. Применяются они в следующих сферах:

Автомобилестроение и машиностроение — служат для изготовления разных отверстий, канавок и прочих углублений в составных деталях и механизмах будущих автомобилей
Производство разного оборудования и инструментов
Энергетика и строительство
Производство судов
Железнодорожный транспорт

В хозяйстве фрезы по металлу востребованы крайне редко, но при необходимости их использования, всегда можно применить шарошку для дрели.

Фрезами можно не только получать разного вида отверстия и выемки в заготовках, но еще и осуществлять зачистку сварочных швов, увеличивать имеющиеся отверстия, ровнять края, зачищать поверхности в труднодоступных местах. Особой популярностью такие насадки пользуются не только в промышленности, но еще и среди мастеров, занимающихся изготовлением разных металлоконструкций.

Это интересно! Фрезы не предназначены для применения с дрелями и шуруповертами, но многие их активно используют не по назначению. Главный недостаток применения фрез на дрели в том, что электродвигатель инструмента испытывает сильные боковые нагрузки, и при этом быстро выходит из строя. Применять на дрели можно насадки с цилиндрическим типом хвостовика.

Особенности конструкции

Несмотря на то, что сверлильно-фрезерные агрегаты выпускаются в самых разных модификациях, в том числе и с устройствами управления ЧПУ, всех их объединяет характерная особенность в виде специального шпинделя, который крепится с максимальной прочностью к подвижному суппорту.

Такие универсальные устройства обязательно имеют достаточно прочную и жесткую станину, а также удобный рабочий стол.

Видео:

Стол под сверлильно-фрезерный агрегат выпускается в виде литой или прессованной стальной плиты объемной формы.

Кроме этого, доступны агрегаты на магнитной подошве, что позволяет выполнять крепление станка в различных плоскостях.

Скорость вращения шпинделя в станках данного класса достаточно большая, что позволяет выполнять практически все виды сверления и фрезерования различных типов заготовок.

Агрегаты, оснащенные устройством управления ЧПУ, делают выполнение сверлильных и фрезеровальных операций достаточно простым, кроме этого, конечный результат всегда имеет высокое качество.

Современные высокотехнологичные станки сверлильно-фрезеровального класса с ЧПУ способны проводить обработку заготовок в трех различных плоскостях, что позволяет получить на выходе точную копию какой-либо детали.

За счет установки на станках специальных зажимов и пазов, а также подвижных кареток, имеется возможность производить нарезание с высокой точностью сложнейших шипов самого разного типа.

Сверлильно-фрезеровальный станок способен также выполнить качественное шлифование кромок практически любых металлических поверхностей.

Видео:

Такое современное устройство по своей сути заменяет два отдельных агрегата, притом, что очень часто сверлильно-фрезеровальные станки имеют более высокий потенциал работы, а также гораздо более обширный функциональный набор.

В настоящее время оборудование данного класса используется не только в промышленных целях, но и в быту.

Небольшой настольный сверлильно-фрезерный станок для работы по металлу можно легко установить в гараже или небольшом цехе.

Типы сверлильных станков

Когда разрабатывалась единая классификация, то не могли предположить, насколько продвинется технология обработки материалов. Но сумели обозначить направление развития техники, чтобы описать основные признаки станочного оборудования. Для станков сверлильной группы определены основные девять типов, по ним принято определять принадлежность станка:

Вертикально-сверлильные, при обозначении записывают 21ХХ, где 2 – группа сверлильного оборудования, 1 – вертикальное направление сверления, ХХ – дополнительные характеристики, например, диаметр сверления. Станок 2135 – вертикально-сверлильный станок с максимальным диаметром сверления 35 мм.
Одношпиндельные полуавтоматы – тип станков, выполняющих сверление в автоматическом режиме. Остальные операции производит оператор, работающий на заданном рабочем месте. Обозначают это оборудование 22ХХ, здесь вторая цифра определяет указанный тип станка.
Многошпиндельные полуавтоматические (23ХХ) устройства могут одновременно производить сверления нескольких отверстий. Под это оборудование на стадии проектирования конкретных деталей подбирают расположение будущих отверстий. С помощью вспомогательной оснастки можно изменять количество отверстий и расположение сверл.
Одностоечные координатно-расточные сверлильные устройства (24ХХ) – это серия уникальных станков. С их помощью выполняют довольно сложные операции по сверлению и обработке отверстий. Подобный тип оборудования востребован на заводах по изготовлению высокоточного оборудования. Их стараются приобрести на предприятиях по ремонту сложной техники, например, автомобилей.
Радиально-сверлильные станки (25ХХ) получили широкое распространение на предприятиях самого разного назначения. Универсальные установки выполняют работу по формированию отверстий, чистовую обработку и нарезание внутренней резьбы.
Расточные сверлильные установки (26ХХ) могут обрабатывать внутренние полости вращательным движением резцов. Ориентирование обрабатываемого пространства может быть горизонтальным и вертикальным. Вращение может иметь инструмент или деталь.
Алмазно-расточные станки (27ХХ) в качестве основного инструмента используют твердосплавные и алмазные резцы. На подобном оборудовании выполняют обработку с высокой точностью, так как острые кромки режущего инструмента не нагревается при выполнении работы.
Горизонтально-сверлильные станки (28ХХ) чаще всего применяют для получения глубоких отверстий, например, пушки. В них используют сверла, в которых имеются отверстия для подачи смазывающих охлаждающих жидкостей (СОЖ).
Разные сверлильные станки (29ХХ). Подразумевается использование оборудования специального назначения для получения и обработки отверстий.

Обозначение

По буквам и цифрам в маркировке об оборудовании можно рассказать если не всё, то очень многое. Аббревиатура специалисту, работающему со станками по металлу, скажет об его основных характеристиках.

Буквенно-цифровое обозначение на корпусе указывает:

первая цифра — на группы по таблице классификации металлообрабатывающего оборудования;
вторая цифра – на тип оборудования;
если на втором месте указывается буква, то это говорит о модернизации базовой модели;
максимальный диаметр сверления в мм определяется по значению последних 2 цифр.
если в конце стоят буквы «Н», «П», «В», «А», «С», то они указывают на точность, «М» — магазина со сменным инструментом.

Классификация станков по ЭНИМС

Модернизированные станки с ЧПУ имеют в маркировке, обозначение перед типом букву «Ф» с цифрой. Значение цифры указывает:

станок имеет цифровую индикацию и предварительный набор координат. Назначение этой системы состоит в том, чтобы, отработав один из заданных циклов, станок остановился. Для запуска следующей операции необходимо нажать кнопку. Запрограммированное устройство автоматически выведет сверло на необходимую позицию. Движение инструментов программируется посредством записи действий на перфоленту.
станок оснащён позиционными и прямоугольными ЧПУ. Назначение этой системы выставить одновременно от 1 до 5 инструментов в рабочую позицию.
контурные системы ЧПУ. Импульсный сигнал определяет необходимое расстояние для перемещения инструмента в заданную точку.
система ЧПУ универсальная.

Сверлильные станки: применение, конструкция, механизм действия

Сверлильные станки для производства отверстий в бытовых и промышленных условиях имеют одинаковое назначение. Они применяются для создания отверстий в заготовках из древесины, бетона, металла и т.д. Роль режущего инструмента выполняет сверло, которое аккуратно снимает стружку с детали.

Для создания отверстий в заготовках конструкция сверлильного агрегата должна включать в себя плиту-основание. На эту плиту монтируются все остальные элементы. Устройство вертикально-сверлильного станка предусматривает наличие сверлильного блока. Блок устанавливается на опорную стойку, которая фиксирует обрабатывающую часть и производит ее смещение.

Если вы хотите купить сверлильный станок, нужно принять во внимание такие особенности, как:

тип сверлильного патрона;
максимальный размер сверла;
размеры рабочего стола;
мощность двигателя;
количество скоростей.

Очень важно понять принцип действия такого оборудования. Передача вращательного движения к шпинделю производится с помощью механизма скоростей

Чтобы начать сверление, режущий инструмент требуется опустить, направив его к обрабатываемой детали. Положение сверлильного блока на вертикальной штанге можно изменять.

Основные технические характеристики

Модель с поворотной головкой

Определившись с конструктивными особенностями можно приступать к анализу технических качеств станка. Они определят допустимый перечень выполняемых операций, а также их характеристики. Рекомендуется отдельно проанализировать каждый из типов работы – фрезерование, формирование отверстий и т.д. Немаловажным моментом является материал изготовления детали. Он повлияет на выбор инструмента – фрезы или сверла.

Одним из определяющих показателей оборудования является номинальная мощность электродвигателя. Он должен передавать достаточно большой показатель вращательного движения на шпиндельную головку и при этом не выходить из строя при обработке твердых материалов. В этом случае приобретают модели, рассчитанные для подключения к трехфазной электросети 380 В. Для обработки небольших заготовок можно обойтись бытовым станком, электродвигатель которого функционирует от сети 220 В.

Также необходимо учитывать следующие технические характеристики:

число скоростей шпиндельной головки

Дополнительно уделяется внимание возможности их переключения без остановки оборудования;
диапазон оборотов;
наклон рабочей головки относительно рабочего стола. Обычно этот показатель составляет 90°.
размер рабочего стола и количество монтажных т-образных пазов;
параметры хода рабочего стола – поперечный и продольный;
ход шпинделя;
расстояние между конусом патрона и рабочей поверхностью;
режим автоматической подачи шпинделя

Эта функция присуща оборудованию с ЧПУ;
максимальный и минимальный диаметр сверления.

Помимо этих характеристик в состав оборудования могут входить системы охлаждения и автоматической смазки механических компонентов. Для повышения качества обработки в состав станка может входить источник местного освещения.

Классификация фрезерных станков

Основными видами фрезерных станков являются следующие модели:

Горизонтально-фрезерные станки. В агрегатах присутствуют горизонтальный шпиндель и консольный рабочий стол. Назначением выступает обработка небольших и нетяжелых изделий.
Вертикально-фрезерные станки. Ось инструмента в конструкциях проходит по вертикали. Есть рабочая консоль. В работу принимаются заготовки с небольшим весом и компактными размерами.
Универсальные фрезерные станки. В конструкцию включены поворотный стол и дополнительные устройства, что позволяет существенно расширить список выполняемых фрезерных процессов.
Широкоуниверсальные фрезерные станки. Аппараты оборудованы поворотной шпиндельной головкой и дополнительными приспособлениями, позволяющими максимально охватить весь перечень фрезеровочных действий.
Бесконсольные фрезерные станки. Производятся с вертикально перемещающимся шпинделем, перемещения стола — продольно-попереченые, что по траектории напоминает крест. Консоли нет, деталь крепится на жесткое основание. Выполняют работу с крупногабаритными и тяжелыми заготовками.
Продольно-фрезерные станки. В конструкцию входит совершающий продольное движение стол, а движения шпиндельной бабки являются поперечными, вертикальными или под углом.
Карусельные фрезерные станки. Относятся к агрегатам с непрерывным действием, функционируют по принципу многопозиционного процесса. Оборудованы одним или несколькими вертикальными шпинделями.

Какие работы по металлу можно выполнять

Сверлильно-фрезеровальные станки по металлу способны выполнять практически любые сверлильные и фрезеровальные операции. Высокая функциональность агрегата обоснована высокой скоростью шпинделя с инструментом. Если сверлильно-фрезерный станок по металлу снабжен ЧПУ, то обработка будет точнее, а качество полученной продукции выше.

Сверление

На сверлильно-фрезерном станке по металлу можно производить как глухое, так и сквозное сверление. Отверстие получается точного размера только в случае строгого выполнения подготовительных и основных работ. При осуществлении сквозного сверления необходимо в момент выхода из него сверла переключить автоматическую передачу на ручную. Это ослабит нажим на сверло. В процессе необходимо периодически выводить сверло из отверстия и удалять оттуда стружку.

Фрезерование

В зависимости от выполняемых операций на сверлильно-фрезерном станке по металлу меняется оборудование. Для фрезерования используются различные шлифовальные круги конической и дисковой форм. Они позволяют произвести шлифовку как по плоскости, так и внутри отверстий. Точность выполнения фрезерования зависит от конкретной модели. От точности зависит конфигурация металлических деталей, которые изготавливают с помощью копиров.

Расточка

Расточка – процесс увеличения диаметра отверстия, а также его зачистки. При сквозной расточке используют проходные резцы, При растачивании глухих отверстий применяются проходные упорные резцы. Расточка отличается меньшей производительностью, чем сверление, но при этом позволяет обрабатывать детали с большим диаметром.

Нарезка резьбы

Для нарезания резьбы применяется метчик. Он применяется для внутренней метрической резьбы. Метчики могут быть двух видов: для черновой и чистовой работ. Диаметр сверла подбираем в зависимости от диаметра резьбы и ее шага. Глухую резьбу выполнить без функции реверса невозможно. Сквозную можно выполнить и на станке, где отсутствует реверс, но в таком случае, метчик нужно вытащить вручную.

Выборка пазов

Паз – выемка металла в детали, которая ограничена фасонными или плоскими поверхностями. Паз может быть:

Т-образным;
ласточкин хвост;
фасонным;
сквозным;
открытым или закрытым.

Для выемки пазов используются фасонные, дисковые и концевые фрезы. При фрезеровании точных пазов, размер дисковой фрезы должен быть меньше ширины паза. Для фрезерования специальных профилей, например, ласточкин хвост, необходимо использовать вертикаль — или продольно-фрезерные станки за 3 или 2 перехода.

Фрезерование шлицев

Существует 3 вида шлицевых соединений:

прямобочные;
треугольные;
эвольвентные.

Шлицы используются для передачи вращательного движения между валами и втулками. Нарезание шлицев происходит в несколько этапов, которые включают черновую и чистовую обработку, фрезерование пазов канавок, снятие заусенцев, шлифование и термическую обработку.

Нарезка гребней

Это еще одна операция, которая наравне с нарезкой шлицев производится на сверлильно-фрезерном станке по металлу. Деталь обрабатывается по трем сторонам. Для обработки длинных деталей используется шпиндель и суппорт, установленные на столе.

Настольные станки

Настольные весьма компактны и благодаря этому они широко популярны в мастерских по ремонту оборудования, автомастерских, в школах и пту также установлены такие станки. С помощью их производятся подобные работы:

сверление отверстий, нарезка резьбы, вертикальная фрезеровка концевыми, торцевыми и шпоночными фрезами;
горизонтальное фрезерование цилиндрическими, дисковыми и другими фрезами также проводится с их помощью.

Конструкционная особенность таких станков — это жесткость при верном монтаже. Если он будет установлен правильно, то все работы будут выполнены сравнительно точно. Применяется такой вид в серийном производстве разнообразных деталей. Низкое потребление электроэнергии, их компактность, маневренность и невысокая себестоимость, является преимуществом подобных станков.

Назначение, устройство и принцип работы сверлильных станков

реализуется при помощи удаления стружки сверлами

При этом довольно небольшое количество разновидностей приходится на бытовые модели, при помощи которых выполняют лишь те операции, для которых они и предназначены. В ряде случаев их используют в личных или учебных целях.

Особенностью промышленного оборудования является то, что наряду со сверлением они в состоянии решать и другие задачи, на которых мы остановимся далее.

Чтобы лучше разобраться с устройством сверлильного станка и особенностями его работы, желательно рассмотреть все это на примере бытовых моделей подобных устройств. За счет своих небольших габаритов они идеально подходят для использования в домашней мастерской.

Бытовой сверлильный станок привлекателен тем, что его можно разместить на столе или ином возвышении. Такой вариант создает наиболее комфортные условия для работы за ним. Эти модификации сверлильных станков представляют категорию вертикально-сверлильных агрегатов. Именно они в наибольшем количестве представлены на рынке среди прочих моделей, отличающихся своим конструктивным исполнением.

Если рассматривать устройство бытового сверлильного станка, то в нём можно выделить следующие обязательные элементы:

Шпиндельная бабка, на которой зафиксирован патрон под сверло;
Сверлильная головка, где предусмотрена шпиндельная бабка и электродвигатель с ременным приводом;
Вертикальная стойка-колонна, которая оснащена сверлильной головкой;
Массивная станина, имеющая вид плоской опоры, которая изготовлена на основе литого металла и придает устойчивости станку. Именно на ней жестко закреплена стойка.

Выбирая место для сверлильного станка, можно разместить его станиной на столе или же зафиксировать при помощи болтов через отверстия, которые имеются в упоре к верстаку. Особенностью настольного станка является наличие вертикальной подачи, благодаря которой шпиндель двигается сверху вниз. По этой причине его и принято включать в категорию вертикально-сверлильного оборудования. Чтобы заставить шпиндель двигаться, необходимо выполнять ручные манипуляции, используя специальную ручку подачи.

2 Какими бывают фрезерные агрегаты?

Рассматриваемое станочное оборудование в России подразделяется на восемь групп. К первой относят вертикально- и горизонтально-фрезерные, а также широкоуниверсальные установки. Горизонтальные агрегаты оснащаются универсальным поворотным либо обычным неповоротным рабочим столом.

Ко второй группе причисляют бесконсольные вертикальные станки, к третьей – продольные, имеющие в своей конструкции одну или две стойки, к четвертой – карусельные и барабанные агрегаты непрерывного действия, к пятой – копировальные, к шестой – шпоночные, к седьмой – торцефрезерные. Кроме того, на ряде предприятий используется и фрезерный станок, относящийся к специализированной восьмой группе.

Самое широкое распространение получил универсальный фрезерный станок по металлу с рабочим валом, расположенным горизонтально, и столом поворотного типа. Его шпиндельный узел может производить левые и правые обороты вращения, что обеспечивает эффективную обработку винтовых и фасонных пазов (углов) в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Такой фрезерный станок, работа которого продемонстрирована на видео, за счет перемещения в вертикальном направлении по специальным салазкам позволяет выставлять рабочую поверхность под нужным углом. Ни один другой агрегат фрезерной группы подобной возможностью не обладает.

Она способна поворачиваться в перпендикулярные по отношению друг к другу плоскости под требуемым оператору углом (это хорошо видно на видео и фото, которые прилагаются к статье).

Сверлильно-фрезерный станок по металлу