Горизонтально фрезерные станки

Получению готовой детали предшествует технологический процесс, в результате которого заготовка подвергается последовательной обработке. Для этих целей используются рейсмусовые, фуговальные, четырёхсторонние продольно-фрезерные, шлифовальные, фрезерные и другие станки. В процессе выполнения таких операций происходит формирование на заготовке новых поверхностей, которые впоследствии должны точно располагаться  по отношению друг к другу, чего можно достичь благодаря соответствующему положению технологической базы заготовок с помощью установочных и направляющих поверхностей, характерных конструктивным элементам станка.

Классификация фрезерных станков

 В зависимости от конструктивных и технологических признаков фрезерные станки могут быть модельными и карусельными, а также относиться к различным типам, в которых может предусматриваться нижнее расположение шпинделя, верхнее расположение шпинделя (как в копировальных). С помощью фрезерных станков производится плоская, рельефная и профильная обработка узлов и деталей, которые могут быть как криволинейными, так и прямолинейными. Кроме того, применение данного оборудования позволяет формировать сквозные и несквозные профили, контуры, гнёзда, шипы, выборки пазов и др. Следует отметить, что в настоящее время широко используются горизонтально фрезерные станки.

Использование фрезерных станков

 Станки, имеющие нижнее расположение шпинделя, предназначены для продольной, плоской, фасонной, криволинейной обработки деталей с прямыми и фасонными кромками, для выполнения наружного и внутреннего контура в щитах и рамках, несквозной обработки пазов, в том числе проушин и шипов. Необходимо отметить, что большей производительности при выполнении продольной обработки деталей на специализированных производствах можно достичь при использовании станков проходного типа, к которым относятся рейсмусовые, продольно-фрезерные, четырёхсторонние.

Копировальные станки, имеющие верхнее расположение шпинделя, предназначены для выполнения фрезеровальных работ на криволинейных и прямолинейных боковых поверхностях, рамках и щитах, а также работ по выборке пазов, гнёзд, плоскостей, имеющих различную конфигурацию. Кроме того, они применяются для сверления  и зенкования отверстий. Что касается  нарезки короткой резьбы, вырезки пробок, выполнения различных художественных работ, то эти работы на станках могут производиться лишь в случае оснащения их специальными приспособлениями.

Карусельные станки, имеющие большую производительность, предназначены для выполнения криволинейной обработки по копиру либо по контуру, которой могут подвергаться щитовые и брусковые детали с фасонными и прямыми кромками. 

С помощью модельных станков возможно выполнение фрезеровальных работ, в результате которых подвергаются обработке верхние и боковые поверхности деталей, имеющих сложную конфигурацию. Кроме того, они могут использоваться для расточки, обточки, сверления и других аналогичных операций, связанных с изготовлением стержневых ящиков и литейных моделей в производствах, специализирующихся на литье.

Предназначение фрезерно-гравировального оборудования заключается в обработке твёрдых деталей. В зависимости от расположения обрабатываемой плоскости фрезерное оборудование может быть горизонтальным и вертикальным. В оборудовании вертикального типа предусматривается вертикальное расположение заготовки при обработке, а горизонтального типа наоборот.

Устройство и предназначение горизонтальных фрезерных станков

 Из всей фрезерной линейки станков наиболее часто используемыми считаются горизонтальные фрезерные станки. Широкая область применения данного оборудования обусловлена его функциональностью и уникальностью. Оно может применяться в единичном и массовом производстве. С помощью данного оборудования возможна обработка элементов, изготовленных как из чёрных, так и из цветных металлов, включая их сплавы. Основные узлы горизонтально-фрезерного станка представлены: станиной, кронштейном либо консолью, хоботом, шпинделем, поперечными салазками, коробкой скоростей, столом, валом привода для механизма подающей коробки. Для изготовления станины коробчатой формы используется чугун.

Наличие станины позволяет крепить все части станка, поэтому прочности и жёсткости данной конструкции уделяется должное внимание, и предъявляются повышенные требования. Верхняя часть станины оснащена досконально обработанными горизонтальными направляющими для хобота. Для передней поверхности станины, характерно наличие точно обработанных вертикальных направляющих, предназначенных для перемещения консоли. Коробчатая форма станины, которую имеют в своём оснащении горизонтально фрезерные станки, удобна для расположения внутри её электродвигателя, механизмов привода, шпинделя, коробки скоростей, механизма подачи.

Станина устанавливается на фундамент и с помощью специальных болтов крепится к нему нижней частью. Жёсткой и массивной опорой для стола служит кронштейн (консоль). Для отливки кронштейна используется чугун. Консоль должна быть выполнена таким образом, чтобы могла свободно перемещаться по вертикально расположенным направляющим станины. Верхняя часть консоли оснащается направляющими для салазок, предназначенными для перемещения стола в поперечном направлении. Стол, которым оснащаются горизонтально фрезерные станки, предназначен для перемещения заготовки, подлежащей обработке. Его состав представлен верхним (продольным) юлом и салазками поперечного стола.

Благодаря наличию винтового механизма обеспечивается перемещение салазок и продольного стола по направляющим кронштейна в поперечном направлении. Так происходит осуществление поперечной подачи. Верхняя часть салазок оснащается продольными направляющими, предназначенными для перемещения их вдоль верхнего (продольного) стола, осуществляемого винтовым механизмом. В этом заключается осуществление продольной подачи. Кроме того, горизонтально фрезерные станки, способны производить и вертикальную подачу, заключающуюся в перемещении заготовки вниз либо вверх. Для этих целей предназначен винтовой механизм, обеспечивающий передвижение всей консоли по направляющим станины, расположенным вертикально.

Горизонтально фрезерные станки - шпиндель

Шпиндель, входящий в состав фрезерного станка, изготовлен в виде полого стального вала, с помощью которого фрезерная отправка закрепляется с дисковой фрезой либо длинный стальной стержень, имеющий резьбу на конце (натяг), с торцовой фрезой. Кроме того, благодаря шпинделю фреза (режущий инструмент) производит режущее движение в связи с получаемым сообщением.

Для плотного вхождения конической части фрезерной отправки предусматривается в передней части шпинделя наличие отверстия  конической формы. Таким образом, удаётся достичь точной установки фрезы и прочного её закрепления по отношению к шпинделю. Хобот, который имеют в своей комплектации горизонтально фрезерные станки, предназначен для поддержания второго конца фрезерной отправки, закрепляемой в шпинделе. При установке фрезы расстояние её от шпинделя находится в зависимости от ширины заготовки, подвергаемой обработке.

Для закрепления оправки на нужном расстоянии от шпинделя может предусматриваться передвижение хобота вдоль направляющих станины, расположенных горизонтально, и закреплении его в соответствующем положении. Если в процессе обработки необходимо снятие большой стружки, то для скрепления хобота с консолью используются металлические пластины (поддержки). В таком случае благодаря большей жёсткости закрепления инструмента обеспечивается устойчивое  положение станка при работе. Коробка скоростей позволяет изменять количество оборотов шпинделя, при этом скорость вращения вала электродвигателя остаётся неизменной. Обычно горизонтально фрезерные станки имеют коробку скоростей, в которой располагается реверсивный механизм, включающий в себя несколько зубчатых колёс.

Данный механизм позволяет изменять направление шпинделя при вращении. Предназначение коробки подач фрезерного оборудования заключается в изменении скорости, с которой осуществляется механическая подача стола по всем трём направлениям. В состав данного механизма входят цилиндрические и конические зубчатые колёса, а также кулачковые муфты сцепления. Он располагается внутри кронштейна (консоли) станка. Особенность механизма коробки подач состоит в независимом движении, не имеющем отношения к движению шпинделя. Коробка подач приводится в движение общим электродвигателем путём задействования зубчатых колёс, при этом также участвует раздвижной (телескопический) карданный вал.

Современные горизонтально фрезерные станки

 Необходимо отметить, что современные горизонтально фрезерные станки укомплектовываются дополнительным электродвигателем, обеспечивающим движение коробке подач и предназначенным только для обслуживания механизмов подачи. Механическая, продольная, поперечная и вертикальная подачи могут осуществляться путём передачи коробкой вращательного движения трём винтам. Для получения различных скоростей подач можно комбинировать положение рукояток, предназначенных для управления коробкой подач. Включение механических подач стола обеспечивается кулачковыми муфтами. Для осуществления подачи стола по каждому из трёх направлений необходимо включить механические подачи, а также для этих целей использовать рукоятки и маховики, приводимые в движение вручную.

Предназначение горизонтальных консольных фрезерных станков заключается в обработке заготовок, имеющих небольшие и средние размеры, для изготовления которых использован чугун, сталь, лёгкие сплавы. В большинстве случаев данное оборудование выпускается с классом точности Н и менее часто с классом точности П и имеет общее назначение. Возможно его использование в условиях различных производств: индивидуальных, мелкосерийных и серийных. Следует отметить, что консольные горизонтально фрезерные станки могут использоваться для обработки заготовок, относящиеся практически ко всем классам деталей. При этом могут применяться фрезы всех типов, которые могут быть:

- дисковыми (трёхсторонними, двухсторонними, односторонними);

- цилиндрическими;

- концевыми;

- отрезными;

- шпоночными;

- фасонными;

- торцовыми;

- угловыми.

С помощью данных фрез возможна обработка вертикальных, горизонтальных, наклонных плоскостей, а также пазов, канавок, фасонных линейчатых поверхностей, уступов. В случае необходимости на фрезерную оправку возможна установка дисковых, цилиндрических, фасонных фрез в зависимости от того, какое сочетание их требуется. Данным набором фрез производиться комплексная обработка линейчатых поверхностей. Станки с поворотным столом предназначены для фрезеровки винтовых канавок с различным профилем. Если горизонтально фрезерные станки имеют в своём оснащении универсальную делительную головку, то они могут использоваться для обработки многогранных поверхностей, зубчатых колёс и т.п.

Горизонтально фрезерные станки - инструмент

 Для обеспечения высокой производительности при использовании режущего инструмента необходимо правильно выбрать инструментальный материал. В деревообработке фрезерный инструмент должен оснащаться режущими элементами, изготовленными из инструментальных сталей (быстрорежущих, легированных), металлокерамических материалов, твёрдых сплавов. Корпуса инструментов изготавливаются из качественной конструкционной стали, конструкционной легированной стали, специальных лёгких сплавов.

Основные технологические задачи при использовании горизонтальных консольных фрезерных станков для обработки заготовок состоят в получении  требуемых форм, точных качественных поверхностей, а также достижении точного их расположения  между собой.