Горизонтальний фрезерний верстат металу. Фрезерний верстат з ЧПУ. Основні переваги горизонтально-фрезерних верстатів із ЧПУ

При виготовленні різних деталей із металу практично неможливо обійтися без використання. Що зручно, фрезерний верстат для робіт з металу однаково успішно використовується і у виробничих умовах, і у домашніх майстернях. Слід зазначити, що обладнання цієї категорії є найпоширенішим у сфері металообробки.

Майже всі модифікації фрезерного обладнанняпрацюють за схожим принципом і мають схожу конструкцію. Відмінності моделей таких верстатів можуть полягати в їх функціональності, яка формується за рахунок додавання до їх конструкції додаткових вузлів і систем.

Різновиди фрезерних верстатів

Перерахуємо основні типи фрезерних верстатів, кожен різновид яких часом дуже відрізняється від своїх побратимів і має масу відмінностей у конструкції і в робочому призначенні.

Вертикально-фрезерні

Досить поширеним типом верстатів цієї категорії є вертикально-фрезерний верстат. Робочими інструментами для таких верстатів є фасонні, циліндричні, кінцеві фрези, також можна виконувати операції свердління. Вертикально-фрезерний верстат дозволяє виконувати наступні технологічні операції: обробка зубчастих коліс та різних пазів, кутів, рамкових елементів, вертикальних та горизонтальних поверхонь на деталях, виконаних з різних металів.

Фрезерні верстати даного типуне мають у своїй конструкції консолі, а їхній робочий стіл пересувається по напрямних, розташованих на станині обладнання. Верстат вертикального типу завдяки особливостям своєї конструкції відрізняється високою жорсткістю, що дає можливість обробляти на ньому деталі з металу. високим рівнемякості. Коробка швидкостей подібного фрезерного верстата розміщується у головці шпинделя.

Вертикально-фрезерні верстати поділяються на дві категорії, що відрізняються наявністю у конструкції консолі. Їх найменування відповідно:

• безконсольні вертикально-фрезерні верстати;
• вертикальні консольно-фрезерні верстати.

З консоллю відрізняється тим, що його шпиндель та гільза можуть переміщатися щодо осі обладнання. Відмінності в їх конструкції можна оцінити на фото.

Горизонтально-фрезерні

Горизонтально-фрезерний верстат примітний тим, що його шпиндель розташований у горизонтальній площині. Обладнання цієї групи дозволяє обробляти деталі, які мають невеликі розміри. Універсальність даного верстатазабезпечується за рахунок того, що як робочий інструмент на ньому використовуються фрези кінцевого, циліндричного, фасонного, торцевого і кутового типу. Горизонтально-фрезерний верстат у своїй стандартній комплектації не дозволяє виконати обробку деталі по гвинтовій поверхні, для цього його необхідно оснастити допоміжними пристроями.

Пристрій верстатів горизонтально-фрезерної групи дозволяє встановлювати їхній робочий стіл паралельно, а також перпендикулярно до осі шпинделя. Всі робочі та силові вузли даного обладнання розміщені на станині, а коробка швидкостей, завідувачка швидкості обертання шпинделя, розміщена в її внутрішній частині.

Свердлильно-фрезерні

Верстати, що відносяться до категорії свердлильно-фрезерних, призначені для обробки не лише горизонтальних та вертикальних поверхонь, а й похилих. Ще за допомогою обробляють пази великогабаритних деталей.

Такий фрезерний верстат металу має свердлильно-фрезерну головку, що дозволяє виконувати операції свердління під нахилом і обробляти поверхні, розташованих під кутом до горизонтальної осі. Відмінною особливістю такого верстата є те, що його робоча головка може функціонувати в реверсному режимі.

Через свою універсальність, обумовлену можливістю проводити дві найбільш затребувані операції, такі верстати є дуже вигідними з економічної точки зору, а також щодо економії місця на виробничій території. Мати вдома такий верстат також мало хто з домашніх майстрів відмовиться, тому що такий апарат поєднує у своїй конструкції одразу кілька ефективних та корисних пристроїв.

Універсальні

Такі верстати для роботи з металу дуже зручно використовувати для оснащення приватних цехів або невеликих майстерень, що спеціалізуються на ремонтно-механічних роботах. Універсальні верстатидозволяють виконувати обробку горизонтальних та вертикальних площин, а також поверхонь спірального типу та штампів.

Такий верстат металу відрізняється поруч конструктивних особливостей: вузол шпинделя, коробка, а також основні вузли розташовані у внутрішній частині станини. У конструкції верстата передбачені вертикальні та горизонтальні напрямні, якими пересуваються його консоль і робочий стіл. Робочу поверхню, крім цього, можна виставити по відношенню до шпинделя обладнання під потрібним кутом, що дозволяє обробляти з його допомогою деталі з металу, що мають навіть найскладнішу конфігурацію.

Настільні

Таке дуже компактне обладнання, встановлене вдома, у майстернях навчальних закладахі в невеликих виробничих цехах, дозволяє виконувати різні технологічні операції: нарізати різьблення, свердлити отвори, виконувати обробку різноманітних деталей та матеріалів різними видамифрез та інше.

Такого типу відрізняється непоганою точністю, тому що їх конструкція має виняткову жорсткість (зрозуміло, при грамотній установці). Відрізняються такі консольно-фрезерні верстати та високою продуктивністю, що дозволяє використовувати їх для виробництва виробів серійними партіями. Незважаючи на свою високу продуктивність та широку функціональність, такі верстати відрізняє низьке енергоспоживання та компактні розміри, що дозволяє зручно розміщувати їх навіть на невеликій площі.

Фрезерні з ЧПУ

Такі пристрої активно використовуються у всіляких сферах промисловості на масовому виробництві високоякісних деталей. Верстати з ЧПУ високопродуктивні та здатні забезпечити неперевершену якість не в єдиному екземплярі, а на потоці, що робить їх незамінним обладнаннямна будь-якому серйозному виробництві. Відмінності таких верстатів від інших різновидів фрезерних верстатів настільки значно, що вимагають докладного розборуу окремій статті.

Верстати з ЧПУ, які обробляють деталі з різних металів з високою продуктивністю та точністю, мають один великий недолік: пристойну вартість, але його повністю компенсують такі позитивні фактори:

1. зниження потреби у кваліфікованих спеціалістах на виробництві;
2. висока продуктивність щодо верстатів із ручним управлінням;
3. зниження терміну виробничих циклів;
4. прискорення переходу виробництва нової продукції.

з ЧПУ

Відмінність таких пристроїв від попереднього виду фрезерних верстатів полягає у ще більшій універсальності, ще вищій точності та швидкості роботи. Спектр робіт, які під силу виконати таким пристроям, включає величезний список операцій і процесів, які затребувані на високотехнологічних і відповідальних виробництвах. Сучасне програмне забезпечення для обробних центрів виробляють великі компанії. Докладно роботу обробних центрів буде розглянуто в окремій статті.

Настільні з ЧПУ

Окрему категорію складають види фрезерних верстатів, оснащені ЧПУ (числовим програмним управлінням). Таке обладнання відноситься до категорії професійного, керують його роботою спеціальні контролери, які необхідно підключати до комп'ютерного пристрою. Як і інші види фрезерних верстатів, моделі з ЧПУ можуть виконувати різні технологічні операції з металу: свердління, зенкерування, розточування та інших.

Широкоуніверсальні

Маючи такий станок, можна виконувати будь-які види фрезерних операцій практично з будь-яким матеріалом. Якщо порівнювати горизонтально-фрезерний верстат і апарат широкоуніверсального типу, його основною відмінністю є те, що в його конструкції передбачена додаткова шпиндельна головка, яка встановлюється на спеціальному рухомому хоботі і має можливість повертатися під будь-яким кутом по відношенню до оброблюваної деталі.

Що зручно, обидва шпинделі такого верстата можуть обробляти деталі як спільно, так і в автономному режимі. На поворотній головці також може бути встановлена ​​ще одна накладна фрезерна головка, за допомогою якої можна виконувати обробку деталей з металу ще складнішої конфігурації - свердлити, розточувати, зенкерувати та інше.

Також зустрічаються моделі широкоуніверсальних верстатів, які не мають у своїй конструкції консольної панелі. Замість неї встановлена ​​каретка, що пересувається вертикальними напрямними. На вертикальні санки даної каретки можна різні пристрої (наприклад, ділильний стіл). Такі верстати коштують дешевші, але також здатні виконувати досить великий перелік технологічних завдань.

Підбираючи верстат фрезерної групи, насамперед необхідно визначитися з тим, для чого він потрібний. Подібний підхід до вибору обладнання дасть вам можливість придбати його у повній відповідності до своїх потреб, а також не переплатити за ті функції, які вам ніколи не потрібні.

Принцип роботи фрезерних верстатів

Майже всі фрезерні верстати працюють за однаковим принципом. Відмінності можуть бути лише у їх функціональних можливостях.

Основними конструктивними елементами таких верстатів є: несуча станина, робочий стіл, притискні елементи, цанга та цанговий патрон, в якому закріплюється робочий інструмент, портал із закріпленим на ньому шпинделем, який має можливість пересуватися, приводний електродвигун.

Робочим інструментом будь-якого фрезерного верстата є фреза, конструкція та розміри якої залежать від того, який конфігурації деталь підлягає обробці. Робочий інструмент закріплюється в цанговому патроні за допомогою хвостовика, а обертання передається від приводного електродвигуна через систему передач. Основним призначенням фрези є зняття зайвого шару металу із заготовки, у чому, власне, і полягає суть обробки на такому верстаті.

Шпиндель верстата розміщується на рухомому порталі, переміщеннями якого керують спеціальні контролери, якщо мова йдепро обладнання з ЧПУ. Електронна система такого обладнання включає контролери ЧПУ (числове програмне управління), допоміжні елементи системи та сполучні деталі. Принцип роботи моделей верстатів із ЧПУ полягає в наступному: спеціальна програма зчитує креслення деталі, яку необхідно отримати в результаті обробки, формує електронні команди, що передаються на робочий орган верстата.

На окрему увагу заслуговують широкоуніверсальні верстати, які є гібридом моделей горизонтального і вертикального типу. У їх конструкції також є цанга, цанговий патрон і затискачі, але коробка таких станків передає всі рухи від одного електродвигуна. Їх відмінною особливістює наявність ручного режиму, з якого можна контролювати роботу ходового блоку.

Приклад кінематичної схеми (консольно-фрезерний верстат)

Додаткові елементи мають у своїй конструкції п'ятикоординатне та гравірувальне обладнання. Таке обладнання оснащене додатковими затискними елементами, які дозволяють встановити гравірувальник. Інструмент такого обладнання обертається за рахунок карданного валу, яким він безпосередньо з'єднаний із електродвигуном.

Найпростішими за своєю конструкцією є ручні фрезерні верстати по металу. Таке обладнання має невисоку потужність, а його конструкція складається з цанги з цанговим патроном, ротора, головки приводу та електродвигуна. Звичайно, функціональні можливості такого верстата теж обмежені: з його допомогою можна виконувати тільки найпростіші фрезерні операції.

Ресурс роботи, яким володіє верстат фрезерної групи ручного типу, також невисокий і не перевищує 10 000 годин. Найбільш слабкими вузлами в такому устаткуванні, які першими виходять з ладу, є цанга та цанговий патрон, притиски, приставка та шпиндель. Але його невисоку надійність та довговічність цілком компенсує низька вартість. Набувати його є сенс у тому випадку, якщо скористатися ним ви плануєте нерегулярно.

Вартість верстатів

Класифікація фрезерних верстатів за їх вартістю досить велика. Звичайно, найдешевшими в цьому списку є моделі китайських виробників. Можна ще більше заощадити на придбанні такого обладнання, якщо купувати його не через посередників, а у виробників. Що зручно, виробники з Китаю пропонують як найпростіші ручні верстати, так і професійні, оснащені ЧПУ. Якщо розглядати мінімальну вилку цін, вона варіюється в межах 7000-35000 рублів.

Китайський настільний свердлильно-фрезерний верстат Triod MMS-20E (вартість близько 60 тисяч рублів)

Досить дорого вам коштуватиме вертикальний верстат, вартість такого обладнання починається від 20000 рублів. Причому за цією ціною ви придбаєте верстат із найпростішою комплектацією: цанга та цанговий патрон, притиски, приставка, шпиндель.

Якщо ви зберетеся придбати для свого виробничого підприємства широкоуніверсальний верстат, то готуйтеся до того що ціна такого устаткування починається від 250000 рублів. Фрезерні верстати для роботи з металу, які оснащені ЧПУ, коштують, починаючи від 2 млн. рублів.

У будь-якому випадку якщо поставити собі за мету, можна придбати якісний фрезерний верстат по металу серійної моделі за дуже привабливою вартістю.