Фрезерный станок

Фре́зерные станки́ — группа металлорежущих и деревообрабатывающих станков в классификации по виду обработки. Фрезерные станки предназначены для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, зубчатых колёс и т. п., металлических и других заготовок. При этом фреза, закрепленная в шпинделе фрезерного станка, совершает вращательное движения (главное движение), а заготовка, закреплённая на столе, остаётся неподвижной. Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ.

Во фрезерных станках главным движением является вращение фрезы, а движение подачи — относительное перемещение заготовки и фрезы.

Вспомогательные движения необходимы в станке для подготовки процесса резки. К вспомогательным движениям относятся движения, связанные с настройкой и наладкой станка, его управлением, закреплением и освобождением детали и инструмента, подводом инструмента к обрабатываемым поверхностям и его отводом; движения приборов для автоматического контроля размеров и т. д. Вспомогательные движения можно выполнять на станках как автоматически, так и вручную. На станках-автоматах все вспомогательные движения в определённой последовательности выполняются автоматически.

• универсальные (с поворотным столом);
• горизонтально-фрезерные консольные (с горизонтальным шпинделем и консолью);
• широкоуниверсальные (с дополнительными фрезерными головками);
• широкоуниверсальные инструментальные (с вертикальной рабочей плоскостью основного стола и поперечным движением шпиндельных узлов);
• вертикально-фрезерные (с вертикальным шпинделем), в том числе консольные;
• бесконсольные (называемые также с крестовым столом);
• с передвижным порталом;
• копировально-фрезерные;
• фрезерные непрерывного действия, в том числе карусельно-фрезерные;
• барабанно-фрезерные.

Имеет горизонтально расположенный шпиндель и предназначен для обработки фрезерованием разнообразных поверхностей на небольших и не тяжелых деталях в условиях единичного и серийного производства. Обработку ведут цилиндрическими, дисковыми, угловыми, концевыми, фасонными, торцовыми фрезами. На этом станке можно обрабатывать вертикальные и горизонтальные фасонные и винтовые поверхности, пазы и углы. Фрезерование деталей, требующих периодического деления или винтового движения, выполняют с использованием специальных делительных приспособлений.

На станине смонтированы все основные узлы станка. Внутри станины размещены шпиндельный узел и коробка скоростей. Для поддержания оправки с фрезой служит хобот с серьгами (подвесками). По вертикальным направляющим станины перемещается консоль, несущая коробку подач. По направляющим консоли в поперечном направлении движутся салазки с поворотным устройством, которое несёт продольный стол и позволяет поворачивать стол вокруг вертикальной оси на 45° в обе стороны, благодаря чему стол может перемещаться в горизонтальной плоскости под разными углами к оси шпинделя. Крутящий момент от двигателя посредством коробки передач передаётся на шпиндель — полый вал в верхней части станины. В передний торец шпинделя вставляется оправка и закрепляется штревелем — стержнем, закреплённым в шпинделе. Оправка — это обычно стержень, имеющий коническое посадочное место-конус Морзе, воспринимающий вращение от шпинделя; на оправку одеваются фреза и фиксирующие её кольца, зажимаются гайкой. Жёсткость оправки поддерживается подвеской.

Отличается от универсально-фрезерного станка отсутствием поворотного устройства, то есть стол станка может перемещаться только перпендикулярно или вместе с салазками параллельно оси шпинделя.

В отличие от горизонтально-фрезерного станка, имеет ещё одну шпиндельную головку, смонтированную на выдвижном хоботе, которую можно поворачивать под любым углом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Возможна раздельная и одновременная работа обоими шпинделями. Для большей универсальности станка на поворотной головке монтируют накладную фрезерную головку, которая позволяет обработать на станке детали сложной формы не только фрезерованием, но и сверлением, зенкерованием, растачиванием и т. д..

В некоторых станках этого типа отсутствует консоль, а вместо неё по вертикальным направляющим станины перемещается каретка. Каретка имеет горизонтальные направляющие для салазок с вертикальной рабочей поверхностью и Т-образными пазами, на которых крепят стол, делительные и другие приспособления. Широкая универсальность станка позволяет использовать его в экспериментальных и инструментальных цехах для производства кондукторов, зажимных приспособлений всех типов, инструментов, штампов, пресс-форм и других деталей.

В отличие от горизонтально-фрезерного, имеет вертикально расположенный шпиндель, который в некоторых моделях станков допускает смещение вдоль своей оси и поворот вокруг горизонтальной оси, расширяя тем самым технологические возможности станка. В отличие от горизонтально-фрезерных станков, оправка для вертикальных станков представляет собой фланец с конусом Морзе советского стандарта или более современным конусом ISO-40 с одной стороны и соответствующим коническим отверстием с другой, куда и вставляется концевая фреза. Если требуется установить дисковую фрезу, применяется оправка как на горизонтально-фрезерном станке, но много короче; так же и на горизонтальных станках, возможно, применяются оправки вертикальных станков для крепления концевых фрез. Вертикальное движение подачи, как правило, возможно, осуществлять и инструментом.

Предназначены для обработки вертикальных, горизонтальных, наклонных поверхностей, пазов в крупногабаритных деталях. В отличие от консольно-фрезерных станков, в этих станках отсутствует консоль, а салазки и стол перемещаются по направляющим станины, установленной на фундамент. Такая конструкция станка обеспечивает более высокую его жёсткость и точность обработки по сравнению со станками консольного типа, позволяет обрабатывать детали большой массы и размеров. Шпиндельная головка, являющаяся и коробкой скоростей, имеет установочное перемещение по вертикальным направляющим стойки. Кроме того, шпиндель вместе с гильзой можно сдвигать в осевом направлении при точной установке фрезы на требуемый размер.

Используют для обработки крупногабаритных деталей, главным образом, торцовым; а также цилиндрическими, концевыми, дисковыми и фасонными фрезами. Станки делятся на одностоечные и двухстоечные. В четырёхшпиндельном двухстоечном продольно-фрезерном станке станина имеет стол и портал, состоящий из двух стоек и балки. По направляющим стоек перемещается траверса и две горизонтальные поворотные фрезерные головки. Две другие фрезерные головки перемещаются по направляющим траверсы. Обработку деталей можно производить при движущемся столе и неподвижных фрезерных головках, при неподвижном столе и подаче головок или при одновременно движущихся столе и фрезерных головках.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр может осуществлять как точение, так и фрезерование. Используется, в основном, для обработки сложных деталей и как альтернатива револьверным станкам.

Большинство фрезерных станков с ЧПУ (также называемых обрабатывающими центрами) представляют собой вертикальные фрезерные станки с компьютерным управлением, способные перемещать шпиндель вертикально вдоль оси Z. Эта дополнительная степень свободы позволяет использовать их для штамповки, гравировки и обработки поверхностей 2,5D, таких как рельефные скульптуры. В сочетании с использованием конических инструментов или шаровидной фрезы это также значительно повышает точность фрезерования без влияния на скорость, обеспечивая экономически эффективную альтернативу большинству ручных гравировальных работ на плоских поверхностях.^[1]

Станки с ЧПУ могут существовать практически в любой форме ручного оборудования, например, горизонтальных фрезерных станков. Самые передовые фрезерные станки с ЧПУ, многоосевые станки, добавляют еще две оси в дополнение к трем обычным осям (XYZ). Горизонтальные фрезерные станки также имеют ось C или Q, что позволяет вращать горизонтально установленную заготовку, по сути, позволяя выполнять асимметричный и эксцентриковый поворот. Пятая ось (ось B) управляет наклоном самого инструмента. Когда все эти оси используются вместе, с помощью этих станков можно относительно легко изготавливать чрезвычайно сложные геометрии, даже органические геометрии, такие как голова человека. Но навыки программирования таких геометрий выходят за рамки навыков большинства операторов. Поэтому 5-осевые фрезерные станки практически всегда программируются с помощью CAM.

Операционная система таких станков представляет собой замкнутую систему и функционирует на основе обратной связи. Эти станки произошли от базовых станков с ЧПУ (ЧИСЛОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ). Компьютеризированная форма станков с ЧПУ известна как станки с ЧПУ. Набор инструкций (называемых программой) используется для управления станком для выполнения требуемых операций. Существует более 100 различных G-кодов и M-кодов. Также используются различные другие коды. Станком с ЧПУ управляет один оператор, называемый программистом. Этот станок способен выполнять различные операции автоматически и экономично.

С падением цен на компьютеры и программное обеспечение с открытым исходным кодом для ЧПУ, начальная цена станков с ЧПУ резко упала.

• Фрезерование
• Делительная головка
• Консольно-фрезерный станок
• Фрезер

• Давыдова М. В., Михалев А. М., Моисеев Ю. И. Технические характеристики металлообрабатывающих станков с ЧПУ: фрезерные станки, обрабатывающие центра сверлильно-фрезерно-расточной группы. — 2010.
• Соколов С. А. ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК. — 2006.
• Вереина Л. И., Краснов М. М. Устройство металлорежущих станков. — М.: Академия, 2016. — 432 с. — ISBN 978-5-4468-2902-6.

• Учебный фильм «Копировально-фрезерные станки»
• Учебный фильм «Продольно-фрезерные станки»
• Что такое 5-осевая обработка с ЧПУ и как она работает
• Фрезерные станки, модели их характеристики, чертежи и инструкции по эксплуатации.

В статье есть список источников, но не хватает сносок. Без сносок сложно определить, из какого источника взято каждое отдельное утверждение. Вы можете улучшить статью, проставив сноски на источники, подтверждающие информацию. Сведения без сносок могут быть удалены. (30 июня 2021)