Конструкция вертикально фрезерного станка с чпу
Содержание:
Фрезерные станки широко используются в промышленности. На таких установках ведется обработка плоских и криволинейных поверхностей, формирование и обработка прямых и винтовых канавок, создание резьб и зубчатых колес. Для работы с металлическими заготовками используются фрезы многочисленных конструкций. На станках производится фрезерование деталей из стали, чугуна и цветных металлов. Широко используется твердосплавный инструмент. Применение дополнительных приспособлений позволяет значительно расширить технологические возможности станков.
По конструкции фрезерные станки общего назначения делятся на вертикальные и горизонтальные в зависимости от расположения основного шпинделя. Станки с вертикальным шпинделем удобны при обработке деталей типа плит, на таких станках можно сверлить отверстия с вертикальной осью и обрабатывать их.
Общее устройство вертикального фрезерного станка
Устройство вертикальных фрезерных станков всех видов имеет общие черты. Основой станка выступает мощная станина, которая может быть сварной или литой из чугуна. Станина выполняется со значительным запасом прочности, она может выдержать нагрузки выше в 15-20 раз, чем те, которые возникают в процессе работы. Поэтому станина выступает крайне долговечным элементом станка, который выходит из строя в исключительных случаях. Значительный запас прочности станине необходим, чтобы она не деформировалась в процессе работы, поскольку её деформация будет приводить к понижению точности всех процессов обработки.
В устройстве вертикального фрезерного станка станину разделяют на несколько элементов — основание, колонну и шпиндельную бабку. Основание устанавливается на фундаменте при помощи анкерных болтов. По направляющим колонны перемещается шпиндельная бабка. Для устойчивости конструкции с задней стороны колонны (или внутри) располагается противовес, который уравновешивает шпиндельный узел.
Шпиндельная бабка размещена на вертикальных направляющих колонны. Шпиндель вращается от электродвигателя, который также находится на колонне. В современных станках используются двигатели, которые напрямую соединены со шпиндельным узлом, без промежуточной коробки скоростей. Такие двигатели самостоятельно позволяют изменять скорость вращения.
Горизонтальный рабочий стол вертикально-фрезерного станка имеет вид массивной плиты, как правило, выполняемой из чугуна, с Т-образными продольными пазами. Они используются для установки крепежных приспособлений, которые фиксируют заготовку на столе. Стол оборудован салазками, которые обеспечивают ему возможность продольного и поперечного перемещения. Перемещение стола производится от коробки подач, вращение на которую передает один из электродвигателей.
Для управления станком имеется подвесной или выносной пульт. Современные станки оснащаются системами ЧПУ для повышения точности обработки и увеличения производительности.
Важные особенности конструкции вертикальных фрезерных станков
В устройстве фрезерных станков с вертикальным шпинделем выделяют такие важные параметры, на которые следует обратить внимание при покупке:
- Скорость вращения шпинделя. На современных станках используются шпиндели с высокой скоростью вращения 12 000-18 000 об/мин.
- Мощность двигателя. Важный параметр, который определяет производительность станка.
- Допустимое перемещение стола по направляющим и грузоподъемность. Влияет на предельные размеры заготовки.
- Расстояние от торца шпинделя до поверхности стола. Влияет на максимально возможную высоту обрабатываемой детали.
- Конус шпинделя. На вертикальных фрезерных станках применяется оправка выполненная по стандарту ISO40 или ISO50. Оба варианта исполнения конуса позволяют устанавливать разнообразный инструмент, включая дисковые и концевые фрезы.
- Точность обработки. Значительно зависит от устройства станка и применяемых компонентов (ШВП, направляющие, моторы и привода). Бесконсольные станки характеризуются большей точностью, особенно на тяжелых режимах резания.
Получить консультацию
по инструменту, методам обработки, режимам или подобрать необходимое оборудование можно связавшись с нашими менеджерами или отделом САПР
Также Вы можете подобрать и приобрести режущий инструмент и оснастку к станку, производства Тайваня, Израиля
Отправляя заявку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности
Фрезерные станки с ЧПУ можно классифицировать по различным признакам: по положению шпинделя (вертикальные или горизонтальные), по количеству управляемых осей или степеней свободы (2, 3, 4 или 5 осей), по точности позиционирования и повторяемости обработки, по количеству используемого инструмента (одно- или многоинструментальные) и т. д.
Рассмотрим конструкцию вертикально-фрезерного станка с ЧПУ (рис. 1.4, 1.5). Станина (1) предназначена для крепления всех узлов и механизмов станка. Рабочий стол (2) может перемещаться в продольном (влево/вправо) и поперечном (вперед/назад) направлениях по направляющим (3). Пульт управления, или стойка ЧПУ (9), закреплен на кронштейне и может быть перемещен в удобное для оператора положение.
Рис. 1.4. Корпус вертикально-фрезерного станка с ЧПУ
На рабочем столе закрепляют заготовки и различные технологические приспособления. Для этого на столе имеются специальные Т-образные пазы. Шпиндель (4) предназначен для зажима режущего инструмента и придания ему вращения. Шпиндель закреплен на колонне (5), которая может перемещаться в вертикальном направлении (вверх/вниз). От точности вращения шпинделя, его жесткости и виброустойчивости в значительной мере зависят точность и качество обработки. Таким образом, рассматриваемый станок является трехосевым.
Защитные кожухи (7) необходимы для обеспечения безопасности. Они защищают оператора станка от летящей стружки и смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ), которая подается в зону обработки под давлением. Дверца (6) обеспечивает доступ в рабочую зону станка. В магазине инструментов (8) барабанного типа находится набор режущих инструментов. При этом взятие необходимого инструмента и фиксация его в шпинделе обеспечиваются устройством автоматической смены инструмента и производятся по определенной команде управляющей программы.
Рис. 1.5. Конструктивные элементы станка
В новом выпуске публикаций материалов из учебника Босинзона М.А «Обработка деталей на металлорежущих станках различного вида и типа» . Рассмотрим основные виды фрезерных станков и их устройство.
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ И ИХ УСТРОЙСТВО
Фрезерный станок — металлорежущий станок для обработки резанием при помощи фрезы, наружных и внутренних плоских и фасонных поверхностей, пазов, уступов, поверхностей тел вращения, резьб, зубьев зубчатых колес и т.д. Эти станки широко применяются и подразделяются на две основные группы:
■ станки общего назначения, которые бывают горизонтальными и вертикальными. К данной группе относятся станки консольные и бесконсольные, продольно-фрезерные, станки непрерывного фрезерования (карусельные и барабанные);
■ специализированные. К этой группе относятся станки копировально-фрезерные (рассмотрены в разд. V), зубофрезерные, резьбофрезерные, шпоночно-фрезерные (рассмотрены в разд. VI), шлицефрезерные и др.
Главное движение у фрезерных станков (вращательное) осуществляется фрезой, а движение подачи (поступательное) — заготовкой, но в некоторых случаях (например, при обработке крупных изделий) может сообщаться и фрезе.
Типоразмеры станков отличаются площадью рабочей поверхности стола. По этому признаку различаются пять градаций станков:
■ 0 — типоразмер соответствует габаритным размерам стола 200 х 800 мм;
■ 1 — типоразмер соответствует габаритным размерам стола 250 х 1 000 мм;
■ 2 — типоразмер соответствует габаритным размерам стола 320 х 1 250 мм;
■ 3 — типоразмер соответствует габаритным размерам стола 400 х 1 600 мм;
■ 4 — типоразмер соответствует габаритным размерам стола 500 х 2 000 мм.
Универсально-фрезерный станок консольной конструкции характеризуется горизонтальным расположением оси шпинделя, имеет хобот с подвеской для крепления оправки фрезы и предназначен для работы с разными типами фрез. Он имеет поворотный (в горизонтальной плоскости) стол, который может перемещаться в продольном, поперечном и вертикальном направлениях, что позволяет фрезеровать винтовые канавки.
Горизонтально-фрезерный станок аналогичен универсально-фрезерному, но его стол не имеет возможности поворачиваться.
Вертикально-фрезерный станок по конструкции близок к горизонтально- и универсально-фрезерному станкам, но отличается от них вертикальным расположением оси шпинделя.
На рис. 10.2 представлены консольные фрезерные станки. Они имеют меньшую массу и занимают меньшую площадь по сравнению со станками других типов. Основным конструктивным отличием консольно-фрезерных станков является наличие консоли 1, перемещающейся в вертикальном направлении по направляющим станины 2. На консоли находятся горизонтальные направляющие, по которым движутся салазки 3, несущие стол 4, на котором закрепляется заготовка.
Широкоуниверсальный горизонтальный консольно-фрезерный станок (рис. 10.2, а) отличается наличием дополнительной шпиндельной головки 5, смонтированной на выдвижном хоботе, которая может поворачиваться на любой угол в вертикальной плоскости. Еще большую универсальность придает станку наличие накладной фрезерной головки 6 со шпинделем, поворачивающимся под любым углом в горизонтальной плоскости. В этих станках отсутствует поворотная плита.
Рис. 10.2. Консольные фрезерные станки:
а — горизонтально-фрезерный станок: 1 — консоль; 2 — станина; 3 — салазки; 4 — стол; 5 — дополнительная шпиндельная головка; 6 — накладная фрезерная головка; б — горизонтальный универсальный станок: 1 — консоль; 2 — станина; 3 — салазки; 4 — стол; 5 — промежуточная поворотная плита; 6 — шпиндель; 7 — хобот; 8 — серьга; в — вертикальный консольнофрезерный станок: J — консоль; 2 — станина; 3 — салазки; 4 — стол; 5 — вертикальная шпиндельная головка
Консольные горизонтальные универсальные станки (рис. 10.2, б) отличаются тем, что на салазках 3 установлена промежуточная поворотная плита 5, по горизонтальным направляющим которой перемещается стол 4. Шпиндель 6 станка расположен горизонтально, а на станине 2 смонтирован хобот 7, несущий поддерживающую серьгу 8. Фреза или набор фрез закрепляется в оправке, один конец которой устанавливается в шпиндель, а другой — в отверстие серьги.
Вертикальный консольно-фрезерный станок (рис. 10.2, в) имеет вертикально расположенную шпиндельную головку 5, которая может поворачиваться в вертикальной плоскости. Существуют конструкции станков этого типа, в которых имеется осевое перемещение шпинделя.
Бесконсольные вертикально-фрезерные (рис. 10.3, а) и горизонтально-фрезерные станки (рис. 10.3, б) отличаются тем, что салазки 2, несущие стол 3, перемещаются по горизонтальным направляющим станины 1, а шпиндельная бабка 4 перемещается в вертикальном направлении по направляющим стойки 5.
Продольно-фрезерные станки (одностоечные и двухстоечные) предназначены для обработки крупногабаритных деталей в основном торцовыми фрезами. В этих станках по горизонтальным направляющим станины перемещается стол, а шпиндельные головки по стойкам портала, связанного балкой, или по направляющим поперечины, которая передвигается по направляющим портала.
Карусельно-фрезерные и барабанно-фрезерные станки имеют круглый стол с горизонтальной осью вращения или многогранный барабан с вертикальной осью вращения, что обеспечивает круговую подачу. На стойках или на портале размещены шпиндельные головки с одним или несколькими шпинделями. Эти станки предназначены для обработки различных деталей в условиях крупносерийного и массового производства. Станины и стойки фрезерных станков представляют собой корпусные отливки коробчатой формы с ребрами жесткости и служат для размещения основных узлов станка. На станинах находятся литые или накладные направляющие для перемещения узлов. Наиболее распространенными типами фрезерных станков являются широкоуниверсальные, горизонтальные, вертикальные и универсальные станки.
На консольных горизонтально-фрезерных и универсально-фрезерных станках можно обрабатывать горизонтальные и вертикальные плоские поверхности, пазы, углы, рамки, зубчатые колеса и др. Универсальные станки, имеющие поворотный стол, можно использовать для фрезерования всевозможных винтовых поверхностей. Технологические возможности этих станков расширяются с применением делительных, долбежных, накладных универсальных головок и других приспособлений.
Рис. 10.3. Бесконсольные фрезерные станки:
а — вертикально-фрезерный станок; б — горизонтально-фрезерный станок: 1 — станина; 2 — салазки; 3 — стол; 4 — шпиндельная бабка; 5 — стойка
Консольно-фрезерные универсальные станки отличаются от горизонтально-фрезерных наличием конструкции, обеспечивающей поворот стола относительно вертикальной оси. Широкоуниверсальные фрезерные станки от универсальных отличаются наличием на станине специального хобота, на котором установлена дополнительная головка со шпинделем и рядом других конструктивных параметров. Детали и узлы фрезерных станков широко унифицированы.
Устройство вертикального консольно-фрезерного станка. Рассмотрим конструктивные особенности и компоновку вертикальнофрезерного консольного станка. На нем можно выполнять разнообразные фрезерные работы по чугуну, стали и цветным металлам твердосплавным и быстрорежущим инструментом в условиях мелко- и крупносерийного производства.
На фундаментной плите 12 вертикально-фрезерного консольного станка (рис. 10.4) установлена станина 1. По вертикальным направляющим 13 станины от ходового винта, расположенного в колонне 10, может перемещаться консоль 9, имеющая горизонтальные поперечные направляющие 7, на которых размещены салазки 8. На продольных направляющих салазок укреплен стол 4, его продольное перемещение может осуществляться вручную рукояткой 1 4, а поперечное — рукояткой 5. Вертикальное перемещение стола (вместе с консолью) осуществляется вручную рукояткой 6.
Частота вращения шпинделя 3 изменяется ступенчато рукоятками, расположенными на коробке скоростей 2.
Коробка подач 11 размещена в консоли, с помощью рукояток скорость движения подачи стола в горизонтальном и поперечном направлениях изменяется ступенчато. Привод подачи имеет отдельный электродвигатель.
Технические характеристики вертикальных консольных станков приведены в табл. 10.1.
Устройство бесконсольного вертикально-фрезерного станка.
Отличительными особенностями конструкций станков этого типа являются:
■ более жесткие станина и стойка;
Бесконсольный вертикально-фрезерный станок модели 6А54 предназначен для обработки больших деталей в основном торцовыми фрезами, в том числе с твердосплавными пластинами. Эти станки применяются в индивидуальном и серийном производстве. На них возможна обработка заготовок с большими припусками на высоких скоростях резания.
Общий вид бесконсольного вертикально-фрезерного станка показан на рис. 10.5. На неподвижной станине 1 размещается крестовый стол 4, который имеет возможность перемещаться по направляющим салазок 3 в продольном и по направляющим 2 станины в поперечном направлениях. Шпиндельная бабка 7 с коробкой скоростей монтируется на вертикальных направляющих стойки 9. Главное вращательное движение — шпинделю сообщается от электродвигателя 8 с номинальной частотой вращения 1 460 об/мин через зубчатые передачи. Число ступеней частот вращения шпинделя 16, минимальная частота — 39,6 об/мин, а максимальная частота — 1 240 об/мин.
Продольное и поперечное движения подачи стола осуществляются от коробки подач 10, которая находится в станине. Минимальная продольная подача S пр = 47 мм/мин, а максимальная S пр = 1 600 мм/мин.
Таблица 10.1. Технические характеристики вертикальных консольных станков
| Основные данные | Модель станка | |||||||||||||
| 6Т80Ш | 6Д82ШФ20 | 6Т83Ш-1 | ||||||||||||
| Габаритные размеры рабочей поверхности стола (ширина х длина), мм |
200х800 | 320х1250 | 300х1600 | |||||||||||
| Наибольшее перемещение стола, мм: продольное | ||||||||||||||
вертикальное
поворотные
наименьшее
наибольшее
привода горизонтального шпинделя
привода поворотного шпинделя
привода подач
Рис. 10.5. Бесконсольный вертикально-фрезерный станок:
1 — станина; 2 — направляющие; 3 — салазки; 4 — стол; 5 — пульт; 6 — шпиндель; 7 — шпиндельная бабка; 8 — электродвигатель; 9 — стойка; 10 — коробка подач
Минимальная поперечная подача S п = 24 мм/мин и максимальная S П = 770 мм/мин.
Все установочные перемещения (изменение частоты вращения шпинделя и подач), освобождение и зажим шпиндельной бабки, салазок, гильзы шпинделя, автоматический подъем гильзы шпинделя и блокировка узлов осуществляются с помощью гидравлической системы станка. Управление станком происходит от подвесного пульта 5.
Технические характеристики бесконсольного вертикальнофрезерного станка модели 6А54 приведены в табл. 10.2.
Устройство продольно-фрезерного станка. Данный вид станка предназначен для обработки в основном торцевыми фрезами различных плоскостей у крупногабаритных заготовок (или их групп), установленных в многоместных приспособлениях на столе станка. На вертикальных стойках такого станка, смонтированных на станине, расположены боковые фрезерные головки, а также поперечина с вертикальными фрезерными головками. Каждая головка имеет индивидуальный привод вращения шпинделя, оси шпинделей могут перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также устанавливаться под определенным углом.
Продольную подачу продольно-фрезерного станка имеет стол, поперечную — вертикальные фрезерные головки, а вертикальную — боковые. Все фрезерные головки имеют общий привод подач.
Таблица 10.2. Технические характеристики бесконсольного вертикально-фрезерного станка модели 6А54
| Показатель | Величина | |||||||||||||
| Класс точности станка | H | |||||||||||||
| Габаритные размеры рабочей поверхности стола (ширина х длина), мм | 630х1600 | |||||||||||||
| Перемещение стола по оси X, мм | 1000 | |||||||||||||
| Перемещение стола по оси Y, мм | 600 | |||||||||||||
| Частота вращения шпинделя минимальная/максимальная, об/мин | 25/1250 | |||||||||||||
| Электродвигатель главного движения: мощность, кВт | 13 | |||||||||||||
| Число инструментов в магазине | 12 | |||||||||||||
| Габаритные размеры станка с электрооборудование (длина х ширина х высота), мм, не более | 3315х4205х400 | |||||||||||||
| Масса станка (без системы ЧПУ, гидростанции и электрошкафа), кг | 13000 | |||||||||||||
На рис. 10.6 представлена компоновочная схема продольно-фрезерного станка.
Рассмотрим продольно-фрезерный станок модели 6М610 который предназначен для комплексной обработки корпусных деталей из черных и цветных металлов, а также некоторых видов пластмасс методом фрезерования, сверления и растачивания. Станок состоит из продольно-подвижного стола и неподвижного портала. Такая компоновка обеспечивает высокую жесткость станка, что позволяет вести как черновую, так и чистовую обработку деталей, а также сохраняет точность станка в период длительной эксплуатации Станок оснащен вертикальной фрезерно-расточной ползунковой бабкой и накладной универсальной торцовой поворотной (через 90°) головкой, что позволяет обработать деталь с пяти сторон за одну установку. Установка крепления торцовой головки механизирована Станок имеет устройство цифровой индикации и автоматического переезда рабочих органов по преднабору.
Технические характеристики продольно-фрезерного станка модели 6М610 приведены в табл. 10.3.
Рис. 10.6. Компоновочная схема продольно-фрезерного станка:
а — вид сбоку; б — вид спереди: А — длина рабочей поверхности стола; Б — ширина стола; В — расстояние между горизонтальными шпинделями; Н — расстояние от рабочей поверхности стола до оси горизонтального шпинделя; Н1 — расстояние от рабочей поверхности стола до оси вертикального шпинделя; С — расстояние между горизонтальными бабками; К — расстояние от рабочей поверхности стола до вертикальной бабки
Таблица 10.3. Технические характеристики продольно-фрезерного станка модели 6М610
Отправить ответ