+7 (812) 708-01-32                                                                    
 
Устройство станков
СправочникМеханическая обработка

Все консольно-фрезерные станки имеют типовое устройство и состоят из ряда характерных узлов, обозначенных буквами. Основание служит опорой станков, а также используется в качестве резервуара для смазывающе-охлаждающей жидкости.

Станина является базовым узлом станка, во внутренней полости которого размещены: коробка скоростей, шпиндель, электродвигатель главного движения и аппаратура электрооборудования (в боковых нишах, закрытых дверцами). По вертикальным направляющим типа "ласточкин хвост" перемещается консоль, в верхнем направляющем пазу такой же формы подвижно установлен хобот.

Шпинделем называется жесткий пустотелый вал, на переднем конце которого устанавливаются и закрепляются фрезы. Конический участок отверстия, имеющий стандартную конусность 7:24 (разность диаметров конуса 7 мм на длине 24 мм), предназначен для установки фрез с помощью оправок или переходных втулок, а цилиндр служит для непосредственной установки крупногабаритных фрез. Поводки предусмотрены для передачи крутящего момента от шпинделя к фрезе.

Хобот в станках с горизонтальным шпинделем предназначен для поддержания свободного конца фрезерной оправки серьгой. Его вылет из станины можно регулировать и фиксировать в необходимом положении.

Консолью называется чугунная отливка коробчатой формы, внутри которой размещены: электродвигатель привода подачи, коробка подач и механизм ее переключения. Вертикальным пазом типа "ласточкин хвост" она соединяется с направляющими станины; по горизонтальным прямоугольным направляющим перемещаются салазки.

Салазки являются промежуточным узлом между консолью и столом станка. Нижним пазом салазки установлены на горизонтальных направляющих консоли и перемещаются по ним в поперечном направлении, верхний паз типа "ласточкин хвост" служит направляющей для стола.

Стол расположен на салазках и перемещается по ним в продольном направлении. На нем устанавливаются и закрепляются обрабатываемые заготовки (непосредственно или при помощи различных приспособлений). Для этой цели со стороны рабочей плоскости в нем предусмотрены продольные Т-образные пазы. С помощью консоли и салазок столу консольно-фрезерного станка можно сообщить движения подачи в трех взаимно перпендикулярных направлениях: продольном, поперечном и вертикальном.

Вертикально-фрезерные станки предназначены для выполнения различных фрезерных операций. Отличительная особенность этих станков - вертикальное положение оси шпинделя и наличие подвижной консоли, на которой расположены салазки и стол. Стол, на котором закрепляют обрабатываемую заготовку, имеет продольное перемещение по направляющим салазок. Салазки перемещаются вместе со столом в поперечном направлении по направляющим станины. Заготовка может таким образом перемещаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Коробка подач смонтирована в консоли.

Вертикально-фрезерные станки выпускаются в двух исполнениях: с неповоротным и поворотным шпинделем. В последнем случае шпиндель, смонтированный с помощью выдвижной гильзы в поворотной шпиндельной головке, может быть повернут в горизонтальной плоскости на угол до 45 в обе стороны. Гильза со шпинделем выдвигается маховиком и зажимается рукояткой. Наличие поворотного стола у горизонтальных и поворотной шпиндельной головки у вертикальных консольно-фрезерных станков еще больше расширяет их технологические возможности, так как на них можно фрезеровать винтовые канавки, наклон поверхности и скосы.

На вертикально-фрезерных станках используют в зависимости от выполняемых операций фрезы почти всех видов (фрезерные головки, концевые, модульные и др.). Инструмент устанавливают либо на оправках с коническим хвостовиком, закрепляемом в шпинделе, либо в цанговых патронах. На вертикально-фрезерных станках выполняется встречное фрезерование, при наличии устройства, компенсирующего зазор между винтом и гайкой механизма продольной подачи, возможно и попутное фрезерование.

Горизонтально-фрезерные консольные станки также предназначены для фрезерования различных поверхностей: горизонтальных, наклонных и фасонных, уступов, пазов, фасонных поверхностей и др. Ось шпинделя у станков этого типа горизонтальная. Движения подачи те же, что движения подачи заготовки на вертикально-фрезерном станке.

Универсальные станки этого вида имеют следующую отличительную особенность - стол их может поворачиваться относительно вертикальной оси на ±45. Это позволяет обрабатывать винтовые канавки на цилиндрических поверхностях с использованием делительной головки.

Широкоуниверсальные фрезерные станки имеют различные варианты установки шпинделя: в горизонтальном, вертикальном и наклонном положениях в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. На широкоуниверсальных фрезерных станках могут быть использованы фрезы различных типов - цилиндрические, дисковые, торцовые головки и др. - для обработки средних по размерам заготовок в условиях единичного и мелкосерийного производства. Эти станки оснащают большим набором приспособлений: круглыми столами, делительными головками, специальными приспособлениями.

Широкоуниверсальные фрезерные станки отличаются наличием двух шпинделей: горизонтального и поворотного. Последний смонтирован при помощи поворотной шпиндельной головки на выдвижном хоботе, внутри которого встроена самостоятельная коробка скоростей с электродвигателем. Конструкция шпиндельной головки позволяет устанавливать шпиндель под разными углами наклона в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, что значительно расширяет технологические возможности станка при обработке деталей сложной формы.

Широкоуниверсальные консольно-фрезерные станки, созданные на базе горизонтально-фрезерных, имеют добавочную вертикальную шпиндельную головку, которую можно повернуть на угол ±45 в поперечном направлении. На них можно выполнять разнообразные фрезерные операции, а также сверление, растачивание отверстий, подрезание торцов в различных плоскостях заготовки при ее неизменной установке. Поэтому их широко применяют в цехах инструментального производства.

Продольно-фрезерные станки, одностоечные и двухстоечные с одним или несколькими шпинделями, предназначены для обработки вертикальных, горизонтальных, наклонных плоскостей на заготовках большой длины (массой до 30 т) или группы заготовок одновременно в условиях серийного производства. На этих станках используют твердосплавные, оснащенные эльбором, быстрорежущие фрезы различного типа: торцовые, дисковые, цилиндрические, фасонные и др. Оптимальные режимы обработки устанавливаются бесступенчатым регулированием подачи и частоты вращения шпинделей. Станки некоторых видов работают в полуавтоматическом режиме обработки. Особенностью станков этого типа является большая длина стола - до 8 м (станок 6625).

Станки непрерывного фрезерования подразделяются на карусельно-фрезерные и барабанно-фрезерные.

У карусельно-фрезерных станков стол с заготовками (карусель) поворачивается относительно вертикальной оси с движением подачи. У барабанно-фрезерных станков заготовки закрепляют на барабане (столе), имеющем горизонтальную ось вращения. Движение вокруг оси вращения барабана является движением подачи. Эти станки применяют в условиях серийного и массового производства. Снятие обработанных заготовок и загрузка новых производят часто, не останавливая карусель или барабан.

Копировальные станки относят к специальным фрезерным станкам. Эти станки предназначены для обработки сложных контуров концевыми фрезами о копиру. Различают контурное и объемное копировальное фрезерование. Контурное фрезерование применяют для обработки замкнутых профилей с прямолинейной образующей (кулачки, шаблоны и т.п.), объемное - для получения сложных объемных поверхностей (пресс-формы, лопатки турбин и др.).

При контурном копировальном фрезеровании фрезе или заготовке сообщается одновременно движение подачи в двух взаимно перпендикулярных направлениях (продольное и поперечное) по заданной программе - профилю копира. Одно из движений подачи является задающим (продольное) и постоянным, а другое - следящим (поперечное); оно зависит от профиля копира. Результирующий профиль зависит от соотношений задающей и следящей подач, а движение подачи фрезы совпадает с движением копира и направлено по касательной к профилю копира в каждой его точке.

Объемные фасонные поверхности обрабатывают отдельными фасонными строчками (полосками). Ширина полоски равна диаметру концевой фрезы. Обработка фасонной поверхности производится последовательно в вертикальной или горизонтальной плоскостях, при этом задающее движение подачи меняет направление в конце каждой строчки.

В копировально-фрезерных станках используют различные следящие системы: механические, электромеханические, гидравлические.

Основным недостатком этих станков являются малая жесткость консоли и относительно небольшие размеры стола, что не позволяет обрабатывать крупногабаритные и имеющие большую массу детали.

Универсально-фрезерные станки отличаются от горизонтальных тем, что стол у них может быть повернут в горизонтальной плоскости на угол 45 в обе стороны. С этой целью салазки таких станков состоят из двух частей - верхней и нижней. Верхняя часть снабжена круговой градусной шкалой для отсчета угла поворота и винтовыми зажимами для фиксации углового положения.

Бесконсольно-фрезерные станки предусмотрены для обработки крупногабаритных и имеющих большую массу деталей. На них нет консоли, и стол может перемещаться только в продольном и поперечном направлениях.

Этот станок состоит из станины, по горизонтальным направляющим которой стол может перемещаться в поперечном направлении, а по направляющим - в продольном. Со станиной жестко соединены стойка с вертикальными направляющими, по которым двигается шпиндельная головка с закрепленной фрезой. Перемещением шпиндельной головки осуществляется установка фрезы на размер фрезерования.

Станки, у которых стол имеет большие размеры и может перемещаться только в продольном направлении, называются продольно-фрезерными. Они применяются для обработки крупногабаритных деталей массой до нескольких сот тонн. Как правило, такие станки насчитывают несколько шпинделей, расположенных горизонтально и вертикально. Они могут быть повернуты на угол до 30? в разные стороны, что обеспечивает обработку наклонных поверхностей и скосов.

Двухшпиндельный продольно-фрезерный станок состоит из станины, по горизонтальным направляющим которой двигается стол. К станине прикреплены стойки с вертикальными направляющими для перемещения вверх или вниз шпиндельных бабок. Для увеличения жесткости конструкции станка обе стойки соединены между собой поперечиной, по вертикальным направляющим которой вверх и вниз может перемещаться шпиндельная бабка. Заготовки, установленные на медленно и непрерывно вращающемся столе, проходят под шпинделями с торцовыми фрезами, одна из которых служит для черновой, а вторая - для чистовой обработки. За счет осевого перемещения шпинделей можно регулировать глубину снимаемого слоя металла каждой фрезой. У станков больших размеров на направляющих стойках установлена траверса, на которой монтируются шпиндельные бабки с вертикальными шпинделями.

Шпиндельные бабки могут перемещаться по траверсе в поперечном, а вместе с траверсой - в вертикальном направлениях. Каждая бабка имеет самостоятельный электродвигатель, а шпиндели могут двигаться с различной частотой вращения.

Карусельно-фрезерные станки имеют круглый вращающийся стол большого диаметра, установленный на станине. По числу шпинделей они бывают одно- и двухшпиндельные.

Эти станки имеют высокую производительность, так как обеспечивают непрерывность процесса фрезерования. Снятие обработанных деталей и установка на их место новых заготовок производится без остановки вращения стола в процессе фрезерования. Поэтому они находят широкое применение в условиях крупносерийного и массового производства.

Двухшпиндельный карусельный фрезерный станок состоит из станины, на которой смонтирован круглый вращающийся стол. По направляющим станины стол может двигаться в поперечном направлении. Со станиной жестко соединена стойка.