При виготовленні різних деталей з металу практично неможливо обійтися без використання фрезерних верстатів. Що зручно, фрезерний верстат для робіт по металу однаково успішно використовується і в виробничих умовах, та в домашніх майстерень. Слід зазначити, що обладнання даної категорії є найбільш поширеним в сфері металообробки.
Широкоуніверсальний фрезерний верстат по металу
Практично всі модифікації фрезерного обладнання працюють за схожим принципом і мають схожу конструкцію. Відмінності моделей таких верстатів можуть полягати в їх функціональності, яка формується за рахунок додавання в їх конструкцію додаткових вузлів і систем.
Різновиди фрезерних верстатів
Перелічимо основні типи фрезерних верстатів, кожен різновид яких часом досить значно відрізняється від своїх побратимів і має масу відмінностей в конструкції і в робочому призначення.
Вертикально-фрезерні
Досить поширеним типом верстатів даної категорії є вертикально-фрезерний верстат. Робочими інструментами для таких верстатів є фасонні, циліндричні, кінцеві фрези, також можна виконувати і операції свердління. Вертикально-фрезерний верстат дозволяє виконувати наступні технологічні операції: обробку зубчастих коліс і різних пазів, кутів, рамкових елементів, вертикальних і горизонтальних поверхонь на деталях, виконаних з різних металів.
Вертикально-фрезерний верстат без консолі
Фрезерні верстати даного типу не мають в своїй конструкції консолі, а їх робочий стіл пересувається по напрямних, розташованим на станині обладнання. Верстат вертикального типу завдяки особливостям своєї конструкції відрізняється високою жорсткістю, що дає можливість обробляти на ньому деталі з металу з високим рівнем якості. Коробка швидкостей подібного фрезерного верстата розміщується в голівці шпинделя.
Вертикально-фрезерні верстати діляться на дві категорії, що відрізняються наявністю в конструкції консолі. Їх найменування відповідно:
- беськонсольниє вертикально-фрезерні верстати;
- вертикальні консольно-фрезерні верстати.
Фрезерний верстат по металу з консоллю відрізняється тим, що його шпиндель і гільза можуть переміщатися щодо осі обладнання. Відмінності в їх конструкції можна наочно оцінити на фото.
Консольно-фрезерна модифікація
Горизонтально-фрезерні
Горизонтально-фрезерний верстат примітний тим, що його шпиндель розташовується в горизонтальній площині. Обладнання цієї групи дозволяє обробляти деталі, які мають невеликі габаритні розміри. Універсальність даного верстата забезпечується за рахунок того, що в якості робочого інструменту на ньому використовуються фрези кінцевого, циліндричного, фасонного, торцевого і кутового типу. Горизонтально-фрезерний верстат в своїй стандартній комплектації не дає можливість виконати обробку деталі по гвинтової поверхні, для цього його необхідно оснастити допоміжними пристроями.
Горизонтально-фрезерний верстат
Пристрій верстатів горизонтально-фрезерної групи дозволяє встановлювати їх робочий стіл паралельно, а також перпендикулярно до осі шпинделя. Всі робітники і силові вузли даного обладнання розміщені на станині, а коробка швидкостей, завідуюча швидкістю обертання шпинделя, розміщена в її внутрішній частині.
Свердлильно-фрезерні
Верстати, що відносяться до категорії свердлильно-фрезерних, призначені для обробки не тільки горизонтальних і вертикальних поверхонь, але і похилих. Ще з їх допомогою обробляють пази великогабаритних деталей.
Такий фрезерний верстат по 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 і те, що його робоча головка може функціонувати в реверсному режимі.
Свердлильно-фрезерний верстат (беськонсольниє)
Через свою універсальність, обумовленої можливістю проводити дві найбільш затребувані операції, такі верстати є досить вигідними з економічної точки зору, а також в плані економії місця на виробничій території. Мати вдома такий верстат також мало хто з домашніх майстрів відмовиться, так як такий апарат об’єднує в своїй конструкції відразу кілька ефективних і корисних пристроїв.
універсальні
Такі верстати для роботи по металу дуже зручно використовувати для оснащення приватних цехів або дрібних майстерень, що спеціалізуються на ремонтно-механічних роботах. Універсальні верстати дозволяють виконувати обробку горизонтальних і вертикальних площин, а також поверхонь спірального типу і штампів.
Універсальний фрезерний верстат
Такий верстат по металу відрізняється рядом конструктивних особливостей: вузол шпинделя, коробка, а також основні вузли розташовуються у внутрішній частині станини. В конструкції верстата передбачені вертикальні і горизонтальні напрямні, по яких 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 володіють навіть найскладнішої конфігурацією.
Настільні
Таке досить компактне обладнання, встановлене будинку, в майстернях навчальних закладах і в невеликих виробничих цехах, дозволяє виконувати різні технологічні операції: нарізати різьблення, свердлити отвори, виконувати обробку всіляких деталей і матеріалів різними видами фрез та інше.
Обробка заготовок на фрезерних верстатах такого типу відрізняється непоганою точністю, так як їх конструкція має виняткову жорсткістю (зрозуміло, при грамотній установці). Відрізняються такі консольно-фрезерні верстати і високою продуктивністю, що дає можливість використовувати їх для виробництва виробів серійними партіями. Незважаючи на свою високу продуктивність і широку функціональність, такі верстати відрізняє низьке енергоспоживання і компактні розміри, що дозволяє зручно розміщувати їх навіть на невеликій площі.
Настільний фрезерний верстат
Фрезерні з ЧПУ
Такого роду пристрої активно використовуються у всіляких сферах промисловості на масовому виробництві високоякісних деталей. Верстати з ЧПУ високопродуктивні і здатні забезпечити неперевершену якість не в єдиному екземплярі, а на потоці, що робить їх незамінним обладнанням на будь-якому серйозному виробництві. Відмінності таких верстатів від всіх інших різновидів фрезерних верстатів настільки значно, що вимагають докладного розбору в окремій статті.
Верстати з ЧПУ, які обробляють деталі з різних металів з високою продуктивністю і точністю, мають один великий недолік: пристойну вартість, але його повністю компенсують такі позитивні фактори:
- зниження потреби в кваліфікованих фахівцях на виробництві;
- висока продуктивність щодо верстатів з ручним керуванням;
- зниження терміну виробничих циклів;
- прискорення переходу на виробництво нової продукції.
Фрезерний верстат з ЧПУ
Фрезерні обробні центри з ЧПУ
Відмінність таких пристроїв від попереднього виду фрезерних верстатів полягає в ще більшій універсальності, ще більш високої точності і швидкості роботи. Спектр робіт, які під силу виконати таких пристроїв, включає в себе величезний список операцій і процесів, які затребувані на самих високотехнологічних і відповідальних виробництвах. Сучасне програмне забезпечення для обробних центрів виробляють великі світові компанії. Детально робота обробних центрів буде розглянута в окремій статті.
5-осьовий фрезерний обробний центр з ЧПУ
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. Так само як і інші види фрезерних верстатів, моделі з ЧПУ можуть виконувати різні технологічні операції по металу: свердління, зенкування, розточування і ін.
Настільний верстат з ЧПУ
широкоуниверсальні
Маючи в розпорядженні такий верстат, можна виконувати будь-які види фрезерних операцій практично з будь-яким матеріалом. Якщо порівнювати горизонтально-фрезерний верстат і апарат широкоуніверсальний типу, то його основною відмінністю є те, що в його конструкції передбачена додаткова шпиндельная головка, яка встановлюється на спеціальному рухомому хоботі і має можливість повертатися під будь-яким кутом по відношенню до оброблюваної деталі.
Що зручно, обидва шпинделя такого верстата можуть обробляти деталі як спільно, так і в автономному режимі. На поворотній голівці також може бути встановлений ще одна накладна фрезерна головка, за допомогою якої можна виконувати обробку деталей з металу ще більш складної конфігурації — свердлити, розточувати, зенкеровать та інше.
Широкоуніверсальний фрезерний верстат
Також зустрічаються моделі широкоуніверсальних верстатів, які не мають в своїй конструкції консольної панелі. Замість неї встановлена ??каретка, яка пересувається по вертикальних напрямних. На вертикальні санчата даної каретки можна різні пристосування (наприклад, ділильний стіл). Такі верстати стоять трохи дешевше, але також здатні виконувати досить великий перелік технологічних завдань.
Підбираючи верстат фрезерної групи, перш за все необхідно визначитися з тим, для чого він потрібен. Подібний підхід до вибору обладнання дасть вам можливість придбати його в повній відповідності зі своїми потребами, а також не переплатити за ті функції, які вам ніколи не знадобляться.
Принцип роботи фрезерних верстатів
Практично всі фрезерні верстати працюють за однаковим принципом. Відмінності можуть бути тільки в їх функціональні можливості.
Основні елементи фрезерного верстата
Основними конструктивними елементами таких верстатів є: несуча станина, робочий стіл, притискні елементи, цанга і цанговий патрон, в якому закріплюється робочий інструмент, портал з закріпленим на ньому шпинделем, який має можливість переміщатися, приводний електродвигун.
Робочим інструментом будь-якого фрезерного верстата є фреза, конструкція і розміри якої залежать від того, якої конфігурації деталь підлягає обробці. Робочий інструмент закріплюється в цангові патрони за допомогою хвостової частини, а обертання йому передається від приводного електродвигуна через систему передач. Основним призначенням фрези є зняття зайвого шару металу з заготівлі, в чому, власне, і полягає суть обробки на такому верстаті.
Шпиндель верстата розміщується на рухомому порталі, переміщеннями якого управляють спеціальні контролери, якщо мова йде про обладнання з ЧПУ. Електронна система такого обладнання включає в себе контролери ЧПУ (числове програмне управління), допоміжні елементи системи і сполучні деталі. Принцип роботи моделей верстатів з ЧПУ полягає в наступному: спеціальна програма зчитує креслення деталі, яку необхідно отримати в результаті обробки, формує електронні команди, які передаються на робочий орган верстата.
На окрему увагу заслуговують широкоуниверсальні верстати, які представляють собою гібрид моделей горизонтального і вертикального типу. У їх конструкції також є цанга, цанговий патрон і затискачі, але коробка передач таких верстатів передає всі рухи від одного електродвигуна. Їх відмітною особливістю є наявність ручного режиму, за допомогою якого можна контролювати роботу ходового блоку.
Приклад кінематичної схеми (консольно-фрезерний верстат)
Додаткові елементи мають в своїй конструкції п’ятикоординатне фрезерний верстат по металу і гравировальное обладнання. Таке обладнання має додатковими затискними елементами, які дозволяють встановити на ньому гравіровщіка. Інструмент такого обладнання обертається за рахунок карданного валу, яким він безпосередньо з’єднаний з електродвигуном.
Найпростішими за своєю конструкцією є ручні фрезерні верстати по металу. Таке обладнання має невисоку потужністю, а його конструкція складається з цанги з цанговим патроном, ротора, головки приводу і електродвигуна. Природно, 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 становить не більше 10 000 годин. Найбільш слабкими вузлами в такому обладнанні, які першими виходять з ладу, є цанга і цанговий патрон, притиски, приставка і шпиндель. Але його невисоку надійність і довговічність цілком компенсує низька вартість. Купувати його є сенс в тому випадку, якщо користуватися ним ви плануєте нерегулярно.
вартість верстатів
Класифікація фрезерних верстатів по їх вартості досить обширна. Природно, найдешевшими в цьому списку є моделі китайських виробників. Можна ще більше заощадити на придбанні такого обладнання, якщо купувати його НЕ через посередників, а безпосередньо у виробників. Що зручно, виробники з Китаю пропонують як найпростіші ручні верстати, так і професійні, оснащені ЧПУ. Якщо розглядати мінімальну вилку цін, то вона варіюється в межах 7000-35000 рублів.
Китайський настільний свердлильно-фрезерний верстат Triod MMS-20E (вартість близько 60 тисяч рублів)
Досить дорого вам обійдеться вертикальний верстат, вартість такого обладнання починається від 20000 рублів. Причому за цією ціною ви придбаєте верстат з найпростішої комплектацією: цанга і цанговий патрон, притиски, приставка, шпиндель.
Якщо ви зберетеся придбати для свого виробничого підприємства широкоуніверсальний верстат, то готуйтеся до того, що ціна такого обладнання починається від 250000 рублів. Фрезерні верстати для роботи по металу, які оснащені ЧПУ, стоять, 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 вартості.
Хороший варіант заощадити на придбанні фрезерного верстата — це придбати стару модель. До слова сказати, якісне обладнання серійних моделей (наприклад, ТВ-3 або ТВ-6) можна придбати за вартістю, починаючи від 20000 рублів. Пояснюється така невисока ціна тим, що промислові підприємства, оновлюючи свою технічну базу, розпродають старі верстати за ціною, що відповідає 20-30% початкової вартості.