Доброго времени суток уважаемые читатели.
Цилиндр, конус, шар, тор, все эти геометрические тела являются телами вращения из которых складывается множество деталей, которые можно выточить на токарном станке.
Можно при желании выточить и детали прямоугольной, квадратной, да хоть треугольной формы, всё зависит от фантазии и наличия свободного времени. Пример тому например знаменитый "куб в кубе", поделка токаря, когда много свободного времени и желания.
В токарном станке, чаще всего вращается закрепленная заготовка, а обработка, снятие необходимого размера металла, происходит уже двигающимся резцом, определенной формы, коих очень много в зависимости от поставленной задачи.
На фрезерном станке режущий инструмент-фреза, имеющий лезвия по своей окружности, вращается будучи закрепленной в шпинделе. Деталь, зажатая к столу, при помощи тисков, или других приспособлений движется вместе со столом, за счет чего и происходит обработка.
Проще говоря, если на токарном станке мы можем выточить нечто круглое, на фрезерном мы вытачиваем (правильно говорить «фрезеруем») квадратные, плоские, прямоугольные поверхности.
Шпоночные пазы, так же пример фрезерной обработки.
Помимо таких поверхностей, так же существуют фасонные, которые получаются от работы фасонной фрезы.
Зубья шестерен в единичном и мелко серийном производстве нарезают так же на фрезерном станке, специальной фрезой, но для того что бы разделить окружность заготовки на которой будут нарезаны зубья используется делительная головка.
В массовом производстве, зубья шестерен фрезеруют на зубофрезерных и выдалбливают на зубодолбежных станках.
Прототип фрезерного станка придумали ещё в 16. Веке. Леонардо Давинчи использовал некое подобие фрезерного станка, где в шпинделе был закреплен вращающийся напильник, а деталь обрабатывалась посредством её перемещения относительно напильника.
Нечто похожее на современный фрезерный станок, появилось уже в XIX веке, по имеющимся у меня данным, взятым из общедоступной литературы, изобрел американский изобретатель и владелец некоторых производств, связанных с оружием и еще чего-то Эли Уитни. Он заключил с американским правительством договор на поставку 10 000 мушкетов, для производства которых необходимо было изобретать новые станки, оборудование.
До этого производство оружия было в основном ручным, размеры отдельных компонентов и деталей прыгали из стороны в сторону и ремонт сломавшегося оружия запасными частями уже был затруднен, так как унификации между собой, мало какие образцы имели.
Изобретенный же Уитни фрезерный станок, позволял делать одинаковые запасные и основные части для оружия, работа уже была не ручная, а машинная по шаблонам.
К тому же стол, на котором закреплялась деталь, приводился в движение при помощи червячной передачи, что в отличии от ручной подачи, повышало точность и плавность подач.
Современные фрезерные станки делятся на несколько типов. Прежде всего хочу отметить существование консольных и бес консольных фрезерных станков. Отличие их, как можно понять из названия в отсутствии или наличии консоли.
Консоль- это часть станка, которая перемещается в вертикальном направлении неся на себе крестовый стол станка и давая возможность работать вертикальной подаче, а также подводить деталь к инструменту в вертикальной координате.
Консольно-фрезерные станки наиболее распространены в промышленности, однако на них нельзя устанавливать слишком тяжелые детали, кроме того они имеют пониженную точность и жесткость при высоких режимах резания в отличии от бесконсольных.
У бесконсольных фрезерных станков стол находиться не на консоли, а уже на станине, которая в свою очередь стоит на фундаменте.
Такая конструкция придает станку жесткость, возможность производить фрезерование с бОльшими подачами и глубиной резания нежели на аналогичном консольно-фрезерном. К тому же такая конструкция придает более точное расположение и перемещение стола ввиду отсутствия консоли.
Вертикальная подача, а также вертикальный подвод инструмента производиться при помощи подвижной бабки.
Похожая конструкция используется на координатно-расточных станках-особо точном классе металлорежущего оборудования для изготовления и обработки отверстий и т. д.
Привод стола бесконсольно-фрезерных станков обычно осуществляется парой «рейка-червяк»
Консольно-фрезерные станки в свою очередь бывают следующих типов:
Вертикально-фрезерный. Шпиндель такого станка расположен вертикально, фреза закрепляется в конусном посадочном отверстии шпинделя.
Фрезы используются концевые с цилиндрическим и коническим хвостовиками, торцовые, угловые(сегментные), дисковые. Для каждого вида фрез существуют свои оправки для закрепления в шпинделе станка.
Крестовый стол расположен на консоли и может перемещаться в вертикальной плоскости. Наличие консоли отрицательно влияет на жесткость всей системы.
Фрезерное устройство или шпиндельная бабка у большинства таких станков поворачивается вокруг горизонтальной плоскости, позволяя фрезеровать под углом, установленным по лимбу устройства.
На таких станках выполняются такие работы как фрезерование плоскостей, уступов, лысок, снятие габаритов, шпоночных пазов, Т-образных пазов, пазов типа «ласточкин хвост», зубчатых реек, а при использовании дополнительных устройств, таких как поворотный стол и делительная головка, возможно фрезерование многогранников, нарезание зубьев шестерен и зубчатых колес и других деталей, требующих деления.
Горизонтально-фрезерный консольный станок имеет в отличии от предыдущего шпиндель размещенный горизонтально, так же с конусным посадочным отверстием, куда можно закреплять аналогичные используемые в вертикально-фрезерном станке фрезы.
Станок отличает помимо расположения шпинделя, наличие хобота, на который одевается одна, или две серьги, для поддержки цилиндрической оправки. На оправку закрепляют в зависимости от выполняемой работы насадные фрезы с посадочным отверстием: дисковые отрезные, прорезные, червячные, модульные, цилиндрические, цилиндрические фасонные.
Стол на горизонтально-фрезерных станках чаще всего может поворачиваться вокруг своего центра относительно консоли, что дает возможности фрезерования зубчатых реек, а также при наличии привода делительной головки, нарезания винтовых канавок на заготовках для фрез, сверл, червяков, так как канавки имеют наклон и без поворота стола, получить требуемый профиль канавок было бы невозможно.
Универсально-фрезерный станок представляет собой гибрид горизонтально- и вертикально-фрезерных станков. Имеет два шпинделя и два отдельных двигателя, каждый со своей кинематикой.
Хобот станка так же выдвигается, на него вешаются серьги, в горизонтальный шпиндель вставляется оправка.
Такие станки используются в небольших мастерских и цехах, где приобретение двух станков нецелесообразно. Работы, выполняемые на таком станке аналогичны тем, что я описал выше.
Фрезерные станки непрерывного действия используются в крупносерийном и массовом производстве позволяя увеличить скорость изготовления, непрерывность технологического процесса при фрезеровании.
Во фрезерных станках непрерывного действия используется движение заготовок вместе с круглым столом или барабаном, когда во время непрерывной работы такого оборудования, детали закрепляются и снимаются без остановки станка.
Карусельно-фрезерный станок относиться к бесконсольно-вертикальным станкам, имеет круглый стол, который во время работы вращается вокруг своей оси, два и более шпинделей, один из которых для чистовой обработки, другие нужны для черновой.
При работе, заготовки, закрепленные в столе, подвергаются обработке, проходя под шпиндельной бабкой, в то время, когда уже обработанные заготовки можно снимать и устанавливать новые, не останавливая станок, что повышает производительность труда.
Барабанно-фрезерные станки представляют собой конструкцию из двух стоек, с установленным между ними барабаном, который вращается вокруг своей оси, с закрепленными на нем заготовками.
На двух стойках, установлены шпиндельные головки, перемещающиеся в продольном направлении, приводимые в движение каждая отдельным электродвигателем.
Обработка заготовок при этом происходит с двух сторон торцовыми фрезами. Закрепление и выемка готовых заготовок, происходит во время работы станка, в тот момент, когда обрабатываются другие заготовки, что, как и в случае с карусельно-фрезерным станком, позволяет сократить время на переналадку станка и увеличить производительность труда в серийном и массовом производствах.
Продольно-фрезерные станки имеют несколько шпиндельных бабок и предназначены для обработки нескольких поверхностей при подаче детали фрезами, установленными на вертикальных и боковых суппортах. Станки этого типа бывают одно- и двухстоечные. Последние более распространены, так как обладают более жесткой конструкцией и большей производительностью.
Конструкция его предусматривает установленные на станине две вертикальные стойки, на которых закреплена поперечная балка, на которой в свою очередь смонтирована шпиндельная бабка с отдельным электроприводом и кинематикой.
На вертикальных стойках так же смонтированы шпиндельные бабки, при помощи которых можно производить обработку детали «сбоку», так как шпиндели их расположены горизонтально. В зависимости от модели станка, количество шпиндельных бабок может меняться, а также на некоторых моделях предусмотрен поворот шпиндельных бабок в горизонтальной плоскости, для получения наклонных поверхностей. Траверса во время работы станка зажата и неподвижна.
Стол имеет лишь продольное движение подачи, поперечное и вертикальное имеют шпиндельные бабки.
Продольно-фрезерные станки – это оборудование высокой производительности, благодаря большим оборотам шпинделей, применения твердосплавного инструмента, большим подачам стола.
Копировально-фрезерный станок предназначен для фрезерования деталей, где требуется создать фасонную поверхность, пример тому мальтийский крест, хотя на моей памяти, один профессионал фрезеровщик, мог изготовить такой крест на обычном вертикально-фрезерном станке, просто используя две подачи одновременно.
В условиях же серийного производства, для изготовления кулачков, лопаток турбин, овальных деталей, корпусов хомутов и прочих деталей без копировально-фрезерных станков, трудоемкость изготовления таких деталей возросла бы в разы.
Копировальные станки бывают как с горизонтальным, так и с вертикальным шпинделем.
По принципу работы станки делят на способы копирования прямого и следящего действий.
По названию можно догадаться, что способ копирования прямого действия заключается в том, что передача профиля фасонной поверхности происходит непосредственно от образца или шаблона, который связан с фрезой непосредственным образом.
Копировально-фрезерные станки с принципом работы следящего действия основаны на том, что профиль шаблона повторяется уже через гидро или электро копировальное устройство и может быть исполнен в двух координатах.
Фрезерные станки, наряду с токарными составляют неотъемлемую часть современного производства, без их участия не обходиться ни одна мастерская. В наше время, особенно, что касаемо серийного и массового производств, такие обычных трудяг, как я описал, стараются заменять станками с ЧПУ, но не везде это возможно и целесообразно, поэтому станки с ручным управлением всегда будут актуальны.
