Что такое фрезер и для чего используется

Ремонт коробки скоростей фрезерного станка.

Этапы ремонта коробки скоростей фрезерного станка

Важным рабочим элементом фрезерного станка является коробка скоростей – основной приводной механизм, передающий движение от электродвигателя. Ремонт коробки скоростей – трудоёмкий процесс, который может осуществляться как единичная операция, так и входить в комплексный капитальный ремонт фрезерных станков . Осуществляется ремонт в строго технологической последовательности и разбит на несколько этапов.

Техническое обоснование разборки и ремонта фрезерного станка

В процессе эксплуатации фрезерного станка могут выявиться признаки износа коробки скоростей, то есть утраты ею изначальных эксплуатационных качеств. Это может выражаться в сбое работы всего механизма или отдельных его узлов. Необходимость и целесообразность ремонта коробки скоростей определяется специалистами, осуществляющими техническое обслуживание станка.

Подготовка к ремонту коробки скоростей фрезерного станка

Перед тем, как начать ремонт коробки скоростей, специалист должен ознакомиться с технической документацией станка, указывающей на взаимодействие узлов каждого агрегата и их назначение

Особенное внимание нужно обратить на способы крепления отдельных деталей. Визуальный осмотр ремонтируемого узла, с целью выявления видимых дефектов, проводиться перед его разборкой

Составляются порядок, схема и технологическая метода, по которым будет произведены разборка, ремонт и сборка коробки скоростей.

До начала разборки, станок отключают от электропитания, освобождают площадку от вспомогательных механизмов и деталей, очищают сам станок от стружки, пыли, смазочных материалов и охлаждающей жидкости.

Разборка коробки скоростей на фрезерный станок

Разборка коробки скоростей – является важным этапом ремонтных работ. Необходимо знать, что вскрытие, частичный или полный разбор коробки нарушает плотность соединений. Производить демонтаж частей узла нужно с помощью специального инструмента. Следует следить за тем, чтобы в ходе демонтажа деталей не происходило перекосов, заклинивания или деформации сборных элементов ремонтируемого узла. При необходимости, для отделения отдельных частей механизма с усилием, можно применить удары молотком, но не напрямую по детали, а по промежуточным подставкам из дерева или мягкого металла.

Процесс начинают со съёма защитного кожуха, отсоединения коробки от шпиндельной бабки или передачи/муфты, которыми связана коробка со шпинделем. Так же следует убрать защитные ограждения и крышки для доступа к сборочным единицам.

Демонтируют реверсивный электродвигатель, клиноременную и зубчатую передачи, многодисковую электромагнитную муфту. Расположение взаимопараллельных деталей фиксируют с помощью впрессовки штифтов.

По ходу разборки ремонтируемого узла, демонтируемые детали маркируются и складываются в отдельные ёмкости. Маркировка производиться на нерабочих торцах деталей цифровыми обозначениями, которые дублируются на схеме. Это облегчает в дальнейшем процесс сборки узла.

Выявление нерабочих частей

После демонтажа всех деталей, производиться их очистка, промывка. Это позволяет выявить скрытые дефекты, сколы, трещины. Производиться дефектация деталей – оценка состояния частей, определение уровня их износа, с последующей сортировкой.

Ремонт и сборка

Следующий этап – замена нерабочих, восстановление изношенных деталей и подгонка их под ремонтируемый узел. Последующая сборка коробки скоростей осуществляется согласно схемам, составленным в ходе разборки, строго соблюдаются последовательность и нумерация деталей. Проверяются крепления, устанавливаются защитные приспособления.

Подготовка к эксплуатации коробки скоростей на фрезерный станок

После восстановления, необходимо произвести монтаж коробки скоростей на фрезерный станок, подключить её к плунжерному насосу, обеспечивающему смазку деталей. Возможно, понадобиться дополнительная регулировка коробки скоростей.

Произвести комплексный ремонт станка в Ярославле могут квалифицированные специалисты нашей .

Возможности копировально-фрезерного оборудования

Станки копировальной группы относятся к оборудованию с фрезами. Отличный вариант, когда обрабатываются детали, имеющие поверхности с объёмом, определёнными плоскостями. Такая конструкция позволит без проблем выполнять гравировку так называемых фасонных изделий, с нанесением надписей, узоров. Фрезерные работы предполагают лёгкую обработку дерева с металлом.

Инструменты по металлам комплектуются частью с резаками, на основе разных материалов. Благодаря чему становится допустимой обработка различных основ:

• Чугунная.
• Стальная, разных сортов.
• Металлическая, цветная.

Одна из сфер применения – крупно- и мелкосерийное производство деталей, обладающих различными характеристиками.

Копировальные станки способны выполнить операции, недоступные для владельцев обычных универсальных приборов. Основной принцип работы – копирование, при котором используются шаблоны. Даже обработка форм высокой сложности проходит без человеческого фактора. Параметры геометрического плана у деталей остаются одинаковыми. Крупные партии с деталями производятся и на основе одного шаблона.

На станке устанавливаются специальные копиры, чтобы результат работы был ещё точнее.

Какие еще бывают фрезерные станки?

Также существуют и другие виды станков — горизонтальные, сверлильные, настольные. Они выполняют те же функции, что и вертикально-фрезерные конструкции, а используются они также в основном для обработки изделий или конструкций. Однако они могут иметь отличия — дополнительные узлы или агрегаты, направление обработки, наличие вспомогательных обрабатывающих блоков.

Горизонтально-фрезерные

У таких станков шпиндель располагается не в вертикальной, а в горизонтальной плоскости, что обуславливает другой способ обработки деталей. Горизонтальные установки отлично подходят для работы с небольшими объектами на основе металла, дерева или пластика. Горизонтальное расположение крепления позволяет применять дополнительные режущие фрезы (цилиндрические, фасонные, торцевые, угловые). На горизонтальные станки можно поставить вспомогательное оборудование, позволяющее выполнять обработку винтовых и наклонных поверхностей, что делает их практически универсальными.

Сверлильно-фрезерные

Сверлильно-фрезерные установки используются для сверления металлических, деревянных, пластиковых, керамических изделий. Важная особенность — необычное расположение обрабатываемого инструмента, поэтому с помощью такого станка можно сверлить наклонные отверстия, обрабатывать пазы крупногабаритных изделий. Головка-сверло может вращаться как в прямом, так и обратном направлении, что заметно упрощает работу с таким станком. Сверлильно-фрезерные установки сегодня пользуются большим спросом как в крупной, так и в мелкой обрабатывающей промышленности, а также в сфере домашней обработки металла.

Универсальные

Они могут обрабатывать детали любых размеров и формы, а при необходимости деталь во время обработки можно наклонить под любым углом к рабочему инструменту. Еще одно конструктивное отличие — шпиндель, стол, стол-цилиндр располагаются внутри полой станины, а все электрические агрегаты вынесены наружу. Универсальные фрезерные станки обычно применяются в небольших и средних мастерских. Также их широко применяют на крупных металлургических и обрабатывающих заводах.

Настольные

Настольные установки представляют собой облегченные версии вертикальных, горизонтальных, универсальных или сверлильных станков. Их главное отличие заключается в более компактных размерах — а во всем остальном они повторяют оригинальные модели (размеры, строение, расположение основных узлов). Настольные станки часто покупают для нужд школ, училищ, техникумов и других учебных заведений технической ориентации. Преимущества настольных систем — низкое энергопотребление, неплохие технические свойства, компактность.

Широкоуниверсальные

Главная конструктивная особенность широкоуниверсальных фрезерных станков — наличие дополнительного шпинделя у становленным режущим инструментом. Шпиндели могут работать как совместно, так и автономном режиме. Головки со шпинделем обычно ставятся на подвижных хоботах, которые можно перемещать во всех основных направлениях. Для управления обычно применяются панели ЧПУ, позволяющие автоматизировать процедуру обработки. Широкоуниверсальные модели могут работать практически со всеми материалами, которые обладают высокой твердостью.

Зачистку можно выполнять с помощью различных фрезов — угловых, фасонных, цилиндрических, наклонных. Широкоуниверсальные модели применяются для сверления, зенкерования, растачивания или зачистки поверхностей. Универсальные модели обычно применяются в сфере крупной металлургии. Объясняется это так:

• Высокая цена установок. Широкоуниверсальные модели имеют сложную конструкцию и оборудованы панелями ЧПУ, которые позволяют управлять устройством в автоматическом режиме. Это упрощает работу, но плохо влияет на цену (такие модели дороже обычных в 5-10 раз).
• Нужно дополнительное обучение. Если рабочий всю жизнь работал на вертикальном, горизонтальном или универсальном станке, то ему сперва придется пройти дополнительное обучение. Также ему придется дополнительно «набить руку», поскольку работать с двумя резаками поначалу не так уж легко.
• В сфере мелкой обработки потребности в таких моделях нет. Для небольших мастерских намного выгоднее обычный станок — низкая цена, небольшое электропотребление, простота применения. Покупка дорогого широкоуниверсального станка влетит в копеечку, а траты окупятся нескоро.

Принцип работы фрезерного станка с ЧПУ

Рассмотрим кратко работу станка фрезерного с ЧПУ:

1. Движение по осям X, Y, Z осуществляется двигателем, запитанным переменным или постоянным током.
2. Движение части машины выполняется путем подачи команд.
3. Все операции выполняются с помощью таких кодов, как скорость, подача, глубина резания и т. д.
4. Для каждой операции предназначен отдельный код.
5. Предусмотрена система предупреждения (индикаторы и концевые выключатели) для защиты различных операций и компонентов.

Фрезерные станки перемещают деталь относительно неподвижного инструмента или подводят фрезу к зафиксированной на столе детали в вертикальном или горизонтальном направлениях по осям X, Y и Z.

Классификация

Конструкция токарно-фрезерного оборудования изменяется зависимо от разных параметров. Например, существуют станки настраиваемые вручную и механизмы с ЧПУ. Мастера металлургии классифицируют эти машины и по ряду других параметров.

Размеры

Оборудование разделяется по габаритам. От размеров зависит то, какие заготовки можно обрабатывать с помощью станка. Существуют такие виды станков:

1. Большие — масса более 10 тонн.
2. Средние — масса 1–10 тонн.
3. Маленькие — масса до 1 тонны.

Существуют промышленные и настольные модели. К настольным станкам относятся конструкции весом до 400 кг. С их помощью обрабатываются заготовки длиной 1200 мм. Такие модели предназначены для работы с металлами, деревом. Подключаются к общей сети 220V.

Тип и привод фрезерной головки

Токарно-фрезерные станки классифицируются по конструкции фрезерного шпинделя:

• модели с противошпинделем;
• простые механизмы;
• с приводным центром;
• конструкции со шпинделем, комплектуемым С-осью.

Отдельный привод приводит в движение рабочий инструмент. Эффективность оборудования зависит от системы управления. Ручные модели предназначены для разовых работ. Аппараты с ЧПУ применяются при серийном производстве.

Токарно фрезерное оборудование с ЧПУ

По назначению и сложности

Оборудование делится по назначению:

• для обработки металла;
• для работы с деревянными заготовками.

Чтобы работать с твердыми сплавами, легирующими или высокоуглеродистыми сталями, применяют мощное оборудование. Оснастка должна быть изготовлена из прочных материалов.

Зависимо от сложности оборудования выделяют две группы станков:

1. Специализированные — станки, которые предназначены для выполнения определённых операций. Не перенастраиваются.
2. Многофункциональные — оборудование, которое устанавливается на больших предприятиях. С его помощью проводят разные технологические операции.

Станки с ЧПУ относятся к группе многофункциональных. Для их настройки и эксплуатации нужны определённые знания. Оператор следит за целостностью оснастки, чтобы предотвратить порчу оборудования, заготовок.

Универсальные

Универсальные модели отличаются от других наличием С-шпинделя. Конструкция рабочей головки имеет направляющие, по которым она передвигается в разных направлениях. Универсальные установки позволяют проводить такие технологические операции:

• торцевание деталей;
• зенкерование отверстий;
• расточка отверстий;
• сверление отверстий;
• шлифование металлических, деревянных поверхностей;
• нарезание резьбы;
• выборку пазов;
• долбежку углублений;
• обработку зубьев.

Благодаря этому изготавливаются детали сложной формы. Модели с ЧПУ выполняют любые операции с высокой точностью. При работе станков подвижные элементы перемещаются с помощью заданной программы. Современные модели оборудуются датчиками сохранения заданных габаритов, расхода мощности, перегревания.

Универсальный токарно-фрезерный станок

Разновидности фрезеров

Ручные станки делятся на четыре вида:

• верхние;
• кромочные;
• ламельные;
• комбинированные.

Большинство ручных фрезеров – универсальные или верхние – оснащены лифтом для опускания-поднятия фрезы относительно обрабатываемой поверхности. Используются для решения десятков задач. Погружные модели можно опускать и поднимать с вращающейся фрезой.

Классическая модель

Кромочный фрезер – маломощное компактное устройство для снятия фасок и профилирования кромок – придания им круглой или сложной формы. Он применяется для формирования декоративных желобков на плинтусах, наличниках, карнизах. Оснащается малогабаритной подошвой, позволяющей маневрировать и помещаться в ограниченном пространстве, на узких поверхностях.

Благодаря небольшому весу и размерам его комфортно удерживать одной рукой. Часто подошва станка поворачивается для расширения списка выполняемых им задач.

Для обработки кромок

К кромочным относятся кромочно-петлевые фрезеры – адаптированы под выборку пасов под петли.

Ламельный или присадочный фрезер – узкоспециализированный инструмент. Выглядит как УШМ или болгарка с подошвой. В качестве режущего инструмента применяется пильный диск. Его задача – исключительно пазов или пропилов в виде полумесяца для установки ламелей при соединении деталей для склейки щитов. Ламельный фрезер может применяться для выборки четвертей. В качестве режущего инструмента используется тонкая дисковая фреза – пила.

Присадочный

Комбинированный фрезер – оснащается несколькими подошвами или базами наиболее распространены модели с тремя базами:

• наклонная – для фрезерования под углом;
• погружная – позволяет шустро изменять глубину погружения фрезы, в том числе без её остановки;
• кромочная – миниатюрная, предназначенная для обработки кромок изделий.

Комбинированный

Металл

Для обработки металлов используют промышленные стационарные станки, в том числе с ЧПУ и ЧПУ 3D. Последние отличаются тем, что могут сделать деталь полностью за один раз. Если на простых станках приходится часто менять положение заготовки, или использовать разные станки, то современный станок  ЧПУ 3D  может вырезать деталь сразу, согласно заложенной программе. Выпускаются десятки разновидностей таких станков и сотни видов различных фрез.

Сталь

Прочный металл, когда требуется снять значительную толщину, это делается понемногу за несколько проходов. Изготовление одной сложной детали на станках ЧПУ 3D  может занимать много времени.

Пример деталей, которые изготавливают на таких станках из стали и сплавов:

Мягкие металлы: алюминий, латунь

Алюминий, латунь, медь, бронза относятся к мягким металлам и сплавам. Обрабатываются таким же способом на тех же станках, что и сталь. Единственное отличие – выше скорость обработки, за один проход возможно снять более толстый слой, чем у стали. Меньше изнашиваются фрезы.

Титан

Обработка титана несколько отличается. Этот металл плохо поддается обработке. Из-за высокой химической активности титан налипает на резец, что тормозит работу и изнашивает фрезу. Титан плохо проводит и отводит  тепло, потому место реза быстро перегревается. Этот металл режут с обязательно подачей СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость), иногда под давлением.

Керамогранит и мрамор

Эти материалы, кроме прочности, обладают высокими абразивными свойствами – способностью быстро стирать фрезу

Поэтому для их обработки важно использовать специальные фрезы:

• поликристаллические алмазные;
• прессованные (цельноспеченные) алмазные;
• с алмазным напылением;
• твердосплавные (никель, карбид вольфрама, кобальт).

Работа станка ЧПУ по камню:

Оргстекло

Относится к мягким материалам. Возможна обработка универсальными фрезами (дерево, пластик, оргстекло) или специальными. Главная проблема при резке – плавление материала и склонность к растрескиванию. Поэтому:

1. Фреза должна быть острой, тупая из-за сильного трения склонна к перегреву.
2. Требуется выбрать оптимальные обороты фрезы.
3. Чтобы избежать трещин, материал снимают тонкими слоями.

ЦСП (цементно-стружечная плита)

Этот материал не относится к отделочным. Иногда его применяют как внутристеновой в каркасном строительстве или как утеплитель на потолочных перекрытиях. Структура грубая и рыхлая. Поэтому при монтаже, фрезеровка ЦСП практически не требуется. Иногда в ЦСП вырезают монтажные ниши (круглые под электро розетки, включатели, прямоугольные под коммуникации и т.д). Для этого используются твердосплавные коронки на дрелях, диски по камню на УШМ, лобзики и пилки с алмазным напылением.

ЦСП фрезеруют во время производства на промышленных станках. Это один из этапов технологии. Как это происходит, можно увидеть на следующем видео:

Гипсокартон

Это мягкий материал. При монтаже фрезеруют ручным фрезером, а кромку срезают обычным рубанком по гипсокартону. Применяются любые фрезы, устойчивые к истиранию гипсом. В листах гипсокартона часто приходится делать длинную выборку (пазы) например, когда нужно утопить в них несущую планку. Так же требуется монтажные ниши и проемы под электрику, провода, коммуникации. Как фрезерует гипсокартон, полно и наглядно показано на следующем видео:

Выше описаны способы фрезерования в общих чертах, с некоторыми моментами. Узкая специализация каждой технологии несравнимо обширнее. Фрезерованию металла посвящены учебники и научные работы. Практические навыки работы с ручными фрезерами также изложены в многочисленных источниках. В целом, фрезерование – это вид обработки материалов, который позволяет сделать практически любую деталь, и без которого трудно представить современную цивилизацию.

Фрезеры

В классификации фрезерных станков отдельное место отводится консольно-горизонтальным и универсальным агрегатам. Указанные модификации позволяют обрабатывать горизонтальные и вертикальные поверхности под любым углом, а на «универсалах» с поворотным столиком имеется возможность фрезеровать винтовые и зубчатые детали с максимальной точностью. Расширяют технологические операции указанных станков всевозможные насадки по типу унифицированных головок и прочих приспособлений.

Консольные модификации отличаются от вертикально-горизонтальных версий тем, что оснащаются поворотом стола относительно собственной оси. Многофункциональные аппараты обеспечены специальным хоботом на остове, который агрегирует с головкой шпинделя и прочими конструктивными элементами. На таком оборудовании производят операции по обработке чугуна, стали, цветных металлов. Консоль располагается на вертикальных направляющих элементах, которые удерживают салазки с продольной плитой и соответствующими деталями, служащими для горизонтальной обработки материала.

Классификация фрезерных станков

Основными видами фрезерных станков являются следующие модели:

1. Горизонтально-фрезерные станки . В агрегатах присутствуют горизонтальный шпиндель и консольный рабочий стол. Назначением выступает обработка небольших и нетяжелых изделий.
2. Вертикально-фрезерные станки . Ось инструмента в конструкциях проходит по вертикали. Есть рабочая консоль. В работу принимаются заготовки с небольшим весом и компактными размерами.
3. Универсальные фрезерные станки . В конструкцию включены поворотный стол и дополнительные устройства, что позволяет существенно расширить список выполняемых фрезерных процессов.
4. Широкоуниверсальные фрезерные станки . Аппараты оборудованы поворотной шпиндельной головкой и дополнительными приспособлениями, позволяющими максимально охватить весь перечень фрезеровочных действий.
5. Бесконсольные фрезерные станки . Производятся с вертикально перемещающимся шпинделем, перемещения стола — продольно-попереченые, что по траектории напоминает крест. Консоли нет, деталь крепится на жесткое основание. Выполняют работу с крупногабаритными и тяжелыми заготовками.
6. Продольно-фрезерные станки . В конструкцию входит совершающий продольное движение стол, а движения шпиндельной бабки являются поперечными, вертикальными или под углом.
7. Карусельные фрезерные станки . Относятся к агрегатам с непрерывным действием, функционируют по принципу многопозиционного процесса. Оборудованы одним или несколькими вертикальными шпинделями.

Виды фрезерных станков

вертикально-фрезерный станок

Обработка дерева и металлу возможна на станках следующих разновидностей:

• универсальные и широкоуниверсальные;
• бесконсольные;
• горизонтальные;
• копировальные;
• вертикальные;
• с мобильной кареткой;
• карусельные.

Универсально-фрезерные

Они рассчитаны на работу с небольшими, легкими заготовками из дерева любых форм. Выполняют пазы, обрабатывают угловые и винтовые поверхности, совместимы с любыми типами фрез. Чтобы обработать поверхности, разделенные на части, используются дополнительные делительные устройства.

Консольные модели оснащены поворотной плитой, установленной на салазки. Столешница передвигается в горизонтальной плоскости по направляющим, расположенным на плите. Шпиндель имеет горизонтальное расположение. Оправка фиксируется в шпинделе и поддерживающей серьге, которая поддерживается хоботом.

Широкоуниверсальные станки дополнительно оснащаются вторым шпинделем, который перемещается в двух плоскостях.

Вертикальные

Шпиндельная головка на таком оборудовании размещается вертикально. В ряде устройств с расширенным функционалом шпиндель вращается и перемещается в горизонтальной плоскости. Консоль перемещается в плоскости и вертикально. Современная оправка стандарта ISO-40 или конус Морзе удерживает инструмент. При работе с фрезой дискового типа устанавливают оправку такой конструкции, как на горизонтальных станках.

Бесконсольные

Используются для работы с большими заготовками из дерева и металла, обрабатывают поверхности в любых направлениях. В схеме не предусмотрена консоль, поэтому передвижение столешницы и салазок обеспечивается направляющими станины, расположенной на плите-основании. Очень жесткая и прочная конструкция позволяет точно обрабатывать массивные заготовки. Роль коробки скоростей выполняет шпиндельная головка, она передвигается в вертикальном направлении по рельсам колонны. Дополнительно для детальной настройки резаков шпиндель и оправка перемещаются по оси.

Продольно-фрезерные

Бывают 1- и 2-стоечными, предназначены для работы с большими заготовками из дерева, совместимы с фрезами любых видов. 2-стоечные станки оснащаются четырьмя шпинделями.

Портал представляет собой поперечину и пару вертикальных колонн. По ним передвигаются 2 приводные головки и траверса. Вторая пара приводных головок перемещается по рельсам траверсы.

Карусельные

Особенность конструкции в круглой, постоянно вращающейся рабочей столешнице с закрепленной деталью. Вертикальный шпиндель может обрабатывать заготовку из дерева без перерывов.

Копировальные

Самое современное оборудование, работающее под управлением ЧПУ. Перед началом работы образец «ощупывается» особым устройством, после чего под контролем программы создается его точная копия.

Достоинства

Мини-фрезеры с программным управлением используют как индивидуальные мастера и небольшие мастерские, так и промышленные предприятия. Такое распространение они получили вследствие того, что:

• Компактное оборудование удобно для обрабатывания некрупных деталей из различных материалов.
• Для эксплуатации не требуются большие помещения, мощные фундаменты, высокая мощность электрооборудования.
• Возможно получать высококачественные трехмерные узоры и изготавливать сложные по форме детали.

• Высокая точность обработки заготовок – расхождение с требуемыми размерами не более 0,02…0,05 мм.
• Для работы на станке достаточно иметь представление о технологическом процессе, освоить управление основными операциями и инструментами.
• Автоматизация обработки материалов повышает производительность труда на 20-25%. Падает себестоимость, улучшаются основные производственные показатели.
• Станки мобильны, их можно перемещать.
• Стоимость их гораздо ниже больших промышленных агрегатов.

Производители для удобства потребителей выпускают наборы для сборки настольных станков своими руками с возможностью подобрать нужную комплектацию. Это удешевляет приобретение оборудования, а в случае необходимости можно дополнительно купить недостающие составляющие, например, числовое управление для 4 оси.

Настольные фрезерные станки с ЧПУ расширили перспективы в обработке материалов для небольших предприятий, цехов и мастерских. Функциональные возможности позволяют использовать их для изготовления объемных и сложных деталей, декоративных элементов и проведения высокоточной обработки изделий. Невысокая цена делает доступной мини-станки широкому кругу потребителей – от владельцев небольших предприятий до домашних умельцев. Разместить оборудование можно даже в гараже.