Сверлильно-фрезерный станок, на котором в качестве рабочего инструмента используют как фрезу, так и сверло, относится к универсальным устройствам. Благодаря этому такие станки применяются в различных сферах деятельности.
Одна из разновидностей сверлильно-фрезерного станка
Сверлильно-фрезерный станок, используемый преимущественно для обработки заготовок из металла, может быть дополнительно оснащен числовым программным управлением, что позволяет повысить качество выполнения технологических операций и точность геометрических параметров готового изделия. На сверлильно-фрезерных станках можно эффективно и точно выполнять обработку деталей с криволинейными поверхностями, правильной и неправильной формы, осуществлять точную калибровку, формировать отверстия, нарезать в них резьбу, делать канавки с гладкой внутренней поверхностью и гребни даже очень небольших размеров. Кроме того, сверлильно-фрезерные станки успешно используются для обработки элементов шлицевых и шпунтовых соединений.
Современные производители, занимающиеся выпуском подобных станков, предлагают большое разнообразие их модификаций. Высокотехнологичными считаются модели сверлильно-фрезерных станков, оснащенные системами ЧПУ. Такие модели, кроме высокой точности и максимальной производительности, удобны еще и тем, что при обработке на них минимизируется влияние человеческого фактора.
Большой популярностью пользуются станки, которые могут устанавливаться и фиксироваться на плоской поверхности из металла при помощи магнитной подошвы. Подошва позволяет закрепить станок не только на поверхности металлического рабочего стола, но и непосредственно на обрабатываемой заготовке, если площадь ее поверхности позволяет это сделать.
Как они устроены?
Любой Сверлильно-фрезерный станок по металлу вне зависимости от модификации и комплектации имеет несколько стандартных узлов, которые и определяют его возможности.
Основание
Разновидность основания зависит от самого сверлильно-фрезерного станка . Если это настольный вариант, то основание низкое и плоское. Если сверлильно-фрезерный станок напольный – основание в виде тумбы. Внизу основания могут быть ребра жесткости. Рабочий стол такого станка является объемной конструкцией с повышенными параметрами надежности.
Колонна
Колонна двигается по направляющим. Они закреплены на литой станине. Колонна сверлильно-фрезерного станка состоит из верхней и нижних частей, которые соединены между собой. По самой колонне перемещается сверлильная головка. Здесь же расположен суппорт со шпинделем.
Суппорт
За счет движения суппорта по колонне происходит вертикальное перемещение инструмента, горизонтально шпиндель двигается за счет направляющих суппорта перпендикулярно столу. При помощи патрона к шпинделю крепится инструмент, фрезы и сверла.
Электродвигатель
Сверлильно-фрезерный станок может быть оборудован одним или двумя электродвигателями. Они осуществляют вертикальное и горизонтальное перемещение шпинделя. Двигатель совмещен с шариковой винтовой передачей при помощи муфты, обычно разрезной.
Вращение от электродвигателя к шпинделю производится через шкивы и зубчатый ремень. В зависимости от типа оборудования возрастает и мощность двигателя. Для промышленных сверлильно-фрезерных станков необходимы более мощные электродвигатели, чем для тех, которые используются в домашних условиях.
Коробка передач
Коробка передач сверлильно-фрезерного станка позволяет выбрать необходимую скорость вращения инструмента без всяких промежуточных ступеней. Диск переключения поворачивается при помощи указателя скоростей.
Блок управления
В зависимости от модели конструкций блока управления основными узлами может меняться, но в большинстве своем все основные органы одинаковы:
- ручка для переключения вертикальной и поперечной передачи;
- переключатель для охлаждающей системы;
- кнопки остановки, а также аварийной остановки;
- кнопка пуска шпинделя;
- ручное перемещение хобота;
- маховик для ручного продольного перемещения стола;
- зажим поворотных салазок.
Многие современные сверлильно-фрезерные станки по метлу снабжены дополнительно числовым программным управлением, которое обеспечивает более высокую производительность оборудования и точность обработки деталей.
Шпиндельный узел
В корпусе шпиндельной бабки крепится шпиндельный узел. Непосредственно в корпусе узла вращается шпиндель на высокоточных радиально-упорных подшипниках. На нижнем торце подшипника расположены 2 шпонки. Они необходимы для передачи рабочего момента на инструмент. Непосредственно внутри шпинделя расположен механизм зажима инструмента, который состоит из штока с набором тарельчатых пружин.
Стол
Это объемная конструкция, которая изготавливается из металла путем литья или прессования. Некоторые модели сверлильно-фрезерный станок по металлу предусматривают наличие магнитной подошвы. Это делает оборудование более мобильным и компактным. Также магнитная подошва помогает работать инструментом в различных плоскостях.
Сверление отверстий на станке чпу, особенности процесса
«Общая рекомендация для обычной скорости подачи двухскоростного сверла во многих случаях применения составляют 1,5-2% от диаметра сверла. В этих случаях переход на сверло с тремя канавками дает возможность увеличить скорость подачи до 6% диаметра сверла, что существенно сократит время цикла», — пояснил Мацумото. «Другим дополнительным преимуществом будет наличие дополнительной канавки и запаса для лучшей стабильности сверления и точности отверстия. Эти сверла, как правило, лучше всего подходят для производственных применений с большим объемом отверстий, что позволит максимально сократить время цикла». Другой способ сократить время цикла — выбрать правильное сверло для каждого типа отверстия. Ни одно сверло не является универсальным и не может сделать абсолютно любое отверстие.
«Рассматривайте каждое сверло как уникальное, оптимизируя настройки резки и контроль стружки для каждого сверла в отдельности», — пояснил МакИхерн. «Обеспечение хорошей производительности и удаления стружки приводит к превосходному качеству отверстия, увеличению срока службы инструмента и снижению стоимости на отверстие, все это делает работу компании более прибыльной».
Однако, если вы сверлите отверстия на станке чпу разных размеров, вам нужно найти точный баланс между временем цикла и количеством инструментов, с которыми вы работаете. «Некоторые люди считают, что проходка меньшим диаметром — это черновая операция, — сказал Хамиль. «Вы можете выполнить сверление на станке чпу меньшего диаметра, а затем поставить фрезу и выполнить винтовую интерполяцию, чтобы получить нужный размер. Это позволяет вам использовать сверло одного диаметра, а затем во второй операции вы можете получить отверстие того размера, который необходим».
Он добавил, что если компании по металлообработке работают с любыми объемами производства, сокращение времени цикла должно быть главным в повышении эффективности. Каждый раз, когда вы меняете инструмент, это увеличивает время цикла. Имейте в виду, что сверло производит отверстие быстрее, чем что-либо еще. Но также важно отметить, что у инструментальных магазинов станков с чпу есть свои ограничения.
Например, если ваш сверлильный станок чпу имеет емкость только на 36 инструментов, а вы вдруг получаете работу, которая требует нового инструмента, то учитывая что магазин станка заполнен, оператору нужно будет внести коррективы. Одним из способов решения этой проблемы является использование универсальных инструментов, предназначенных для сверления в нескольких режимах.
«Вместо того, чтобы использовать разные инструменты для сверления и развертывания или снятия фаски, перед тем как их установить в инструментальный магазин станка чпу, вы можете выбрать инструмент, предназначенный для сверления и снятия фаски за один прием», — пояснил МакИхерн. «Это часто может дать заказчику быстрый возврат инвестиций в эти инструменты за счет сокращения времени цикла и количества используемых инструментов. Если они могут выполнять две-три операции на одном отверстии одним инструментом, стоит инвестировать в специально разработанный инструмент».
Какие работы по металлу можно выполнять
Сверлильно-фрезеровальные станки по металлу способны выполнять практически любые сверлильные и фрезеровальные операции. Высокая функциональность агрегата обоснована высокой скоростью шпинделя с инструментом. Если сверлильно-фрезерный станок по металлу снабжен ЧПУ, то обработка будет точнее, а качество полученной продукции выше.
Сверление
На сверлильно-фрезерном станке по металлу можно производить как глухое, так и сквозное сверление. Отверстие получается точного размера только в случае строгого выполнения подготовительных и основных работ. При осуществлении сквозного сверления необходимо в момент выхода из него сверла переключить автоматическую передачу на ручную. Это ослабит нажим на сверло. В процессе необходимо периодически выводить сверло из отверстия и удалять оттуда стружку.
Фрезерование
В зависимости от выполняемых операций на сверлильно-фрезерном станке по металлу меняется оборудование. Для фрезерования используются различные шлифовальные круги конической и дисковой форм. Они позволяют произвести шлифовку как по плоскости, так и внутри отверстий. Точность выполнения фрезерования зависит от конкретной модели. От точности зависит конфигурация металлических деталей, которые изготавливают с помощью копиров.
Расточка
Расточка – процесс увеличения диаметра отверстия, а также его зачистки. При сквозной расточке используют проходные резцы, При растачивании глухих отверстий применяются проходные упорные резцы. Расточка отличается меньшей производительностью, чем сверление, но при этом позволяет обрабатывать детали с большим диаметром.
Нарезка резьбы
Для нарезания резьбы применяется метчик. Он применяется для внутренней метрической резьбы. Метчики могут быть двух видов: для черновой и чистовой работ. Диаметр сверла подбираем в зависимости от диаметра резьбы и ее шага. Глухую резьбу выполнить без функции реверса невозможно. Сквозную можно выполнить и на станке, где отсутствует реверс, но в таком случае, метчик нужно вытащить вручную.
Выборка пазов
Паз – выемка металла в детали, которая ограничена фасонными или плоскими поверхностями. Паз может быть:
- Т-образным;
- ласточкин хвост;
- фасонным;
- сквозным;
- открытым или закрытым.
Для выемки пазов используются фасонные, дисковые и концевые фрезы. При фрезеровании точных пазов, размер дисковой фрезы должен быть меньше ширины паза. Для фрезерования специальных профилей, например, ласточкин хвост, необходимо использовать вертикаль — или продольно-фрезерные станки за 3 или 2 перехода.
Фрезерование шлицев
Существует 3 вида шлицевых соединений:
- прямобочные;
- треугольные;
- эвольвентные.
Шлицы используются для передачи вращательного движения между валами и втулками. Нарезание шлицев происходит в несколько этапов, которые включают черновую и чистовую обработку, фрезерование пазов канавок, снятие заусенцев, шлифование и термическую обработку.
Нарезка гребней
Это еще одна операция, которая наравне с нарезкой шлицев производится на сверлильно-фрезерном станке по металлу. Деталь обрабатывается по трем сторонам. Для обработки длинных деталей используется шпиндель и суппорт, установленные на столе.
Назначение сверлильно-фрезерных станков
На фрезерно-сверлильном станке с одной установки осуществляется обработка детали, производятся операции сверления и фрезерования по плоскости. Оборудование предназначено для производства запчастей, востребованных при ремонте машин и различных механизмов, самостоятельного создания оригинальных приспособлений. В частных мастерских возможно изготовление небольших партий деталей. На предприятиях с массовым производством продукции совмещенные модели типа сверлильно-фрезерного оборудования не применяются, или устанавливаются напольные агрегаты с ЧПУ.
На фрезерно-расточных станках выполняются следующие операции:
- сверление;
- фрезерование;
- расточка;
- зенкование;
- нарезка резьбы;
- выборка пазов;
- фрезерование шлицев;
- нарезка гребней.
Использование лепестковых шлифовальных кругов конической и дисковой формы позволяет производить на сверлильно фрезерном оборудовании шлифовку по плоскости и внутри отверстий. Устанавливаются круги, предназначенные для болгарок и фрезеров.
Для выполнения операций меняется инструмент, в зависимости от вида обработки. В ремонтных мастерских и у частных предпринимателей популярностью пользуется ФС 1 – станок настольный сверлильно-фрезерный. Он предназначен для обработки заготовок высотой до 200 мм и длиной 450 мм. На нем производят сверление, нарезку резьб метчиком и фрезерование по плоскостям, включая торцы. Управление у ФС 1 ручное. Вращение от двигателя на шпиндель передается ремнями.
На сверлильно фрезерном оборудовании изготавливаются детали типа:
- плиты;
- сухари;
- шпонки;
- рычаги;
- башмаки;
- корпуса.
Точность выполнения фрезерования и чистота обработки позволяют делать шаблоны различной конфигурации для обработки металлических и деревянных деталей с применением копиров. Фигурными фрезами выполняются пазы:
- прямоугольные;
- Т-образные;
- ласточкин хвост.
При подключении к станку ЧПУ, нарезаются шлицы не валах, изготавливаются зубчатые рейки крепежные болты с фигурными головками под пазы на плитах.
Станки сверлильно-фрезерные могут кроме металла обрабатывать гипс, камень, дерево. Их используют на строительстве при прокладке трасс коммуникаций. Оборудование подходит для вырезания вентиляционных отверстий, нарезания в фитингах резьбы, выборке углублений в кирпиче.
Возможности моделей с ЧПУ
Все больше моделей современных сверлильно-фрезерных станков по металлу используют с применением ЧПУ. Это расширяет возможности производства. У программного управления есть несколько очевидных преимуществ:
- достаточно использовать одного оператора, который может параллельно обслуживать несколько станков;
- повышается точность и качество обработки детали;
- на порядок становится выше производительность;
- такие станки имеют расширенные функционал.
Фактически сверлильно-фрезерный станок работает самостоятельно по установленной оператором программе.
Фрезерная обработка
Фрезерная обработка – это обработка металла с помощью фрезы. Исполняется она на различных видах фрезерных станков и состоит из фрезерования шлицев, разных плоскостей, пазов, а также внешних контуров изделий цилиндрических форм. Режущие зубья фрезерного станка может располагаться как на цилиндрической поверхности, так и на торцевой.А вот токарный метод позволяет обрабатывать такие детали, как муфты, колёса зубчатые, шестерёнки, шкивы, гайки, втулки, валы и другие в этом роде изделия. Фрезерная обработка позволяет выполнить торцовку изделий, нарезку резьбы, расточку диаметра, точение поверхности, прорезку канавок.
На какие критерии нужно опираться при выборе
В первую очередь важно учитывать, для каких работ приобретается оборудование. Для использования в условиях небольшой мастерской не стоит покупать излишне мощный сверлильно-фрезерный станок. Необходимо оценить габариты оборудования, а также стол, на котором оно будет располагаться.
Выбирать конкретную модель необходимо по ее функциональным возможностям, поскольку они могут отличаться. Необязательно обращать внимание на дорогостоящее оборудование, поскольку оно, может себя не оправдать.
Общие характеристики
Сверлильно-фрезерное оборудование (как с ручным управлением, так и оснащенное системой ЧПУ) отличается не только высокой функциональностью, оно надежно и безопасно в работе. Универсальность и возможности такого станка обеспечиваются как его конструктивными особенностями, так и тем, что на нем можно выполнять обработку при помощи различного инструмента. Так, в шпиндель сверлильно-фрезерного станка можно устанавливать фрезы, сверла, метчики, развертки, зенкеры и другие инструменты.
Обработка заготовок из металла или из другого материала на таком устройстве осуществляется за счет вращения и поступательного движения закрепленного в шпинделе рабочего инструмента. За вращение отвечает электродвигатель, передающий его через систему приводных механизмов. В сверлильно-фрезерных станках, которые оснащены системой ЧПУ, все режимы работы задаются специальными командами, передаваемыми на органы управления.
Консольный сверлильно-фрезерный станок от компании DEKA
При осуществлении сверлильных и фрезерных работ заготовка и все узлы оборудования воспринимают значительные нагрузки, поэтому станок должен обладать очень высокой жесткостью. Если пренебречь этим требованием, то можно не только не получить требуемого качества и точности готового изделия, но и столкнуться с тем, что заготовка в процессе обработки будет перемещаться из стороны в сторону. Современные производители, занимающиеся выпуском сверлильно-фрезерных станков, тщательно разрабатывают их конструкцию, чтобы обеспечить ей высокую жесткость.
Удобство и высокую эффективность работы на таком оборудовании обеспечивает и то, что инструмент в его шпиндельной головке заменяется очень быстро, без каких-то сложных манипуляций. При этом надежность крепления инструмента находится на высоком уровне.
