Особенности фрезерных станков с ЧПУ

Фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) широко распространены в промышленности. Их основное предназначение – во фрезеровании поверхностей различной конфигурации, габаритов, с несколькими поверхностями, не только под прямым углом и др. Конструктивные особенности этих агрегатов связаны с использованием разнообразных приспособлений: фрез, развёрток, резцов, зенкеров. Это практически стирает грань между оборудованием для фрезерования, расточки и сверления.

Основной частью фрезера является фреза – специальный инструмент для обработки металла, оснащённый разным количеством лезвий и направляемый шпинделем. Как правило, шпиндель обеспечивает прямой угол по отношению к обрабатываемой детали, однако ряд модификаций снабжён дополнительным шпинделем, где можно задавать угол наклона фрезы.

Широкие возможности программируемых фрезерных станков требуют дополнительного оснащения магазином инструментов. Консоль отсутствует или движется вдоль либо в разных направлениях. Шпиндель располагается горизонтально или вертикально, в зависимости от количества требующих обработки сторон. Числовое управление может быть разомкнутым (дозирование усилий осуществляет шаговый двигатель) и замкнутым (с датчиками обратной связи).

Особенности устройства фрезерных станков с ЧПУ во многом определяются возможностями применения этих агрегатов для обработки тех или иных заготовок:

• универсальные – поворотный стол, шпиндель размещён горизонтально, он не двигается вокруг оси;
• широкоуниверсальные – оснащены дополнительным вращающимся вертикально и горизонтально оси шпинделем;
• шпоночные – рабочий процесс полностью автоматизирован, а структурные элементы двигаются планетарно;
• вертикальные – расположенные вертикально режущие инструменты вращаются вокруг своей оси, а рабочая консоль может быть перемещена перпендикулярно к ним или вертикально;
• горизонтальные – консоль перемещается в разных направлениях, оптимальный вариант для обработки металлических изделий среднего веса и небольшого размера;
• карусельные – вращающийся под фрезами круглый стол позволяет работать над деталью без остановки;
• бесконсольные – режущие инструменты перемещаются по вертикали, а стол – вдоль или поперёк;
• продольные – различаются по количеству стоек, числу вертикально и горизонтально расположенных фрез, рабочая поверхность движется только вдоль, а шпиндель может располагаться как вертикально, так и поперечно;
• копировальные – движение фрезы и поверхности подбираются автоматикой, после ощупывания образца копировальным инструментом;
• обрабатывающие центры – комбинация возможностей фрезерного и токарного оборудования, предназначены для комплексной обработки деталей различной конфигурации.

Особенности фрезерных станков с ЧПУ проявляются в увеличении жёсткости и точности. Станины усилены для восприятия больших нагрузок в статике и динамике. Ряд модификаций в группе тяжёлых станков оснащён направляющими качениями. Благодаря установке в коробках передач элементов для выбора зазора стало возможным фрезерование в попутном и встречном направлении с заданными параметрами точности. Наличие щупа-индикатора позволяет в автоматическом режиме передавать на режущий инструмент данные о конфигурации образца и получать точные копии. Скоростные процессы поддаются программированию, а кроме того, станок дополнительно оснащают шпинделем на индивидуальных салазках, что увеличивает его подвижность, в том числе и вокруг своей оси.

Комплектацию производственного цеха фрезерными станками с ЧПУ осуществляют с учётом габаритов обрабатываемых деталей. Так, для мелких деталей рекомендуют использовать станки с консолью, которые дополнительно могут быть оснащены магазином инструментов. Новое поколение подобных агрегатов ориентировано на повышение скорости быстрых перемещений, рабочих подач, вращения шпинделя. Оптимальная обработка средних по размеру заготовок достигается на устройствах с крестовым столом, который может быть поворотным или неповоротным. Если предполагается фрезеровать тяжёлые детали, то крестовой стол заменяется поперечно-подвижной стойкой.