Горизонтально-фрезерні верстати: моделі, технічні характеристики, пристрій, призначення

Горизонтально-фрезерні верстати використовуються для виробництва деталей, одержуваних за рахунок обертальних рухів ріжучого інструменту. Одночасно з цим фреза може виконувати в циліндричних заготовках отвори, робити плоскі ділянки, пази, кромки. У такого обладнання обов ‘язково присутні як мінімум 3 осі: шпиндельна-обертальна, вертикальна і горизонтальна. Може бути і 4, часто використовується додаткова вертикальна вісь. Це дає більше свободи руху ріжучого інструменту.

Пристрій і призначення

Горизонтально-фрезерні верстати виконуються під різні розміри: від маленьких настільних до унікальних промислового призначення. Обробці піддаються матеріали з металу, пластмаси, скла, дерева та ін. Заготовка розміщується на столі і кріпиться скобами або вакуумом. Ріжучий інструмент кріпиться в шпиндельному вузлі, і він може переміщатися вертикально. Частіше стіл має дві осі, що дозволяє зміщувати заготівлю в необхідну координату.

Горизонтально-фрезерні верстати мають безліч модифікацій, біля яких одна вісь столу може рухатися перпендикулярно інструменту, інша паралельно. У більшості випадків цього стає достатньо, щоб виробляти корпусні деталі, блоки двигуна та інші аналогічні вироби. Оберти інструменту залежать від потужності шпиндельного мотора, а вид матеріалу для обробки від жорсткості конструкції.

Горизонтально-фрезерні верстати використовуються кілька десятків років. Впровадження систем ЧПУ дозволило підвищити точність обробки і продуктивність обладнання. Одним з попитом є горизонтально-фрезерний верстат 6Р82, вироблений ще за часів СРСР. Електронна начинка дозволяє вбудувати машину в технологічну лінію або реалізувати виробництво унікальної продукції.

Універсальна модель

Горизонтально-фрезерний верстат 6Р82 можна підлаштовувати під унікальні завдання за рахунок наступних модифікацій:

• Ділової головки.
• Накладної універсальної головки.
• Круглого поворотного столу.
• Додаткової осі обертання.
• Пристрої для нарізання гребінець.
• Універсального ділового апарату.

Горизонтальний консольно-фрезерний верстат 6Р82 розроблений таким чином, що оператор-налагоджувальник без затримок змінює ріжучий інструмент за рахунок швидкозйомних кріплень. Електроніка працює за принципом захисту інструменту – відбувається зниження подачі в автоматичному процесі різу. А навантаження на вісь стає безпечним при застосуванні безконтактних електромагнітних муфт. Привід подач провернеться при перевищенні моменту тиску на валу, і основні вузли кінематики залишаться цілими.

Для зручності зміни інструмента на панелі верстата є кнопки поштовхової подачі шпинделю і утримання його у фіксованому положенні. Горизонтально-фрезерний верстат з ЧПУ 6Р82 зазнав змін і був значно доопрацьований виробником. Змінився принцип управління, електронна начинка, підвищилася жорсткість конструкції. Разом з тим змінилося маркування верстата, Горьковський верстатобудівний завод розширив лінійку обладнання, але запчастини на застаріваючі моделі продовжує поставляти.

Надійне обладнання

Горизонтально-фрезерний верстат з ЧПУ – це ще й надійний пристрій, що дозволяє працювати з твердосплавними металами. Для обробки застосовуються такі види фрез:

Основні технічні характеристики горизонтально-фрезерних верстатів:

• Розміри столу і довжина ходу осей верстата.
• Жорсткість конструкції.
• Потужність шпиндельного вузла.
• Тип керування і двигунів, датчиків зворотного зв ‘язку.
• Наявність опцій для реалізації вузьких завдань виробництва.
• Тип осей: ковзання, качання.
• Наявність магазину для автоматичної зміни інструменту.
• Комплектація другим столом і можливість його зміни в автоматичному циклі.

Конструкція обладнання

Пристрій горизонтально-фрезерного верстата впливає на його можливості. У більшості випадків він складається з несучої частини: станини і колони, які встановлюються на фундаментну плиту. Вже на несучі частини кріпляться хобот, стіл з напрямними ковзання, качання або гвинтова пара.

Додатково встановлюються консоль з виправкою. Далі несучі частини обвішуються коробкою передач і шпинделем. Завершенням конструкції є захисні кожуха із замками безпеки. На сучасних моделях присутній технологічний пульт управління з хорошою ергономікою.

Подібне обладнання

Універсальний горизонтально-фрезерний верстат марки KH40G Троїцького заводу є аналогом наведених моделей. У конструкції є два змінних столи, на яких закріплюються габаритні деталі. Шпиндельний вузол має три осі: вертикальну і дві горизонтальних. Стіл також має вісь для зміни паліт.

Управління верстатом проводиться невибагливою в обслуговуванні та надійною системою ЧПУ Fanuc, існує можливість реалізації на основі Sinumerik, але це значно підвищує вартість обладнання. Столи мають відмінну геометрію, поставляються з Японії.

Верстат має компактні розміри, вагу і можливість встановити додаткові опції. Система охолодження розміщується під робочим обсягом, що дозволяє рідині циркулювати по замкнутому циклу. Для живлення верстата потрібно повітря і 3-фазне підключення електрики.

ТСГФ-50 – аналог корейського HS5000

Існують більш продуктивні горизонтально-фрезерні верстати, призначення яких – випускати габаритні корпусні деталі в промислових масштабах. При всіх функціях і розмірах обладнання досить компактно розміщується в малому цеху. Верстат обладнаний двома замінюваними автоматично столами, що виготовляються з японською точністю.

Динаміка руху осей відповідає передовим досягненням у верстатобудуванні. Двигуни постійного струму забезпечують рівномірність переміщення осей, а позиціонування може досягати 0,01 мкм завдяки лінійкам виробника Heidenhain. Осі ковзання забезпечують рівномірність переміщення і здатні витримувати великі механічні навантаження.

Також у корпус машини вбудовано автоматичний змінник інструменту. Інженерами продумано безпечне виведення з аварійних ситуацій в напівавтоматичному режимі за допомогою M-кодів, що виключає пошкодження конструкції при помилках оператора.

Особливості окремих вузлів

Всі горизонтально-фрезерні ЧПУ верстати мають високообертовий шпиндельний мотор. Навантаження на нього значно знижується завдяки використанню механізму передачі, який має автоматичну функцію зміни в останніх версіях обладнання. Автоматичний змінник інструмента може мати більше 30 позицій, що скорочує переналадку на новий тип заготовок і деталей.

Корисною функцією є продування патрона шпинделя від рідини охолодження, щоб при зміні інструменту не відбувалося забруднення кріпильних частин вузла. Верстати часто комплектуються водяними і повітряними пістолетами. Допуск бієнь інструменту і шпиндельного вузла не більше 0,01 мкм. Для високої інтенсивності роботи застосовується блок охолодження шпинделя, встановлюваний зовні верстата.

Жорсткість несучих частин – важливий параметр для дотримання геометрії виробленої продукції. Якісний сплав з металів високої міцності забезпечує надійність геометрії верстата на довгі роки. Але для дотримання цього параметра потрібен якісний монтаж і періодичний контроль рівня в різних точках розташування інструменту.

Від правильності виставленого рівня станини залежить: соосність шпинделя і отворів на деталі, перпендикулярність і паралельність руху фрези. Класичний верстат має кілька ніжок, встановлених на регульовані опори. Важлива увага приділяється бетонній основі. В ідеалі фундамент повинен мати 0,8 метра монолітної основи, яка може включати металеве армування для ваги обладнання в 3 тонни.

Послідовність налагодження верстата

При виставленому рівні верстата слід дати обладнанню відстоятися, як мінімум добу. За цей час зі станини зніметься залишкова напруга металу і відбудеться перерозподіл навантаження. За цим слід процес перевірки соосності вузлів. Заміряється геометрична точність частин, зазначених у специфікації, що поставляється заводом-виробником.

Якщо відхилення від вказаних параметрів виконується додаткове регулювання. Щоб не було бієнь в процесі роботи, контролюють зміщення рівня станини при різних комбінаціях розташування шпиндельного вузла і столу з заготівлею. Обертання самого інструменту може мати бій у межах допуску, все залежить від необхідної точності випущених деталей. Доопрацювання на місці потрібне для вирішення індивідуальних вимог замовника.

При прийманні верстата звертають увагу на витрату олії. Завод-виробник часто завищує його для виключення заклинювання при роботі в умовах, відмінних від нормальних (температура повітря від 20 і не вище 35 градусів, вологість малих значень, низька запиленість середовища). Також слід перевіряти частини, що постачаються, і наявність зазначених опцій.

Фрезерний верстат з ЧПУ — принцип роботи, конструкція, відео

Розвиток технологій стало причиною того, що комп’ютери і інші передові технічні засоби все активніше використовуються в повсякденному житті людей, а також в промисловості. Наприклад, на сучасних промислових підприємствах все частіше можна зустріти фрезерний верстат з ЧПУ, який управляється не руками оператора, а за допомогою спеціальних комп’ютерних програм і відповідних електронних пристроїв.

Фрезерний верстат з числовим програмним управлінням

Завдяки такій системі управління значно полегшується експлуатація верстата, а з процесу виготовлення деталей виключається людський фактор, який може чинити негативний вплив на їх якість і точність обробки.

Принцип роботи фрезерних верстатів

Фрезерне обладнання дозволяє здійснювати різні технологічні операції: різання, свердління, розрахунок відстаней між отворами, які необхідно виконувати, а також ряд інших. Як матеріали, які можна обробляти на такому обладнанні, можуть виступати:

• деревина;
• чорні, а також кольорові метали;
• кераміка;
• полімерні матеріали;
• природний і штучний камінь.

Заготовки закріплюються на робочому столі, а їх обробка виконується за рахунок обертається фрези, яка і ріже матеріал.

Верстат з ЧПУ обробляє металеву заготовку

Фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, випускаються в різному конструктивному виконанні.

1. моделі, що володіють широкою універсальністю;
2. горизонтального типу;
3. вертикального типу.

Найпопулярнішими і, відповідно, поширеними є фрезерні верстати з ЧПУ консольного типу. На консоль закріплюється оброблювана заготовка, і саме цей робочий орган здійснює рухи по відношенню до ріжучого інструменту. Сам шпиндель такого станка не рухається, він жорстко зафіксований в одній позиції.

Обробка на фрезерних верстатах беськонсольниє типу здійснюється за рахунок того, що переміщатися в них може як робочий стіл, який рухається в двох напрямках, так і шпиндель, здатний змінювати свою позицію в вертикальній площині, а також у всіх інших напрямках.

Основні вузли фрезерного верстата з ЧПУ

Верстат фрезерної групи з ЧПУ автоматично виконує операції, інформація про які попередньо записана на один з носіїв. Програми, які керують його роботою, можуть бути декількох типів.

• Позиційні, які передбачають фіксацію координат кінцевих точок, за якими і виконується обробка заготовки. Таке програми використовуються для управління верстатами сверлильной і розточний групи.
• Контурні, що управляють траєкторією обробки заготовки. Вони використовуються для управління верстатами круглошліфувальних групи.
• Комбіновані, які об’єднують в собі можливості програм контурного і позиційного типу. Такими програмами управляються верстати, які стосуються багатоцільовий категорії.
• Багатоконтурні. З їх допомогою можна управляти всіма функціональними можливостями верстата, вони є найбільш складним типом ПО. За допомогою таких програм забезпечується управління широкоформатним обладнанням.

Фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, мають цілу низку значущих переваг:

• дозволяють збільшити продуктивність обробки в 2-3 рази;
• дають можливість виготовляти деталі з високою точністю;
• мінімізують обсяг ручної праці, що дозволяє зменшити штат обслуговуючого персоналу;
• скорочують час, необхідний для підготовки заготовок;
• мінімізують час обробки деталей.

різновиди обладнання

Верстати фрезерної групи, оснащені ЧПУ, в залежності від того, який матеріал на них обробляється, поділяються на такі категорії:

1. для роботи по металу;
2. для обробки заготовок з деревини;
3. фрезерно-гравіювання групи.

Велику категорію обладнання даної групи складають верстати, на яких обробляються деталі, виконані з різних металів:

1. настільні фрезерні верстати, оснащені ЧПУ;
2. обробні центри, що відрізняються високою функціональністю;
3. верстати широкоуніверсальний типу;
4. токарно-фрезерної категорії;
5. свердлильно-фрезерної групи.

Фрезерні верстати, керовані за допомогою спеціальних програм, можна використовувати і для оснащення домашній майстерні, так як вони відрізняються простотою експлуатації і дають можливість виготовляти деталі з металу, виконані з високою точністю своїх геометричних параметрів.

Фрезерний верстат з ЧПУ за роботою

На підприємствах, які виробляють меблі, а також в будівельних компаніях застосовуються фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, за допомогою яких виконується обробка заготовок з деревини. На таких верстатах обробляються вироби з деревини, а також заготовки з полімерів, алюмінієвих сплавів, фанери і ДСП.

Верстат з ЧПУ, на якому можливо виконувати операції гравіювання, застосовується для обробки виробів, виготовлених з металу, натурального і штучного каменю, бетону і ряду інших матеріалів. З його допомогою виготовляють декоративні кам’яні колони, статуетки, інші вироби, які виконують виключно декоративну функцію. Такі верстати по металу і ряду інших матеріалів найчастіше використовують для виробництва різних рекламних конструкцій.

За принципом роботи і своєї продуктивності фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, можуть бути наступних категорій:

• що відрізняються невеликими габаритами і невисокою продуктивністю — міні верстати;
• настільного типу;
• вертикально-фрезерного типу;
• широкоформатні.

Верстати, які використовуються для оснащення домашньої майстерні, не можна назвати професійними, їх переважно використовують для корисного хобі. Такі фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, відрізняються невисокою вартістю, тому ними часто оснащуються майстерні різних навчальних закладів: школи, технічні училища, ВНЗ та ін.

Устаткування настільного типу має ряд вагомих переваг:

1. невисока вартість;
2. виняткова мобільність;
3. простота експлуатації і конструктивного виконання.

Такі верстати, незважаючи на свою компактність, здатні виконувати різні технологічні операції по металу та інших матеріалів: фрезерування, свердління, розточування.

Для обробки заготовок, що володіють великими габаритами, використовуються вертикально-фрезерні верстати. В якості робочих інструментів на них застосовуються свердла, фрези циліндричного, кінцевого, фасонного і торцевого типу. За допомогою такого обладнання, яким переважно оснащуються великі виробничі підприємства, можна виконувати обробку як горизонтальних, так і вертикальних поверхонь.

Широкоформатні фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, повністю відповідають своїй назві: в їх конструкції є спеціальна робоча головка, яка може повертатися в будь-якому напрямку. Завдяки своїй універсальності таківерстати найчастіше використовуються для оснащення цехів нестандартного обладнання і інструментальних ділянок.

Широкоформатний фрезерний верстат з ЧПУ

огляд верстатів

Перш ніж вирішити питання, який фрезерний верстат вибрати для оснащення домашньої майстерні або виробничого підприємства, важливо ознайомиться з характеристиками обладнання, яке пропонується на сучасному ринку. На сьогоднішній день найбільш затребуваним є фрезерні верстати, вироблені в наступних країнах:

• Німеччина;
• Італія;
• Австрія;
• Китай;
• Північна Корея;
• Малайзія;
• США;
• Тайвань;
• Чехія;
• Туреччина.

П’ятикоординатне фрезерний верстат

Найбільш відомими компаніями, які виробляють і реалізують фрезерні верстати з ЧПУ, є:

• GCC Jaguar;
• Redwood;
• RuStan;
• JCC;
• Hyundai Wia;
• Kami;
• Zenitech.

Одними з найбільш швидких верстатів, які також відрізняються широким розмаїттям налаштувань та додаткових функцій, є моделі торгової марки GCC Jaguar.

Широким розмаїттям асортименту верстатів для обробки деталей з металу та інших матеріалів відрізняється компанія JCC. В каталозі даного виробника представлені верстати з ЧПУ наступного призначення:

1. універсального типу, призначене для виконання гравірувальних і фрезерних робіт;
2. для обробки виробів з деревини та металу;
3. прошивні верстати електроерозійного типу;
4. обладнання фрезерно-токарної групи.

Передові програмні продукти, за допомогою яких управляються верстати даної торгової марки, дозволяють задіяти весь їх потенціал.

Вертикально-фрезерний з ЧПУ МА655

Фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, торгової марки RuStan — це, переважно, обладнання широкоуніверсальний типу, за допомогою якого можна виконувати широкий перелік технологічних операцій. Відрізняє моделі даної торгової марки і те, що при їх придбанні можна скористатися різноманітними знижковими програмами, а також можливістю гарантійного та післягарантійного обслуговування.

По-справжньому унікальними є фрезерні верстати з ЧПУ, що випускаються під торговою маркою Redwood. Вони здатні виконувати обробку деталей в форматі 2d і 3d. Реалізація технології 3d передбачає, що за заданою програмою з заготовки отримують об’ємну деталь, яка повністю відповідає заданим геометричним параметрам.

Головним принципом роботи фахівців, що займаються випуском фрезерного обладнання торгової марки Kami, є виробництво високоякісної продукції. За допомогою верстатів даної торгової марки можна обробляти не тільки метал, але і деталі з каменю, деревини, пластика і навіть скла.

Компанія Hyundai Wia спеціалізується на випуску верстатів з ЧПУ, на яких виробляється продукція для аерокосмічної та автомобільної промисловості. Програми, які використовуються для їх управління, припускають мінімальне втручання з боку людини і значно спрощують використання подібного обладнання.

Фрезерний верстат від німецького виробника Zenitech

В каталозі відомого виробника Zenitech переважає професійне фрезерне обладнання з ЧПУ, призначене для обробки деталей з металу та деревини.

На сучасному ринку широко представлено фрезерне обладнання з ЧПУ торгової марки Інвест Адам. Основними перевагами моделей, які відрізняються своєю компактністю і універсальністю, є:

• висока точність обробки;
• ефективність і продуктивність;
• керуючі програми можуть відтворюватися неодноразово;
• конструкція відрізняється високою надійністю;
• зв’язок з комп’ютером, який керує роботою обладнання, здійснюється через звичайний USB-порт.

Для оснащення домашньої майстерні і великого виробничого підприємства можна використовувати фрезерний верстат з ЧПУ, випущений німецькою компанією BZT. Відрізняє верстати даної торгової марки висока стійкість, надійність фіксації заготовок, точність і оперативність обробки. Зручним є і те, що верстати даної торгової марки можуть працювати практично на будь-якому програмному забезпеченні.

На вартість фрезерного верстата з ЧПУ впливають такі параметри:

• складність конструкції обладнання і його тип;
• тип виробництва, для якого призначене обладнання;
• країна виробник і торгова марка;
• функціональність верстата.

Найбільш простою конструкцією мають настільні верстати з ЧПУ, які й коштують значно дешевше більш функціонального обладнання. Щоб заощадити на придбанні фрезерного верстата, вибирайте обладнання вітчизняних виробників. В середньому, вартість настільного фрезерного обладнання з ЧПУ становить близько 4000 доларів США. Варіюватися така ціна може від ряду факторів: габарити верстата і робочого столу, потужність двигуна, вага обладнання і його функціональність.

Вартість обладнання вертикально-фрезерної групи з ЧПУ варіюється в межах від 7000 до 25000 доларів США. Ціна конкретної моделі обладнання залежить від її потужності, кількості оборотів шпинделя і точності обробки.

Вітчизняний верстат ГФ2171

Широкоформатні фрезерні верстати, оснащені ЧПУ, є найдорожчими в своїй категорії, так як вони дозволяють виконувати широкий спектр технологічних операцій. Висока вартість такого обладнання окупається тим, що його можна експлуатувати в досить інтенсивному режимі. Перелік операцій, які можна виконувати за допомогою обладнання даної категорії, вражає:

1. раскройка заготовок;
2. фрезерування поверхонь різного типу;
3. полірувальні операції;
4. свердління;
5. розточувальні операції.

Як правильно вибирати фрезерний верстат

Вибирати фрезерний верстат, оснащений ЧПУ, слід не по рекламному відео, а за функціональними можливостями такого обладнання та його технічними характеристиками. Керуватися в даних ситуаціях необхідно наступними критеріями:

• тип верстата, який необхідний для виконання певних завдань;
• переваги і недоліки певних моделей;
• розміри робочого столу;
• наявність в конструкції Т-образного паза, який сприяє більш зручному закріплення заготовки;
• напруга, необхідне для роботи верстата з ЧПУ;
• функціональні можливості;
• категорія: настільні, міні або професійні;
• гарантійні зобов’язання, які надає виробник.

Ну і, звичайно, за обраним обладнанню можна переглянути і відео від виробника, яке дасть можливість зрозуміти, якими характеристиками воно володіє. Не слід вибирати верстат з ЧПУ, здатний виконувати ті функції, які вам ніколи не знадобляться.