Фрезерование – один из самых распространенных способов механической обработки заготовок, выполненных из различных материалов. Методика предполагает не просто свершение или распил деталей, а работу в объеме посредством специальных многолезвийных резцов, вращающихся на скорости, которыми оснащаются специальные аппараты – фрезерные станки.

Назначение

Фрезерные станки – разновидность метало-, и деревообрабатывающих устройств, предназначенных для черновой, чистовой или получистовой обработки заготовок простой и сложной формы, выполненных из стали, чугуна и прочих металлов, а также дерева, стекла и пластмасс. Львиная доля сложных по форме деталей, используемых в машиностроении, сегодня производится посредством задействования фрезерных установок. Компоненты вытачиваются любой формы за счет плавного перемещения заготовок и вращения режущего инструмента.

Оборудование востребовано во всех сферах промышленности, где осуществляется обработка металлических деталей. Техника задействуется при производстве рекламных конструкций, в архитектуре и проектировании при выпуске макетов и литьевых форм для различных объектов. В электронике станки задействуются при изготовлении печатных плат и чипсетов. В ювелирном деле установки применяются для работы с изделиями из драгметаллов. Оборудование также востребовано в 3D-обработке при производстве матриц и штампов для выпуска литейной, обувной и прочей продукции.

Станки выполняют такие функции:

• обработка поверхностей;
• создание фасонных покрытий;
• вырезка канавок, шлицев, пазов;
• формирование эвольвентных и прочих профилей зубчатых колес;
• подрезка торцов и изготовление профилей на торцевых покрытиях;
• резка изделий.

С помощью техники также обрабатывают различные покрытия, скосы, уступы, криволинейные контуры деталей, пазы, резьбы и шпоночные канавки.

Принцип работы

Главный компонент устройства фреза – эффективный режущий инструмент. Фреза находится в шпинделе, который располагается под углом, вертикально или горизонтально по отношению к заготовке. Изделие размещается на рабочей плоскости, способной перемещаться в 3 плоскостях и поворачиваться под определенным углом. Исходя из конфигурации установки, стол передвигается оператором вручную или сервоприводами, управление которыми осуществляется посредством компьютерных программ.

Оборудование выполняет торцевое, концевое и фасонное фрезерование. Выбор методики зависит от реализации конкретных целей. Для больших поверхностей оптимально подходит торцевое фрезерование. Для выпуска деталей с пазами, канавками и прочими отверстиями задействуют концевую обработку. Посредством фасонной фрезеровки изготавливают компоненты сложной формы.

Конструктивные особенности

Базовая комплектация станков включает:

• станину – основа установок, на которой размещаются все узлы и механизмы;
• рабочий стол – консоль с прижимными элементами;
• шпиндель для крепления и перемещения фрезы;
• пульт управления – расположен на кронштейне и может перемещаться в удобную для работы зону;
• колонну для крепления шпинделя – перемещается вверх или вниз;
• коробку скоростей для регулировки вращения инструмента;
• подающий механизм с двигателем;
• защитные кожухи для безопасной работы и защиты оператора;
• дверцы для прохода в рабочую зону;
• комплект инструментов – в зависимости от модели станок может оснащаться несколькими десятками фрез;
• шкаф для электроустройств.

Исходя из назначения и конструктивных особенностей, в оборудовании могут присутствовать дополнительные детали, узлы, механизмы и системы.

Разновидности

Аппаратура квалифицируется по разным признакам. Исходя из местонахождения и направления перемещения шпинделя, станки бывают:

• вертикально-фрезерными;
• горизонтально-фрезерными;
• комбинированными.

На основе сферы применения различают универсальные и специальные модели. По типу управления выделяют ручные, полуавтоматы и станки с ЧПУ. По наличию консоли установки делятся на консольные и бесконсольные.

Горизонтальные

Оснащаются шпинделем, который расположен горизонтально к заготовке. Стол движется продольно, вертикально и поперечно относительно шпинделя и фрезы, закрепленной в нем. Конструкция установки обеспечивает необходимую жесткость и точность фрезеровки, позволяет работать с габаритными изделиями большой массы.

Вертикальные

Отличаются формой размещения шпинделя. Здесь он находится в вертикальной плоскости и может смещаться вдоль своей и горизонтальной оси, что расширяет функционал техники. Такая конструкция устройства позволяет оператору выполнять большинство популярных фрезерных операций.

Комбинированные

Комплектуются фрезерной головкой, способной изменять свое месторасположение. Шпиндель находится в вертикальной или горизонтальной плоскости по отношению к поверхности изделия, исходя из вида обработки. Подобная конфигурация станка существенно расширяет базовый список выполняемых операций.

Универсальные

Оснащаются горизонтальными шпинделями и фрезами различных форм. Установки задействуются для работы с небольшими заготовками. С помощью техники осуществляют вертикальную или горизонтальную обработку поверхностей, делают штампы и изделия спирального типа.

К данной группе также относятся широкоуниверсальные модели, которые оснащаются еще одним шпинделем, установленным на выдвижной конструкции. Ее можно перемещать под любым углом. Допускается одновременная работа двух шпинделей. В отдельных станках на поворотной головке присутствует накладная фреза для работы с заготовками сложных конфигураций путем сверления, зенкерования и растачивания.

Сверлильные

Комплектуются специальной головкой для сверления заготовок под наклоном, обработки поверхностей, размещенных под углом к горизонтальной оси. Также допускается работа с деталями, расположенными вертикально или наклонно по отношению к шпинделю. Инструмент может обрабатывать изделия в реверсном режиме.

Продольные

Оснащаются столом, который можно перемещать продольно  относительно оси установки. Обработка деталей осуществляется фрезами разных конфигураций: на перемещающемся столе и устойчивых фрезерных головках, на неподвижной консоли и движущихся головках или одновременно на перемещающемся столе и шпинделях. Все модели группы делятся на одностоечные и двухстоечные. Задействуются для работы с длинными изделиями и заготовками, которым требуется несложная прямолинейная обработка.

Бесконсольные

Производятся с вертикальными и горизонтальными шпинделями. Предназначаются для простой несложной обработки высокой точности. Ввиду отсутствия консоли, устройства не обладают настройками по уровню подъема стола. Рабочая плоскость установлена на станине и может двигаться только горизонтально.

Специальные

В подгруппу входят станки нескольких конфигураций. Копировально-фрезерные аппараты обрабатывают заготовки посредством копировального механизма. Шпоночные устройства отличаются планетарным перемещением шпинделя, а стол выполняет возвратно-поступательные движения. Задействуются для обработки шпоночных пазов. Карусельные или станки непрерывной работы оснащаются одним или двумя шпинделями вертикальной формы, которые последовательно обрабатывают подающиеся детали. В таких установках задействован принцип многовекторной обработки.

Фрезерные станки с ЧПУ

Высокотехнологичные устройства с компьютерным управлением (ЧПУ), что упрощает процедуру обработки деталей. Работу устройств полностью контролирует компьютер. Станки осуществляют фрезерование и точение по установленным параметрам, выполняют расточку деталей, зенкерование, шлифовку и гравировку в автономном режиме.

Сердце установок – блок управления, выполняющий такие функции:

• чтение и обработка команд, устанавливаемых оператором;
• расшифровка кодов;
• интерполяция для генерации движения осей;
• передача команд по управлению осями;
• контроль скорости перемещения узлов и механизмов;
• управление второстепенными функциями.

Станки оснащаются ЧПУ двух типов. Закрытые обладают уникальными алгоритмами и циклами работы, отличаются высокой надежностью. ПО открытых систем во многом дублирует софт, установленный на ПК. Установки с открытыми ЧПУ более доступные и отличаются небольшой стоимостью расходных элементов.

Самое высокотехнологичное оборудование оснащается CAM-системами, которые автоматизирует процедуру разработки управляющих программ прямо на станке.

Порядок работы на станках с ЧПУ включает несколько этапов:

1. Проработка внешнего вида детали – посредством специального ПО создаются двух или трехмерные модели деталей.
2. Формирование программы для ЧПУ непосредственно оператором или автономно CAM-системой.
3. Настройка оборудования.
4. Фрезеровка с обязательным запуском пробного прогона.

С помощью компьютеризированной техники можно оперативно и качественно обрабатывать любые участки заготовок без использования ручного труда. Техника уменьшает потребность в наличии квалифицированных специалистов на производстве, отличается высокой производительностью и способствует снижению сроков производственных циклов.