Вертикально-фрезерные деревообрабатывающие станки предназначены для выполнения широкого круга задач по обработке заготовок из дерева посредством фрезы: плоских поверхностей с фрагментами узоров, фигурных вариаций, а также сферических и цилиндрических деталей, разнообразных шестеренок, которые выполняют сам процесс обрабатывания деревянных заготовок. Благодаря фрезерным станкам можно сверлить и шлифовать отверстия, делать выборку пазов, канавок, шлицов, а также осуществлять вырезку сложных форм и других видов плоскостной и рельефной обработки с различными видами древесных пород. Так же данный вид станков отлично подходит для тонкой столярной работы.
Стационарные модели. Представляют собой современные промышленные установки обладающие массивной конструкцией, из-за чего они чаще всего устанавливаются на больших предприятиях с большими объемами производства. Данные фрезерные станки позволяют обрабатывать заготовки больших размеров.
Управление фрезерным деревообрабатывающем станком может быть, как ручное, так и автоматическое с использованием системы ЧПУ, что повышает скорость и точность обработки. Весь цикл производства, вплоть до вывода на рынок готовой строительной, мебельной или прочей продукции неразрывно связан с использованием деревообрабатывающих станков различных типов, конфигурации и назначения.
рис.1 Деревообрабатывающий вертикально-фрезерный станок
Установка систем ЧПУ (числового программного обеспечения) на деревообрабатывающие станки позволяет сделать обработку заготовок более выгодной в средне и крупносерийном производстве, увеличивая производительность, время и точность обработки.
При помощи унификации, нормализации и стандартизации деталей и сборочных единиц приспособлений можно понизить объемы конструкторских работ. Также вследствие этого сокращается номенклатура и увеличивается количество подлежащих изготовлению деталей одного наименования и размера конструкции. Для снижения стоимости, стандартные детали выпускают крупными партиями. Эти детали, а также сборочные единицы снимаются с отработанных приспособлений и после не полного ремонта отправляются на склад. Им повторно находят применение при сборке новых приспособлений. Подобная стандартизация в сфере оснастки обеспечивает возможность проектировать приспособления с применением стандартных деталей и сборочных единиц в объеме от 30 до 90 % от общего количества деталей в конструкции.
Выбор технических характеристик станка
Основное отличие фрезерных операций и предназначенного для этого оборудования - количество координат, в которых одновременно обрабатывается поверхность. Описывающие технологические свойства станков данной модели параметры являются: точность выполнения операций; перемещения по координатам; режимы и скорость подач; режимы резания и нагрузки; наличие механизированной смены инструмента; возможность установки дополнительного оборудования; потребляемая мощность.
Деревообрабатывающие фрезерные станки подбираются по следующим критериям:
1. Размер стола, от него зависит, что вы сможете обрабатывать на данной станке.
2. Расстояние между шпинделем и столом, данный параметр также оказывает существенное влияние на размеры заготовки.
3. Движение по осям Х, Y и Z, определяет диапазон зоны заготовки, доступной для обработки заготовки без ее передвижений на рабочем столе.
4. Максимальная грузоподъемность рабочего стола.
5. Максимальная скорость шпинделя.
6. Параметры точности.
Перед покупкой оборудования следует определиться с его загрузкой и размерами деталей. Для домашней мастерской подойдет настольная модель с механическим копиром. При серьезном увлечении изготовлением уникальной мебели и для малых мебельных предприятий нужно приобрести станок 3D с ЧПУ. Большое количество совершенно одинаковых деталей за короткий промежуток времени позволит увеличить производительность предприятия, и затраты на приобретение программного блока окупятся.
Компоновка станка
Основанием станка является станина к которой крепятся основные узлы и механизмы вертикально фрезерного станка такие как двигатель, коробка передач и шпиндель, который в свою очередь является одним из главных механизмов типового оборудования, который передает крутящий момент от коробки скоростей режущему инструменту. Установленные на станках консоль и салазки обеспечивают высокую точность передвижения по осям, как вертикально так и горизонтально. Основной рабочей зоной станка является стол. Подобные компоновки являются стандартными для вертикально-фрезерных станков.
Привода главного движения в станке
Электродвигатели главного движения - осуществляет вращение шпинделя, располагается в шпиндельной бабке или колонне. Двигатель ускоренных перемещений - находится на коробке подач. При наличи консоли ее электродвигатель крепится на консоли.
Фреза фрезерного станка вместе со шпинделем фрезера совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное - называемое фрезерованием. Во фрезерных станках главным движением является вращение фрезы, а движение подачи - относительное перемещение заготовки и фрезы.
Направляющие станка
Базовой составляющей для деревообрабатывающего станка являются направляющие, дающие безошибочность и цикличность проведения обработки. Любой станок базируется на точности обработки, которую предоставляют направляющие стержни.
Направляющие бывают следующих типов - скольжения, качения, комбинированные и жидкостного трения. По принципу подшипников, их метод работы понятен - одни основаны на скольжении, вторые используют в своей конструкции подшипники качения. Для оборудования малой мощности и не требующих точности и производительности, используют принцип скольжения. Все направляющие для программируемых станков бывают кругового движения или линейного типа, это зависит от траектории, по которой движется подвижный узел в координатах.
В зависимости от конструкции станка могут быть вертикальными наклонными и горизонтальными. Направляющие могут делится по форме сечения на треугольные, прямоугольные, трапециевидные и цилиндрические
Шпиндельные узлы станка
Шпиндельный узел (ШУ) предназначен для вращения инструмента в процессе механической обработки. Движение передается коробкой скоростей от электродвигателя. В современных станках главное движение (которое было описано выше) передается на шпиндельный узел на прямую от электродвигателя.
Точность вращения оправки зависит от точности, прочности и жесткости изготовления шпинделя. В связи с этим принято изготавливать шпиндели из легированной стали марки 45 и подвергать их термической обработке.
Конструкция шпиндельного узла зависит от типа, а также размера станка, его точности, предельных параметров процесса обработки
Конфигурацию переднего конца шпинделя выбирают в зависимости от способа крепления инструмента или заготовки. Так как для их крепления применяют стандартные приспособления, то передние концы шпинделей для большинства типов станков стандартизованы/
рис.2 Основные типы концов шпинделей
Тип опор шпинделя, определяющий форму посадочных мест, выбирают по требованиям точности обработки и быстроходности.
Учитывая эти параметры, а также то, что подшипники качения имеют меньшую стоимость при централизованном изготовлении и просты в эксплуатации, в настоящее время более 95% станков изготовляют со шпиндельными узлами на подшипниках качения. Подшипники качения специальных конструкций, как правило, влияет на высокою грузоподъемность, точность вращения, повышенную жесткость и минимальные выделения теплоты в шпинделе. Для уменьшения радиальных нагрузок используют двухрядные подшипники с цилиндрическими роликами.
Приводы подач станка
Приводом главного движения фрезерного станка является асинхронный короткозамкнутый двигатель или асинхронный двигатель с переключением полюсов. Торможение осуществляется противовключением с помощью электромагнита. Общий диапазон регулирования (20-30).
Привод подачи механический передается от цепи главного движения, асинхронный короткозамкнутый двигатель, двигатель с переключением полюсов. Вспомогательные приводы используют для: быстрого перемещения фрезерных головок, перемещения поперечины (у продольно-фрезерных станков); зажима поперечин; насоса охлаждения; насоса смазки, насоса гидросистемы.
У вертикально-фрезерных станков фланцевые электродвигатели устанавливают чаще всего на верху станины. Применение отдельного электродвигателя для привода подачи значительно упрощает конструкции фрезерных станков.
Несущая система станка
Совокупность корпусных элементов, таких как станина, основание, колонны, стойки, столы и т.п. являются несущей системой станка. То есть несущими элементами станка являются корпусные элементы которые отливаются из чугуна. В следствии чего эти элементы, также являются виброгасителями, что оказывает влияние на работу станка в целом и его период работы.
Типичные представители
При изучении материала по деревообрабатывающим вертикально-фрезерным станкам имеющих систему числового программного управления (ЧПУ) были рассмотрены несколько современных станков, таких как Optima 1325-PVT и 25 AVST8. Их основные технические характеристики приведены в таблице ниже.
