На рынке металлообрабатывающих станков вертикально-фрезерные станки с ЧПУ пользуются определённым спросом, поскольку в отличие от универсальных станков обладают более высокой точностью обработки деталей, а также повышенной производственной гибкостью. К тому же, на станках с ЧПУ можно обрабатывать сложные детали, которые невозможно обработать на обычном оборудовании. Однако, такое оборудовании имеет немалую стоимость как при покупке, так и в дальнейшем обслуживании, поэтому не все предприятия могут позволить себе приобрести его.

Развитие вертикально-фрезерных станков с ЧПУ связано с повышением их производительности. Достигается это путём уменьшения времени обработки деталей, а также повышается концентрация операций на одном станке. Изменение компоновки станков для установки дополнительных узлов. Автоматизация смены инструмента и контроля качества обработки.

Вертикально-фрезерные станки позволяют обрабатывать прямые и фасонные поверхности, пазы, канавки, отверстия, нарезать зубья зубчатых колёс, резьбу, а также разрезать металл.

Выбор технических характеристик станка

Основными параметрами вертикально-фрезерного станка являются: размеры рабочей поверхности станка, наибольшее перемещение стола по осям X;Y;Z, пределы рабочих подач, скорость быстрого перемещения стола и ползуна, наибольший диаметр используемого инструмента.

Компоновка станка

Станина с горизонтально расположенной станиной жёстко крепится к вертикальной стойке. Рабочий стол перемещается по салазкам и направляющим станины в поперечном и продольном направлении. Обрабатываемая деталь закрепляется на встроенных тисках. На вертикальной стойке устанавливается суппорт, который можно перемещать вверх и вниз. Горизонтальная часть суппорта держит шпиндельный узел. Шпиндель приводится во вращение электродвигателем. Главное (вращательное) движение в вертикально-фрезерном станке совершает инструмент.

Направляющие станка

В общем случае, станки используют направляющие двух типов: качения и скольжения. Для современных станков лучше применять направляющие качения, поскольку они имеют лучшие характеристики трения, а также обладают плавностью движения и точностью установочных перемещений.

Шпиндельные узлы станка

Шпиндель фрезерного станка представляет собой полый длинный вал. Передняя его часть расточена и отшлифована под конус, который необходим для точной посадки и установки режущего инструмента. Конус может быть выполнен согласно различным стандартам в зависимости от производителя и предназначения самого станка. Закрепляется инструмент с помощью внешнего усилия. Усилие это может быть как ручным, так и механизированным.

Для нормально работы шпиндели должны обладать: точностью вращения, статической жёсткостью, износостойкостью и виброустойчивостью.

Рис. 1. Шпиндельные узел вертикально-фрезерного станка

Приводы подач станка

В вертикально-фрезерных станках для привода подач используется второй электродвигатель. К приводу подач предъявляются особые требования по возможности создания больших ускорений, значительного диапазона регулирования частоты вращения при высокой равномерности. Таким требованиям удовлетворяют специальные двигатели постоянного тока. В общем случае в фрезерных станках применяются электродвигатели постоянного тока, асинхронные двигатели и шаговые двигатели.

Несущая система станка

Несущую систему станка образует совокупность его элементов, через которые проходят силы, возникающей между инструментом и заготовкой в процессе резания. Основными элементами такой системы являются станина и корпусные элементы.

Станина служит для монтажа деталей и узлов станка. Она должна обладать стабильностью свойств, для обеспечения обработки заготовок с заданной точностью. Выбор материала станины и технологии изготовления основывается на соблюдении этих требований. Станина изготавливается из стали, чугуна, железобетона (в редких случаях), синтегран (для станков высокой точности).

Направляющие обеспечивают необходимое взаиморасположение и возможность определённого перемещения узлов станка, несущих инструмент и заготовку. Конструкция направляющей для перемещения узла допускает только одну степень свободы движения.

Типичные представители

Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ Haas TM-1

Рис. 2. Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ HaasTM-1

Особенности конструкции:

• Полностью литая чугунная станина

• Полностью закрытое герметичное защитное ограждение

• Серводвигатели перемещений по осям с прямой передачей момента

• Стальные закаленные подшипниковые блоки направляющих

• ШВП с двойным креплением и предварительно натянутой гайкой

• Система ручной смазки направляющих и ШВП

Технические характеристики:

• Макс. перемещение по оси X, мм 762

• Макс. перемещение по оси Y, мм 305

• Макс. перемещение по оси Z, мм 406

• Максимальное расстояние от стола до торца шпинделя, мм 508

• Минимальное расстояние от стола до торца шпинделя, мм 102

• Длина стола, мм 1213

• Ширина стола, мм 267

• Макс. нагрузка на стол (равном. распределенная), кг 454

• Ширина Т-образных пазов, мм 16

• Расстояние между Т-образными пазами, мм 101,6

• Размер конуса шпинделя 40

• Максимальная частота вращения шпинделя, об/мин 4000

• Макс. мощность шпинделя, кВт 5,6

• Макс. крутящий момент, Нм 45

• Макс. осевое усилие, кН 8,9

• Макс. скорость холостых подач, м/мин 5,1

• Макс. рабочие подачи по осям XYZ, м/мин 5,1

• Кол-во позиций в автоматическом сменщике инструмента, шт —

• Макс. диаметр инструмента (при занятых соседних позициях), мм —

• Точность позиционирования, мм ±0,010

• Повторяемость, мм ±0,005

• Объем бака СОЖ, л 57

• Ориентировочная масса станка (зависит от комплектации), кг 2050

Станок вертикально-фрезерный с ЧПУ F100 CNC

Рис. 3. Станок вертикально-фрезерный с ЧПУ F100 CNC

СТАНОК ФРЕЗЕРНЫЙ С ЧПУ M4HS

Рис. 4. Станок фрезерный с ЧПУ M4HS