Вторым по распространенности видом обработки металлических изделий является токарная обработка, представляющая собой изменение геометрии тел вращения. Принципиальная разница между фрезерной и токарной обработкой заключается в способах, по которым деталь закрепляется в полостях рабочей части станка. При токарном способе изменения геометрии заготовка зажимается в кулачках патрона, который осуществляет главное вращательное движение заготовки. В свою очередь режущий инструмент с помощью подачи срезает слой металла вращающегося изделия. Данный способ обработки позволяет использовать две оси – X (вдоль оси вращения шпинделя) и Y (перпендикулярно оси вращения). При фрезерной обработке деталь закрепляется на столе станка с помощью зажимов или тисков. Главным движением, в данном случае, является вращения режущего инструмента вокруг своей оси, тем самым позволяя пользоваться еще одной осью для обработки – Z (вертикальное перемещение). Это позволяет обрабатывать детали более высокой сложности и более сложной геометрии. Современные технологии конструирования станков позволяют выполнять обработку уже в 5 и 6 координатах, добавляя к перемещению режущего инструмента по трем координатам вращение рабочего стола, вращение шпинделя с режущим инструментом.
Одним из наиболее важных преимуществ фрезерной обработки является тот факт, что используя различные инструменты и технологии резания можно делать большое количество процедур. Современные станки являются универсальными, поэтому один станок может обрабатывать дерево, стекло, пластмассы и так далее. Фрезеровщик всегда использует большой количество фрез. Классическими в применении среди них являются торцевые, концевые, зубчатые, цилиндрические фрезы. Этот список не заканчивается, как и количество материалов, которые могут быть обработаны фрезерным способом.
Выбор оборудования осуществляется в зависимости от того, какие изделия и каким образом изготавливаются на производстве (серийно или штучно, большая ли разновидность деталей). В машиностроении фрезерные станки для обработки металла обычно имеют большие размеры и вес и применяются в основном для обработки сложных и габаритных деталей.
Для обработки небольших деталей нецелесообразно задействовать в производстве станки такого типа, поэтому для данных операций чаще всего используют настольные фрезерные станки. Данный тип станков стал широко использоваться лишь в последнее время в тех областях производства, где использование промышленного оборудования и наличие квалификационных специалистов для выполнения фрезерных видов работ не целесообразно. Настольные фрезерные станки широко используются на станциях технического обслуживания автотранспорта, применяются в образовательных программах в школах, профессиональных училищах.
Настольные фрезерные станки практически ничем не отличаются от своих аналогов с большим весом и размером. Выбор и компоновка станка определяются условиями его эксплуатации и проводимыми на нем операциями. Основополагающим параметров является потребность в автономности оборудования. В настоящее время промышленные станки имеют автоматическую настройку подач рабочего стола. Для это используются блоки числового программного управления (ЧПУ).
На производстве станки с ЧПУ повышают производительность, существенно снижают сроки наладки и установки деталей с различными технологическими процессами. В тоже время, наличие на производстве станков с числовым программным управлением требует от работодателя наличие высококвалифицированных кадров, умеющих работать с отечественными и зарубежными стойками управления узлами станка. В отличии от промышленного оборудования, в небольших агрегатах зачастую используется ручная настройка подач.
Настольные фрезерные станки, так же как и промышленные, классификационно различают по нескольким основным параметрам:
-
расположение шпинделя
-
специализация или универсальность
-
выполнение операций сверления
-
степень автоматизации
Современные фрезерные станки любых видов могут быть универсальными (обработка всеми типами фрезерных операций) или специализированными (обработка конкретными типами фрезерных операций). По расположению шпинделя станки разделяют на вертикальные (шпиндель расположен вертикально) и горизонтальные (шпиндель расположен горизонтально). По степени автоматизации станки бывают с ручным управлением, полуавтоматическим и с ЧПУ.
Для обработки деталей на малогабаритных фрезерных станках нужно более тщательно подходить к вопросу эксплуатационных характеристик оборудования. Знание технических особенностей станка необходимо для выбора оптимальной обработки заготовки.
Во-первых, для настольных станков требуется знать массу и габариты обрабатываемой детали. Это поможет выбрать техпроцесс обработки металла и подобрать станину для установки фрезерного станка. Далее следует изучить эксплуатационные свойства станка и его технические характеристики – частоту оборотов вращения шпинделя, габариты рабочего стола, мощность силовой установки, подвод смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) и т.д.
Кроме основных эксплуатационных характеристик есть второстепенные факторы, влияющие на выбор определенной модели станка. Они зависят от задач, для которых предназначен станок. Фрезерные станки настольного типа, прежде всего, должны иметь небольшие габаритные размеры, но при этом должны обрабатывать детали с высокой точностью. Также при выборе типа фрезерного станка следует обращать внимание на его ремонтопригодность, самостоятельное обслуживание узлов и агрегатов. Рассмотрим для примера универсальный фрезерный станок компании-производителя PROMA FVV-30 (рис.1).
Рис. 1. Универсальный фрезерный станок PROMA FVV-30.
Настольный универсально-фрезерный станок PROMA FVV-30 является представителем классических моделей универсальных станков, имеющий возможность перемещения рабочего стола по вертикали и вертикального и горизонтального фрезерования. Станок имеет жесткую опору горизонтального шпинделя (серьгу). Компактность осуществляется за счет перестановки фрезерной головки в необходимое для обработки положение. Вертикальная обработка может осуществляться так же с изменением угла влево или вправо.
Частота обработки изменяется за счет плавного поворота рукоятки. В данной модели установлен безщеточный двигатель, благодаря которому крутящий момент от двигателя к шпинделю передается в высоких значениях и не издает много шума. Основные элементы данного оборудования представлены на рис.2.
Рис. 2. Основные узлы и агрегаты универсального фрезерного станка PROMA FVV-30 (1 - основание, 2- вертикальная стойка, 3 – консоль стола, 4 – направляющие стола, 5 – рабочий стол, 6 – консоль, 7 – съемный электропривод, 8 – держатель фрезерной головы, 9 – защитный экран, 10 – посадочное отверстие горизонтального положения, 11 – оправка горизонтального шпинделя, 12 – опора горизонтального шпинделя (серьга), 13 – фиксирующая рукоятка опоры, 14 – фиксирующая рукоятка фрезерной головы)
Анализируя вышесказанное, можно смело сказать, что настольные фрезерные станки мало чем отличаются от своих промышленных аналогов. Компактность и многофункциональность данного типа станков позволяет им быть востребованными на рынке машиностроительного оборудования. Учитывая их низкую энергопотребляемость, относительную мобильность и низкую рыночную стоимость, данное оборудования является хорошей заменой и подспорьем на любом типе производства.
Выполнение операций на настольных фрезерных станках не требует широкого знания теории металлообработки и управления, поэтому даже не квалифицированный работник сможет разобраться в устройстве и работе данного оборудования, что позволяет расширять границы применения станков такого типа, а использование числового программного управления позволяет сократить время наладки и обработки деталей. В настоящее время отечественное машиностроение требует разработку новых, передовых технологий обработки металлов, осуществляемую руками высококвалифицированных специалистов. Внедрение настольных фрезерных станков в образовательные программы позволит обучать на реальных примерах будущих специалистов, а так же выполнять типовые операции для окупаемости оборудования.
