Федеральное агентство по образованию

Томский государственный архитектурно-строительный

университет 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат: Фрезерные станки  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Проверил:

Легостаев В.Г.

Выполнил:

студент гр.727/1

 Айкина  Я.О.

Томск 2011 
 
 

Оглавление

Назначение  фрезерных станков 3

Классификация фрезерных станков 4

Устройство  станков 5

Формула производительности фрезерного станка 9

Применяемый дереворежущий инструмент 10

Кинематические  схемы 11

Описание  технологического процесса на фрезерных станках 13

Отечественные и зарубежные фрезерные  станки 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Назначение  фрезерных станков

     Основное  назначение фрезерных станков –  профилирование деталей: выработка

фальцев, шпунтов, гребней, обработка деталей с  криволинейным контуром. Фрезерные

станки используются для прямолинейной или фасонной обработки щитов и рамок по

наружному контуру. На фрезерных станках можно производить  распиливание, а также

выполнять шипорезные и копировальные работы.

     Наибольшее  распространение получили фрезерные  станки с нижним расположением шпинделя и ручной подачей.

Для более эффективного использования станков с ручной подачей к ним пристраивают приспособления для механической подачи, увеличивающие  производительность станка и повышающие безопасность работы.

     Наибольшее  распространение в деревообрабатывающих производствах получили одношпиндельные фрезерные станки, у которых шпиндель расположен вертикально таким образом, что нижняя приводная часть его находится под рабочим столом, по которому передвигается обрабатываемая заготовка, а верхняя часть с дереворежущим инструментом - над столом. 

     По  устройству подачи на станки:

• с ручной подачей
• с механической подачей

     Основные  разновидности станков:

• с нижним расположением шпинделей
• с верхним расположением шпинделей

Фрезерные станки с нижним расположением  шпинделя

Фрезерные станки с нижним расположением шпинделя могут быть с ручной и механизированной подачей, легкие (ФЛ), средние (ФС) и тяжелые (ФТ). На станках, оснащенных шипорезной кареткой, производятся шипорезные операции. Для обработки сложных криволинейных профилей используют копир и упорное кольцо, а для прямолинейного фрезерования - направляющую линейку. Станки широко универсальные применяются на деревообрабатывающих предприятиях с серийным выпуском продукции, а также на вспомогательных участках.

Фрезерные станки с верхним  расположением шпинделя

Фрезерные станки с верхним расположением шпинделя применяют для фигурного фрезерования, выборки четвертей, пазов, гнезд  заданного рисунка и профиля  (ФВК), а также для обработки наружних кромок брусковых деталей по профилю шаблона, закрепленного на карусельном столе (ФК). Станки с карусельным столом могут иметь один шпиндель (Ф1К) или два (Ф2К). 
 
 
 

Классификация фрезерных станков

     По  конструктивным и технологическим  признакам различают следующие  основные типы фрезерных станков:

• с нижним расположением шпинделя
• копировальные с верхним расположением шпинделя
• карусельные
• модельные
• с ЧПУ

     На  станках с нижним расположением  шпинделя производят следующие виды обработки деталей: продольную плоскую  и. фасонную, криволинейную обработку прямых и фасонных кромок, по наружному и внутреннему контуру щитов и рамок, несквозную зарезку пазов, а также шипов и проушин. Следует отметить, что в условиях специализированных производств продольную обработку деталей производительнее выполнять на станках проходного типа продольно-фрезерных: рейсмусовых и четырехсторонних.

     На  копировальных станках с верхним  расположением шпинделя фрезеруют прямолинейные и криволинейные боковые поверхности, щиты и рамки, выбирают пазы, гнезда, полости различной конфигурации, сверлят и зенкуют отверстия, а при наличии специальных приспособлений нарезают короткие резьбы, вырезают пробки, выполняют различные художественные работы.

     На  карусельных станках с большой  производительностью выполняют криволинейную обработку по копиру прямых и фасонных кромок брусковых и щитовых деталей, в том числе и по контуру.

     Модельные станки позволяют производить фрезерование верхних и боковых поверхностей деталей сложной конфигурации, а  также расточку, обточку, сверление  и другие подобные операции при изготовлении литейных моделей и стержневых ящиков в специализированных литейных производствах.

     Фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ), т.е. высокотехнологичные станки с компьютеризированным управлением. Оператор лишь задает пограмму, закрепляет заготовку, а потом забирает уже  готовую деталь. Операции четко следуют  одна за другой, а в случае малейшего  отклонения датчики мгновенно отреагируют  на ход выполнения работы и в зависимости  от модели оборудования либо приостановят работу, сигнализируя об остановке, либо передадут данные в вычислительный комплекс, в котором произведутся корректировки, и работа продолжится. На станках с ЧПУ обеспечивается очень высокая точность обработки, а также автоматическая смена  инструмента.

Предназначены для высококачественного фрезерования и гравирования поверхностей деталей  и заготовок из любых материалов по плоскости (программное обеспечение 2D) и в 3-х мерном пространстве (3D фрезерование).

Может применяться в различных отраслях промышленности: изготовление элитной  мебели и элементов (фасады, кровати, зеркала и др.).  
 
 
 
 
 
 
 

Устройство  станков

Устройство  фрезерного станка с нижним расположением шпинделя

Фрезерный одношпиндельный  станок с ручной подачей и с  нижним расположением шпинделя состоит  из станины 1, по которой вертикально  перемещается суппорт 2. В суппорте на шариковых подшипниках укреплен шпиндель. Для длинной насадки предусмотрен кронштейн 6 с откидным подшипником, обеспечивающий устойчивость шпинделя. При смене инструмента кронштейн отводят в сторону. В прорезях стола установлены направляющие линейки 5 и прижимы. Положение шпинделя по высоте регулируют маховичком 3.

     Электродвигатель  соединен со шпинделем плоскоременной передачей. Шкив, закрепленный на шпинделе, имеет удлиненную форму, что позволяет  изменять положение шпинделя по высоте, не меняя положения электродвигателя. 
 
 
 
 
 
 

Устройство  фрезерного станка с  верхнем расположением шпинделя

Одношпиндельный станок марки ВФК-1 показана на рис. (1 – педаль, 2 – копировальный палец, 3 – стол, 4 – обрабатываемая заготовка, 5 – фреза, 6 – упорный винт, 7 – ограничительные упоры, 8 – револьверная головка, 9 – шаблон, 10 – маховик подъёма стола).

На стол станка укладывается шаблон 9 , а сверху обрабатываемая заготовка 4. Фреза 5 крепится на валу высокооборотного электрошпинделя (12000 - 18000 об/мин), питаемого током повышенной частоты (200 – 300 Гц). При нажатии на педаль 1 шпиндель поднимается, что даёт  возможность установки шаблона и заготовки. Копировальный палец 2 входит в прорезь шаблона. Рабочий вручную перемещает шаблон с заготовкой по контуру прорези шаблона. Кроме вертикального хода фрезы, станок имеет настройку стола по высоте с помощью маховика 10. В более поздних моделях станков данного класса  предусмотрена возможность поворота шпиндельной головки на угол до 60⁰ для формирования наклонных фигурных кромок и других подобных задач. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Устройство  карусельного фрезерного станка

Двухшпиндельный карусельный фрезерный , станок имеет: подвижный круглый стол 7, два суппорта 1,подвижно закрепленных в направляющих головках 2 цилиндрических стоек. На суппортах закреплены электродвигатели 3, валы которых одновременно служат и шпинделями. По центру стола на стойке 6 установлены раздвижные кронштейны 4 пневматических зажимов 5. Кнопки управления станком и сигнальные устройства размещены на панели 8.

     Заготовки кладут в специальные цулаги, закрепленные на столе 7, по окружности которого могут  быть закреплены кулачки 13, автоматически снижающие скорость подачи (вращения стола) в момент обработки отдельных участков заготовки, что позволяет избежать образования сколов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Устройство  фрезерного станка с ЧПУ

Фрезерный станок с ЧПУ: 1 — консоль; 2 — салазки; 3 — стол; 4 — защитный щиток; 5 —  шпиндель; 6 фрезерная бабка; 7 — ползун; 8 — станина; 9 — кожух; 10 — шкаф 
Приводы движения подач фрезерных станков с ЧПУ имеют короткие кинематические цепи, передающие движение от двигателя непосредственно исполнительному органу.  
 На станине вмонтируют узлы и механизмы станка. Станина спереди имеет направляющие, закрытые кожухом 9, по которым перемещается консоль 1. На горизонтальных направляющих смонтированы салазки 2, по продольным направляющим которых передвигается стол 3. На привалочной плоскости станины закреплена фрезерная бабка 6, по вертикальным направляющим которой перемещается ползун 7 со шпинделем 5. В соответствии с требованиями безопасности труда ползун имеет защитный щиток 4. Сзади станка расположен шкаф10 с электрооборудованием и ЧПУ.

Формула производительности фрезерного станка

      ,где

s _z –подача(мм/зуб)

V-скорость резания(м/мин)

Z-число зубьев(шт)

D-диаметр фрезы(мм)

B –ширина паза(мм)

t –глубина резания(мм)

     Следовательно, при постоянном диаметре фрезы на производительность фрезерования параметры В, t, s z и v оказывают одинаковое влияние, так как каждый из них влияет в первой степени. Это означает, что при увеличении любого из них, например в два раза (при прочих неизменных параметрах), производительность также увеличивается в два раза.

Применяемый дереворежущий инструмент

Это различные  виды фрез. В зависимости от способа  закрепления на станке фрезы

разделяют на насадные и концевые.

     Насадные  фрезы имеют отверстие для  их установки на шпиндельные насадки, концевые

оканчиваются  хвостовиком и закрепляются на шпинделе посредством патронов или же

вставляются хвостовиком  в гнездо шпинделя.

Фрезы очень  разнообразны по своей конструкции:

                              I                                                              IV

                    II                             III

Рис Фрезы: а-цельная, б-составная, в-сборная со сменными ножами, г-комбинированная.

II. Фреза со вставными  резцами: 1-болт, 2-клин, 3-корпус, 4-резец, 5-винт для установки  резца

по  высоте.

III. Фреза, оснащенная  пластинками из  твердого сплава: 1-корпус  фрезы, 2-пластинка.

IV. Фрезы: а-в виде шипорезной головки, б-с прямыми зубьями, в-со спиральными зубьями,

г-с  подрезателями, д-прорезные, е-проушечные диски, ж-концевые.

Цельные фрезы. У них зубья и корпус изготовлены из одного куска металла.

Составные фрезы. Собирают из нескольких фрез, каждая из которых может работать

только в комплекте.

Сборные фрезы. У них сменные ножи (резцы) укрепляют в корпусе.

Комбинированные фрезы. У этих фрез установлено несколько видов режущего

инструмента.

Составные фрезы  используют для получения точного  сложного профиля. Они имеют

преимущество  перед цельными в том, что они сохраняют профиль фрезерования при

неоднократных заточках зубьев. У цельных фрез фасонный профиль зубьев изменяется,

они стачиваются и этот износ уже ничем нельзя компенсировать.

В настоящее  время очень широко применяют  фрезы со вставными резцами и  фрезы

оснащенные пластинками из твердого сплава.

За счет этого  получают большую экономию качественной инструментальной стали.

Кинематические  схемы

Кинематическая  схема одношпиндельного фрезерного станка с автоподачей:

1-педаль, 2-суппорт

шпинделя, 3-маховичок, 4-тросик, 5-рычаг, 6-вкладыш,

7-палец, 8-пружина, 9-фреза, 10-блок звездочек,

11-шестеренная  передача, 12-червячный  редуктор,

13-электродвигатель  механизма подачи, 14-то  же, шпинделя,

15-маховичок.

     Они являются наиболее производительными.На шпинделе подвижно в шариковых подшипниках установлены звездочки, которые вращаются от отдельного двигателя.Обрабатываемую заготовку укладывают в шаблон и закрепляют в нем.

По опорной  поверхности шаблона установлена  велосипедная цепь или специальная

перфорированная лента.

     Верхняя подающая звездочка находится в  зацеплении с цепью (лентой) и подает шаблон с обрабатываемым материалом вдоль режущего инструмента.

Конструкция механизма  подачи предусматривает возможность  сообщать шаблону

Прямолинейное движение при односторонней обработке  заготовок и вращательное – при

обработке по контуру.

     Детали  с контуром, очерченным по кругу обрабатывают при неподвижной оси вращения шаблона.

       Во всех других случаях точки  контура криволинейных деталей  находятся на

разном расстоянии от окружности резания, описываемой фрезой. Поэтому, чтобы

обеспечить непрерывное  соприкосновение обрабатываемой заготовки  с режущим

инструментом, можно  изменять расстояние от центра вращения шаблона до окружности

резания. Для  этого предусмотрено закрепление  вкладыша 6 с пальцем 7 и установлен

рычаг 5, связывающий  шаблон с пружиной 8. При установке  и снятии шаблона вкладыш с

пальцем отводят  от оси шпинделя педалью 1.

Если обрабатывают одну сторону криволинейной заготовки, то шаблон прижимают к

подающей звездочке  прижимными роликами, установленными на вкладыше 6. 
 

Кинематическая схема универсального горизонтально-фрезерного станка 6М82. Привод главного движения заимствуется от электродвигателя 69 и осуществляется 18-ступенчатой коробкой скоростей. Вращение от вала 1 с помощью зубчатых колес 1—2 передается на одну из трех пар колес 3—4, 5—6 или 7—8. Отсюда одна из передачи 9—10, 11—12 или 4—13 сообщает движение валу IV, а последний по цепи колес 14—15 или 16—17 — шпинделю V. Частота вращения шпинделя изменяется переключением колес 3—5—7, 10—13—12 и 14—16.

Кинематическая  схема универсального горизонтально-фрезерного станка 6М82

Привод механизма  подачи расположен внутри консоли. Электродвигатель 63 с помощью передач 18—19, 20—21 вращает  вал VIII и далее через зубчатые колеса 22—23, 24—25 или 26—27, 27—28, 29—30 или 31—32 вращение передается валу X. Отсюда движение на вал XI может быть передано через пару колес 33—34 (колесо 33 смещается  вправо для сцепления с муфтой 75) или через перебор, состоящий  из колес 35—36, 37—33 и 33—34 (при этом колесо 33 занимает положение, показанное на схеме). Широкое колесо 34 свободно насажено на вал и передает ему вращение при включении муфты 64. При включении  дисковой фрикционной муфты 67 вал XI может получить быстрое вращение, необходимое для осуществления  ускоренных ходов. Цепь быстрого вращения состоит из групп передач 18—19, 19—52 и 52—53. Муфты 67 и 64 сблокированы и имеют  один орган управления; при включении- первой муфты вторая выключается  и наоборот. Подачи стола осуществляются с помощью винтовых механизмов: продольная 54—55, поперечная 56—57 и вертикальная 58—59. Гайка 55 закреплена в верхних  салазках, гайка 57 — в консоли, гайка 59 — в тумбе 66. Цепь продольной подачи соединяет вал XI с ходовым винтом 54. Она состоит из передач 38—39, 40—41—42, 43—44, 45—46 (на схеме винт 54 повернут на 90° относительно оси колес 44 и 45; его ось перпендикулярна к  плоскости чертежа).

     Цепь  поперечной подачи состоит из зубчатых колес 38— 39, 40—41—42—47. Цепь вертикальной подачи включает в себя зубчатые колеса 38—39, 40—41, 48—49 и 50—51. Для включения  и выключения подач служат муфты 62, 65 и 70.  
 

Описание  технологического процесса на фрезерных станках

Рассмотрим  фрезерование уступов  дисковыми фрезами:

Нужно выбрать  трехстороннюю, т.к нужно поочередно обработать по 1 уступу с каждой стороны призмы(рис. а,б). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выбираем трехстороннюю  фрезу со вставными ножами по ГОСТ 5348-69, оснащенными пластинками твердого сплава Т15К6. Диаметр фрезы D=100мм, ширина В=18мм,число зубьев Z=8. При фрезеровании пазов и уступов тиски должны быть выверены с помощью рейсмуса или индикатора со стойкой и закреплены. Установку и закрепление заготовки производим в машинных тисках с подкладкой. Закрепление дисковой фрезы на оправке производят так же, как и цилиндрической. Режимы фрезерования выбирают либо по справочникам, если они не указаны в операционных картах, либо непосредственно по операционным или инструкционным картам.

Режим фрезерования для нашего случая В=13мм,t=4мм,sz=0,06мм/зуб,v=335м/мин.

По графику  определяем число оборотов шпинделя станка-1000 об/мин.

По графику  определяем минутную подачу Sм=500мм/мин. Затем производят настройку станка на требуемое число оборотов шпинделя станка и требуемую минутную подачу.

Фрезерование  каждого уступа состоит из следующих  основных приемов:

1. нажатием кнопки «Пуск» включить электродвигатель и шпиндель станка в направлении, противоположном направлению винтовой канавки фрезы.
2. Подвести заготовку ручным перемещением стола рукоятками продольного, поперечного и вертикального перемещений под вращающуюся фрезу до легкого касания боковыми режущими кромками заготовки. Затем вращением рукоятки вертикальной подачи опустить стол до выхода фрезы за габариты обрабатываемой заготовки. Далее вращением рукоятки поперечной подачи передвинуть заготовку в направлении фрезы на 13 мм, пользуясь лимбом поперечной подачи. Поднять стол до легкого касания вращающейся фрезой верхней плоскости заготовки. Вращением рукоятки продольной подачи вывестизаготовку из-под фрезы, выключить станок и поднять стол  на 4мм, пользуясь лимбом вертикальной подачи. Застопорить вертикальные и поперечные салазки.
3. Установить кулачки механического выключения продольной подачи стола на длину фрезерования. Включить вновь вращение шпинделя, подать вручную заготовку вращением рукоятки продольной подачи стола по направлению к вращающейся фрезе, включить механическую продольную подачу и произвести фрезерование первого уступа. Выключить станок,не производя перемещений стола. Проверить размер обработанного уступа по ширине и глубине с помощью штангенциркуля. Если размер выдержан неточно, следует исправить деффекты обработки.
4. Порядок установки фрезы относительно заготовки при обработке второго уступа зависит от того, какой и з размеров надо выдержать точно(размер 13 мм или размер между уступами 89мм). Так как в нашем примере рассмотрен размер 13 мм, то порядок обработки второго уступа будет такой же, как и первого. Если бы требовалось выдержать размер уступа по длине, то после обработки первого уступа обработку второго уступа можно производить по одному из двух вариантов в зависимости от длины выступа. При сравнительно короткой длине выступа следует возвратить стол в исходное положение до выхода фрезы за габариты обрабатываемой заготовки. Затем переместить стол в поперечном направлении на расстояние, равноеширине выступа плюс ширина фрезы, и профрезеровать второй уступ.

Отечественные и зарубежные фрезерные  станки

Копировально  фрезерный 2-х шпиндельный деревообрабатывающий станок модели ФК-2

Предназначен для изготовления из древесины хвойных и лиственных пород одновременно 2-х изделий сложной конфигурации (фигурные подлокотники, ножки кресел, ручки ударных инструментов, витых ножек балясин и топорищ).  
 
Технические характеристики

Фрезерный станок Ф 130-04 для выполнения работ по дереву с ручной подачей

Фрезерный станок предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ по дереву по направляющим линейкам с ручной подачей (изготовление вагонки, половой доски, плинтуса, наличника, филенки и других погонажных изделий), зарезки простых шипов с помощью шипорезной каретки и криволинейного фрезерования по шаблону с ручной подачей.