Сверлильно-фрезерный станок, на котором в качестве рабочего инструмента используют как фрезу, так и сверло, относится к универсальным устройствам. Благодаря этому такие станки применяются в различных сферах деятельности.
Одна из разновидностей сверлильно-фрезерного станка
Сверлильно-фрезерный станок, используемый преимущественно для обработки заготовок из металла, может быть дополнительно оснащен числовым программным управлением, что позволяет повысить качество выполнения технологических операций и точность геометрических параметров готового изделия. На сверлильно-фрезерных станках можно эффективно и точно выполнять обработку деталей с криволинейными поверхностями, правильной и неправильной формы, осуществлять точную калибровку, формировать отверстия, нарезать в них резьбу, делать канавки с гладкой внутренней поверхностью и гребни даже очень небольших размеров. Кроме того, сверлильно-фрезерные станки успешно используются для обработки элементов шлицевых и шпунтовых соединений.
Современные производители, занимающиеся выпуском подобных станков, предлагают большое разнообразие их модификаций. Высокотехнологичными считаются модели сверлильно-фрезерных станков, оснащенные системами ЧПУ. Такие модели, кроме высокой точности и максимальной производительности, удобны еще и тем, что при обработке на них минимизируется влияние человеческого фактора.
Большой популярностью пользуются станки, которые могут устанавливаться и фиксироваться на плоской поверхности из металла при помощи магнитной подошвы. Подошва позволяет закрепить станок не только на поверхности металлического рабочего стола, но и непосредственно на обрабатываемой заготовке, если площадь ее поверхности позволяет это сделать.
Как они устроены?
Любой Сверлильно-фрезерный станок по металлу вне зависимости от модификации и комплектации имеет несколько стандартных узлов, которые и определяют его возможности.
Основание
Разновидность основания зависит от самого сверлильно-фрезерного станка . Если это настольный вариант, то основание низкое и плоское. Если сверлильно-фрезерный станок напольный – основание в виде тумбы. Внизу основания могут быть ребра жесткости. Рабочий стол такого станка является объемной конструкцией с повышенными параметрами надежности.
Колонна
Колонна двигается по направляющим. Они закреплены на литой станине. Колонна сверлильно-фрезерного станка состоит из верхней и нижних частей, которые соединены между собой. По самой колонне перемещается сверлильная головка. Здесь же расположен суппорт со шпинделем.
Суппорт
За счет движения суппорта по колонне происходит вертикальное перемещение инструмента, горизонтально шпиндель двигается за счет направляющих суппорта перпендикулярно столу. При помощи патрона к шпинделю крепится инструмент, фрезы и сверла.
Электродвигатель
Сверлильно-фрезерный станок может быть оборудован одним или двумя электродвигателями. Они осуществляют вертикальное и горизонтальное перемещение шпинделя. Двигатель совмещен с шариковой винтовой передачей при помощи муфты, обычно разрезной.
Вращение от электродвигателя к шпинделю производится через шкивы и зубчатый ремень. В зависимости от типа оборудования возрастает и мощность двигателя. Для промышленных сверлильно-фрезерных станков необходимы более мощные электродвигатели, чем для тех, которые используются в домашних условиях.
Коробка передач
Коробка передач сверлильно-фрезерного станка позволяет выбрать необходимую скорость вращения инструмента без всяких промежуточных ступеней. Диск переключения поворачивается при помощи указателя скоростей.
Блок управления
В зависимости от модели конструкций блока управления основными узлами может меняться, но в большинстве своем все основные органы одинаковы:
- ручка для переключения вертикальной и поперечной передачи;
- переключатель для охлаждающей системы;
- кнопки остановки, а также аварийной остановки;
- кнопка пуска шпинделя;
- ручное перемещение хобота;
- маховик для ручного продольного перемещения стола;
- зажим поворотных салазок.
Многие современные сверлильно-фрезерные станки по метлу снабжены дополнительно числовым программным управлением, которое обеспечивает более высокую производительность оборудования и точность обработки деталей.
Шпиндельный узел
В корпусе шпиндельной бабки крепится шпиндельный узел. Непосредственно в корпусе узла вращается шпиндель на высокоточных радиально-упорных подшипниках. На нижнем торце подшипника расположены 2 шпонки. Они необходимы для передачи рабочего момента на инструмент. Непосредственно внутри шпинделя расположен механизм зажима инструмента, который состоит из штока с набором тарельчатых пружин.
Стол
Это объемная конструкция, которая изготавливается из металла путем литья или прессования. Некоторые модели сверлильно-фрезерный станок по металлу предусматривают наличие магнитной подошвы. Это делает оборудование более мобильным и компактным. Также магнитная подошва помогает работать инструментом в различных плоскостях.
Роль охлаждающей жидкости и стружкодробления
Самым большим препятствием при проделывании глубоких отверстий является стружка:
- Как их вытащить без заклинивания?
- Как предотвратить повреждение поверхности отверстия?
Выбор инструментов, метода сверления и подачи СОЖ имеет значение.
Определенные виды инструментов имеют неотъемлемые преимущества для глубоких отверстий. Спиральные сверла с параболической канавкой изменяют геометрию, чтобы оптимизировать удаление стружки из более глубоких отверстий. Пистолетные сверла и сверла BTA предназначены для обработки глубоких отверстий и особенно для удаления стружки.
Охлаждающая жидкость имеет решающее значение для удаления стружки. Наилучший подход — подача СОЖ с максимально возможным давлением на наконечник инструмента. Охлаждающая жидкость под высоким давлением прямо у наконечника создает значительную силу для выталкивания стружки вверх и из отверстия.
Охлаждающая жидкость через шпиндель подает охлаждающую жидкость под давлением через отверстия, просверленные по длине сверла. Это помогает удалять стружку из отверстия снизу и действительно облегчает сверление глубоких отверстий.
Сквозные отверстия для охлаждающей жидкости в шпинделе со спиральным сверлом
Циклы сверления Peck — это ломка и удаление стружки. Каждый шаг обычно ломает стружку. Длинные волокнистые стружки цепляются за все, и их труднее удалить. Компактная стружка может более эффективно удаляться из более глубоких отверстий. Чем глубже отверстие, тем чаще спиральное сверло должно клевать, чтобы стружка оставалась компактной.
Кроме того, важна высота выхода из отверстия. Большая высота помогает вытягивать стружку из отверстия. Но это замедляет работу по мере того, как сверло заглубляется, и, кроме того, следует проявлять осторожность, чтобы не выходить из отверстия полностью. Открытое отверстие — это попадание стружки до самого дна, откуда ее необходимо удалить во второй раз.
Циклы глубоких отверстий используют пользовательский g-код для оптимизации стратегии, по мере того, как отверстие становится все глубже и глубже.
Какие работы по металлу можно выполнять
Сверлильно-фрезеровальные станки по металлу способны выполнять практически любые сверлильные и фрезеровальные операции. Высокая функциональность агрегата обоснована высокой скоростью шпинделя с инструментом. Если сверлильно-фрезерный станок по металлу снабжен ЧПУ, то обработка будет точнее, а качество полученной продукции выше.
Сверление
На сверлильно-фрезерном станке по металлу можно производить как глухое, так и сквозное сверление. Отверстие получается точного размера только в случае строгого выполнения подготовительных и основных работ. При осуществлении сквозного сверления необходимо в момент выхода из него сверла переключить автоматическую передачу на ручную. Это ослабит нажим на сверло. В процессе необходимо периодически выводить сверло из отверстия и удалять оттуда стружку.
Фрезерование
В зависимости от выполняемых операций на сверлильно-фрезерном станке по металлу меняется оборудование. Для фрезерования используются различные шлифовальные круги конической и дисковой форм. Они позволяют произвести шлифовку как по плоскости, так и внутри отверстий. Точность выполнения фрезерования зависит от конкретной модели. От точности зависит конфигурация металлических деталей, которые изготавливают с помощью копиров.
Расточка
Расточка – процесс увеличения диаметра отверстия, а также его зачистки. При сквозной расточке используют проходные резцы, При растачивании глухих отверстий применяются проходные упорные резцы. Расточка отличается меньшей производительностью, чем сверление, но при этом позволяет обрабатывать детали с большим диаметром.
Нарезка резьбы
Для нарезания резьбы применяется метчик. Он применяется для внутренней метрической резьбы. Метчики могут быть двух видов: для черновой и чистовой работ. Диаметр сверла подбираем в зависимости от диаметра резьбы и ее шага. Глухую резьбу выполнить без функции реверса невозможно. Сквозную можно выполнить и на станке, где отсутствует реверс, но в таком случае, метчик нужно вытащить вручную.
Выборка пазов
Паз – выемка металла в детали, которая ограничена фасонными или плоскими поверхностями. Паз может быть:
- Т-образным;
- ласточкин хвост;
- фасонным;
- сквозным;
- открытым или закрытым.
Для выемки пазов используются фасонные, дисковые и концевые фрезы. При фрезеровании точных пазов, размер дисковой фрезы должен быть меньше ширины паза. Для фрезерования специальных профилей, например, ласточкин хвост, необходимо использовать вертикаль — или продольно-фрезерные станки за 3 или 2 перехода.
Фрезерование шлицев
Существует 3 вида шлицевых соединений:
- прямобочные;
- треугольные;
- эвольвентные.
Шлицы используются для передачи вращательного движения между валами и втулками. Нарезание шлицев происходит в несколько этапов, которые включают черновую и чистовую обработку, фрезерование пазов канавок, снятие заусенцев, шлифование и термическую обработку.
Нарезка гребней
Это еще одна операция, которая наравне с нарезкой шлицев производится на сверлильно-фрезерном станке по металлу. Деталь обрабатывается по трем сторонам. Для обработки длинных деталей используется шпиндель и суппорт, установленные на столе.
Как «глубина» влияет на выбор метода
Большинство производителей инструмента рассматривают любую глубину, которая более чем в 3–4 раза превышает диаметр спирального сверла, как глубокое отверстие. Существуют различные причудливые геометрические формы, такие как сверла с параболической канавкой, которые помогут вам погрузиться глубже, но они также имеют предел.
Вот график, который поможет вам выбрать наиболее подходящую технику для сверления глубоких отверстий:
Глубина отверстий
Возможности моделей с ЧПУ
Все больше моделей современных сверлильно-фрезерных станков по металлу используют с применением ЧПУ. Это расширяет возможности производства. У программного управления есть несколько очевидных преимуществ:
- достаточно использовать одного оператора, который может параллельно обслуживать несколько станков;
- повышается точность и качество обработки детали;
- на порядок становится выше производительность;
- такие станки имеют расширенные функционал.
Фактически сверлильно-фрезерный станок работает самостоятельно по установленной оператором программе.
Токарные технологии металлообработки
Данное выше определение токарных работ, сильно, очень сильно, упрощено. Один перечень всех возможных токарных технологических операций займет почти одной страну текста. В список попадут черновая, чистовая, контурная, торцевая и продольная токарная обработка.
Технологии обработки меняются по типу станков, типу резцов, способу управления процесса (ручной, ЧПУ), даже по типу металла.
Однако принципиально обработка на токарном станке останется неизменной: деталь вращается, а резец или резцы двигаются по горизонту вдоль вращающейся детали.
Борьба за скорость в токарной обработке идет в сторону изменения резцов, использование сразу двух и более резцов, использование револьверных головок с наборами резцов, применение станков с ЧПУ. Посмотреть станки вы можете на сайте https://laserprocessing.ru.
Статьи по теме: Забор из прутьев, неподвласный времени
На какие критерии нужно опираться при выборе
В первую очередь важно учитывать, для каких работ приобретается оборудование. Для использования в условиях небольшой мастерской не стоит покупать излишне мощный сверлильно-фрезерный станок. Необходимо оценить габариты оборудования, а также стол, на котором оно будет располагаться.
Выбирать конкретную модель необходимо по ее функциональным возможностям, поскольку они могут отличаться. Необязательно обращать внимание на дорогостоящее оборудование, поскольку оно, может себя не оправдать.
Фрезерные технологии металлообработки
В данной технологии всё наоборот. Деталь закрепляется в условно неподвижной станине, а резцы (фрезы) обрабатывают её поверхность.
Используют фрезерование для изготовления инструментов и пресс-форм, прототипирования, автомобилестроения, медицинской техники, авиакосмической промышленности или производства товаров народного потребления.
В современных станках с ЧПУ фрезерные технологии металлообработки позволяют обрабатывать заготовку сразу по пяти осям.
Фрезерование 3D и 2D обработки любимые темы для программистов CAD/CAM программного обеспечения.
