Фрезерная обработка на станках с ЧПУ - часть 1

3

1. Классификация фрезерных станков.

Фрезерные станки можно классифицировать по различным признакам. 

По расположению шпинделя: 

1. Вертикальные.

2. Горизонтальные.

Вертикальные  станки  являются  наиболее  универсальными  и  применяются  в 

большинстве  случаев.  На  горизонтальных  станках  обрабатываются  в  основном 

крупногабаритные корпусные детали. 

По количеству управляемых осей (степеней свободы): 

1. Однокоординатные.

2. Двухкоординатные.

3. ….

Ось  шпинделя  всегда  является  осью Z и  направлена  на  инструмент.  Оси X и Y – 

перпендикулярные  направления  перемещения  режущего  инструмента  в  плоскости 

стола. Оси A, B, C – это вращение вокруг осей X, Y, Z. 

По типу стола: 

1. С неподвижным столом (рис.1.2).

2. С подвижным столом (рис.2.1).

Наиболее распространённой является компоновка станка, где оси X и Y реализованы 

перемещением  стола  относительно  шпинделя.  Для  обработки  крупногабаритных 

деталей  и  для  улучшения  обзора  рабочей  зоны  изготавливают  станки,  где  стол 

неподвижен, а вся шпиндельная бабка перемещается относительно него. 

Многокоординатные станки различаются по способу реализации 4, 5 и более осей: 

1. С поворотным столом (рис.1.1, 1.3, 1.4).

2. С поворотной головкой (рис.1.2).

4

Рис.1.1 

Рис.1.2 

Рис.1.3 

Рис.1.4 

Самый простой способ сделать из 3 координатного станка 4 или 5 координатный – 

это  установить  на  основной  стол  станка  дополнительный  поворотный  стол.  Главным 

недостатком  этого  решения  является  уменьшение  рабочей  зоны  станка.  В  общем 

случае,  поворотный  стол  может  быть  встроенным  изначально.  Более  крупные  станки 

оснащают  поворотной  головкой,  которая  имеет 1 или 2 степени  свободы  и  может 

работать как с индексированием, так и в режиме непрерывного управления. 

5

2. Основные узлы фрезерных станков с ЧПУ.

Рис.2.1 

Фрезерный станок С ЧПУ состоит из следующих элементов: 

1. Станина. Бывает 2-ух видов – литая и сварная. Первый вид имеет преимущества из-

за  большей  жёсткости  и  лучшей  демпфирующей  способности.  В  то  же  время,

сваркой можно получить более сложную конфигурацию, что, иногда, необходимо.

2. Направляющие.  Существуют  линейные  направляющие  (рис.2.2, 2.3) и

направляющие  скольжения.  Второй  вид  используется  повсеместно 

в

универсальном  оборудовании.  Обладает  большей  жёсткостью,  что  обуславливает

их  применение  на  станках  для  черновой  обработки.  Однако,  данный  тип

направляющих  имеет  трение  скольжения,  которое  является  причиной  низкой

скорости  перемещения  рабочих  узлов  станка  (до 10м/мин)  и  меньшей  точности

интерполяции.  Линейные  направляющие  работают  на  трении  качения.

Обеспечивают  высокие  скорости  перемещения  (до 100м/мин)  и  более  высокую

точность, чем направляющие скольжения. Недостатком этого типа является более

низкая  жёсткость.  Однако  его  можно  нивелировать,  увеличивая  количество

установленных направляющих.

6

Рис.2.2 

Рис.2.3 

3. Шпиндель. Одна из самых важных частей станка. Обеспечивает главное движение

резания.  Первый  вид  – шпиндель  установлен  отдельно  от  привода  и  вращение

передаётся с помощью ременной передачи или напрямую через муфту. Шпиндель

может  иметь  как  подшипники  качения,  так  и  аэродинамические  или

гидростатические  подшипники.  Второй  вид – шпиндель  представляет  собой

электродвигатель,  в  роторе  которого  закрепляется  инструмент.  Первая

разновидность наиболее распространена, т.к. значительно дешевле в изготовлении.

Её главным недостатком является невысокая частота вращения (до 15000 об/мин).

Для  многих  операций  этот  недостаток  не  является  существенным,  однако,  при

обработке  сложных  поверхностей  штампов  или  прессформ  высокая  частота

вращения  необходима.  Второй  тип  шпинделей  может  развивать  более 100000

об/мин.

4. Приводы  подач.  Высокомоментные  электромоторы,  вращательное  движение

ротора  которых  превращается  в  линейные  перемещения  рабочих  узлов  станка  с

помощью  шарико-винтовых  пар  (ШВП) (рис.2.4).  Текущее  положение

определяется  либо  с  помощью  круговых  датчиков  на  приводе,  либо  с  помощью

линейных  датчиков  (линеек),  расположенных  вдоль  направляющих.  Линейные

двигатели – особый вид двигателей, у которых ротор и статор расположены вдоль

направляющих,  а  текущее  положение  определяется  только  с  помощью  линеек.

Последние имеют значительно более высокую точность, т.к. из передаточной цепи

исключена  ШВП – звено,  вносящее  погрешность,  особенно,  при  изменении