Вертикально фрезерный станок описание

Едва ли найдется отрасль тяжелой промышленности и машиностроения, где не задействуются, так или иначе, фрезерные станки. С их помощью значительно упрощается и ускоряется процесс формовки поверхностей, достигается высокая точность и удобство обработки, обеспечивается большой потенциал автоматизации производства.

Современный рынок предлагает фрезерные станки различных типов и конфигураций, что позволяет подбирать устройства в точном соответствии с потребностями технологического процесса. Однако не теряют популярности и универсальные модели, прошедшие испытание временем и доказавшие на деле свою надежность и практичность. Одним из наиболее известных устройств подобного рода является вертикально-фрезерный станок 6Р13. Несмотря на появление новых представителей того же модельного ряда (серии 6Т и FSS), модель 6Р13 остается на плаву благодаря совокупности описанных эксплуатационных качеств и лояльной цене.

Область применения

Станок 6Р13 предназначен для выполнения фрезерных, сверлильных и расточных работ по чугуну, стали, цветными металлам, некоторым видам пластмасс и др. Он допускает обработку поверхностей, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, под углами до 45 градусов, в пазах и криволинейных элементах профиля при помощи фрез:

• торцевых;
• концевых;
• цилиндрических;
• радиусных;
• других типов.

Станок выпускается Горьковским заводом фрезерных станков (ГЗФС) с 1972 года и получил широкое распространение как на территории бывшего СССР, так и за ее пределами. Известен своей надежностью, неприхотливостью к условиям работы и качеству обслуживания, высоким качеством исполнения.

Модельный ряд

Горьковский завод фрезерных станков начал их производство в 1932 году с модели 682. За ней последовали:

• 6Б12 –выпускался с 1937 года;
• 6Н12 — с 1951 года;
• 6Н13ПР — с 1956 года, признан лучшим станком своего времени;
• 6Н13Ф3-2 — с 1957 года, впервые установлено ЧПУ;
• 6М12 — с 1960 года;
• 6М12П — с 1961 года, высокоточный станок;
• 6Р13 — с 1972 года, заменил станок морально устаревший 6М12;
• 6Р12Б — с 1974 года, относится к классу быстроходных станков;
• 6Р13РФ3 — с 1976 года, использовано ЧПУ, установлена револьверная головка;
• 6Р12К-1К-1 — с 1978 года, установлено копировальное устройство;
• 6Т12-1 — с 1985 года, унифицированы основные узлы и агрегаты;
• 6Т12 — с 1991 года, усовершенствованная модель 1985 года.

Технические характеристики

1. Высота шпинделя над поверхностью стола — от 30 до 500 мм;
2. Величина максимального перемещения стола: в вертикальной плоскости — 430 мм; в продольной — 1000 мм; в поперечной — 400 мм.
3. Величина перемещения стола на одно деление лимба — 0,05 мм в любой плоскости.
4. Скорость холостого перемещения стола — до 4000 мм/мин в горизонтальной плоскости и до 1330 мм/мин в вертикальной.
5. Величина подачи — до 12,5-1600 мм/мин в горизонтальной плоскости и до 4,1-530 мм/мин в вертикальной.
6. Максимальный диаметр фрезы при черновой обработке — 200 мм.
7. Всего скоростей шпинделя — 18.
8. Скорость вращения шпинделя — от 31,5 до 1600 об/мин.
9. Максимальный угол поворота головки шпинделя — 45 градусов.
10. Мощность привода главного движения — 11 кВт.
11. Мощность привода подач — 3 кВт.
12. Максимальная масса обрабатываемой заготовки или детали — 630 кг.
13. Габаритные размеры станка: высота — 2430 мм; длина — 2570 мм; ширина — 2250 мм.
14. Масса снаряженного станка — 4300 кг.

Кинематическая схема

Привод шпинделя фрезерного станка 6Р13 осуществляется электромотором при помощи ступенчатого семивального редуктора, расположенного в верхней части станка. Он же исполняет функции регулировки скорости вращения. Привод стола осуществляется через сложный многовальный механизм от маломощного электродвигателя, или вручную посредством механических управляющих устройств. Расположение этих и некоторых других элементов указано на кинематической схеме станка.

Основные узлы станка

Основной частью фрезерного станка 6Р13 является станина, которая служит для размещения остальных крупных узлов. В образованной ею нише располагается подвижная консоль с закрепленной на ней коробкой подач. Последняя выполняет функцию передачи крутящего момента к вспомогательным рабочим органам станка с его изменением по величине и направлению, т. е. участвует в процессе регулировки режима работы устройства. На консоли располагаются салазки и рабочий стол, которые также участвуют в формировании рабочего движения и служат надежным механизмом крепления обрабатываемой детали.

Внутри станины за соответствующими щитками располагаются блок электрооборудования и коробка скоростей, сгруппированная с коробкой переключения. Электрооборудование отвечает за своевременное и полное снабжение электрическим током двигателей устройства, осуществляет контроль за режимом работы и некоторые регулировочные функции. В некоторых модификациях этот модуль включает ЧПУ. Коробка скоростей и коробка переключения необходимы для передачи крутящего момента к шпинделю с ручным выбором одной из 18 возможных скоростей вращения.

В отдельный узел выделяют также поворотную головку шпинделя. Она необходима для обработки поверхностей, расположенных под углом до 45 градусов относительно рабочей плоскости стола станка.

1. Станина
2. Поворотная головка
3. Коробка скоростей
4. Коробка подач
5. Коробка переключения
6. Консоль
7. Стол и салазки
8. Электрооборудование

Работа станка

Фрезерный станок 6Р13 работает по классической схеме, в которой главным рабочим движением является вращение фрезы, а вспомогательным — подача стола с закрепленной на нем заготовкой или деталью. Режим работы в станках старой конструкции рассчитывается вручную и задается посредством регулировочных рукояток и рычагов. В более современных модификациях регулировку и контроль процесса фрезерования осуществляет ЧПУ, становится возможным работа по шаблону благодаря копировальному устройству.

Ручное управление

Осуществляется при помощи основных и дублирующих маховиков продольного и поперечного перемещения стола, рукояти ручного вертикального перемещения, маховика выдвижения гильзы шпинделя. После переключения соответствующего тумблера, становится возможна работа в автоматизированном режиме, где доступен выбор нескольких предустановленных подач. Ряд управляющих механизмов вносит изменения в направление вращения шпинделя, угол его наклона, скорость вращения, режимы освещения и охлаждения. Отдельно осуществляется общий пуск станка и пуск шпинделя, кнопки аварийной остановки работы дублированы в удобных местах.

6Р13 характеризуется относительной простотой в работе, не слишком требователен к квалификации фрезеровщика и для опытного рабочего интуитивно понятен. Эти качества, в купе с безотказностью и высоким качеством обработки материалов, обусловили потребность в станке различных отраслей народного хозяйства.

Наиболее эффективно использование станка на небольших машиностроительных фирмах, авторемонтных предприятиях.

Среди разнообразного станочного оборудования фрезерные станки составляют значительную долю в объёме металлорежущего оборудования, в том числе с числовым программным управлением. Главное достоинство станка обнаруживается при обработке фасонных деталей. Здесь он незаменим, и никакой другой с ним конкурировать не может. Фрезерный станок работает спокойнее, без ударов и толчков, как это бывает на строгальных и долбёжных станках, вследствие чего все механизмы дольше сохраняются.

Но каковы бы ни были достоинства, они пропадут, если не научиться как следует обращаться с оборудованием и использовать все его возможности.

Фрезерные станки в зависимости от выполняемых функций имеют следующие виды:

• вертикальные;
• горизонтальные;
• сверлильные;
• настольные и настольные с ЧПУ;
• универсальные;
• универсальные;
• станки с ЧПУ и обрабатывающие центры с ЧПУ.

Характеристика вертикально-фрезерных станков

Вертикально-фрезерным станок называется так, потому что шпиндель, на который крепятся устройства крепления заготовок или сама заготовка для обработки, расположен вертикально рабочей области стола. Это было одно из первых оборудований, которое применялось в обработке изделий металлических изделий. Они используются для обработки тяжёлых и крупных деталей и имеют повышенную жёсткость, что обеспечивает точность обработки.

Станок имеет концевые, торцевые, цилиндрические и фасонные фрезы, поэтому может выполнять различные фрезерные операции. На нём могут осуществляться сверлильные работы. Можно выполнять растачивание и зенкерование отверстий, нарезку пазов, зубьев, рамок, зубчатых колёс, углов.

Оборудование работает с различными видами металлов и сплавов, а также пластмассам.

Вертикально-фрезерный станок бывает двух видов:

1. Станок без консоли.
2. Станок с консолью.

Станок без консоли имеет стол, расположенный на неподвижной станине, и называется крестовым. Он перемещается в поперечном и продольном направлении. С подвесного пульта осуществляется управление станком, а с помощью гидравлики устанавливаются числовые обороты шпинделя. Точное перемещение стола осуществляется за счёт замедления подачи оборотов. Полуавтоматический цикл, на котором могут работать механизмы, обеспечивает быстрый ход и остановку в необходимом положении.

Отличие станков с консолью от моделей без консоли в наличии движущейся консоли, на которой размещаются стол и салазки. Стол перемещается горизонтально по направляющим консоли. Сама консоль перемещается в трёх перпендикулярных направлениях. На ней смонтирована коробка подачи.

От подачи рабочего стола зависит скорость обработки и максимальные размеры деталей.

Технические возможности

Так как станок отличается вертикальным расположением компонентов, нужно знать и учитывать высоту модели, её габариты. Можно оценить технические возможности конструкции, ответив на следующие вопросы:

1. Какую мощность имеет силовая установка?
2. Есть ли система охлаждения?
3. Какой тип управления: ручной или электронный?
4. Сколько скоростей переключения частоты вращения?
5. Как можно охарактеризовать ход стола?
6. Какое количество оборотов у головки шпинделя?
7. Какое ограничение заготовки детали по массе и габаритам?

Ответить на все эти вопросы можно, изучив технический паспорт модели. Это позволит сделать правильный выбор.

Современные модели

Современные промышленные предприятия широко используют высокоточное оборудование с числовым программным управлением, однако, невозможно представить предприятие без оборудования с механическим управлением. Хотя механическим его можно назвать условно, так как практически все элементы конструкции работают от электрических приводов. Механическими остались приводы подачи стола и шпинделя с дублированием задания постоянной числовой величины подачи электрическим приводом.

У производителей фрезерно-вертикальных станков выпускаемые модели имеют одинаково узнаваемые черты.

Основным недостатком всех моделей можно считать высокую стоимость и ограниченный срок эксплуатации. Кроме этого, сложно найти специалиста, который сможет отремонтировать неполадку, если поставщик после реализации продукции не предоставляет последующего обслуживания.

К вертикально-фрезерным станкам относятся следующие модели: 6М12П, 6Р12Б, 6С12, 6Н12, 6Р12, 6Т12. Они нашли широкое применение не только в бывших республиках СССР, но и успешно экспортируются за рубеж. Это надёжное, качественное оборудование, которое не требует к себе пристального внимания. Современные заводы систематически улучшают конструкцию оборудования и по возможности увеличивают скорость резания. Из года в год технологические возможности различных моделей улучшаются.

Производители станков

Одним из известных производителей токарных станков является акционерное общество TRENS (Словакия). Особенность этой компании — изготовление оборудования качественной обработки и высокой точности. По требованию заказчика производитель может внести изменения в конструкцию станка. Оборудование доступно в обслуживании и эксплуатации.

Лидером европейских производителей металлорежущих станков, в том числе вертикально-фрезерных, является завод TAJMAC — ZPS (Чехия). Завод имеет своё литейное производство, что даёт предприятию независимость от внешних факторов. Качество обработки и высокая технологическая характеристика изготавливаемого оборудования позволяет использовать производимую заводом продукцию не только в машиностроении, но и в ракетостроении, энергетики, авиационных предприятиях.

Липецкое станкостроительное предприятие выпускает фрезерные станки российского производства. Достоинство этого сравнительно молодого предприятия в том, что они самостоятельно изготавливают узлы оборудования, а это значительно снижает стоимость, не уменьшая качества.

Уход за станком

Правильно обслуживать оборудование может только тот, кто хорошо знает устройство всех механизмов и как они действуют. Основные механизмы, которые нужно изучить:

• привод;
• шпиндель и его подшипники;
• коробку скоростей и подач;
• стол;
• делительную головку;
• принадлежности и приспособления.

Одним из основных условий, гарантирующих правильность обслуживания оборудования, является правильная своевременная смазка и чистота рабочего места.

Все механизмы должны быть отрегулированы на плавность хода, это значит, что они должны работать без остановки и люфта. Нельзя допускать перегрузки, так как это скажется на работе станка. На результат работы влияние оказывает закрепление фрезы и обрабатываемого изделия. Недопустимо вращение фрезы в обратную сторону. Её зубцы выкрошатся, и она придёт в негодность.

Нельзя класть на стол станка посторонние предметы. Стружку, которая образуется на столе, надо удалять часто, так как она не только мешает наблюдать за работой фрезы, но и заполняет промежутки между зубцами, увеличивая трение и расход энергии.

Необходимо следить за отводом отработанной жидкости в резервуар, так как если жидкость будет разливаться хаотично, то может смешаться с маслом и понизить качество смазки. После работы оборудование необходимо вытирать сухой ветошью.

Нельзя оставлять механизмы в процессе работы без присмотра.

Меры безопасности при работе

Так как сам вертикальный фрезерный станок работает медленно, то чаще всего травмы происходят из-за попадания пальцев рук под зубцы фрезы. Поэтому категорически запрещено удалять стружку руками, чистку зубцов фрезы необходимо производить специальной щёткой.

Причиной несчастного случая может быть попадание стружки в глаз. Во избежание этого при работе надо обязательно надевать защитные очки.

Специальная одежда должна быть не слишком прочной и плотно облегать тело. Так как концы болтающейся одежды могут попасть под вращающиеся механизмы и причинить телесные повреждения.

Можно получить травму вследствие неосторожного обращения с обрабатываемыми деталями. Тяжёлые детали, падая, могут причинить увечье ног или рук.

Неисправность электрических приборов и неосторожное обращение с ними может привести к поражению электрическим током.

Чтобы устранить возможность падения при движении по скользкому полу, нужно работать в специальной обуви.

Процесс фрезерования позволяет получать детали различной формы и размеров. Наиболее распространенным вариантом фрезерного станка по металлу можно назвать вариант исполнения, когда шпиндель расположен вертикально. Подобное оборудование стали называть вертикально-фрезерными станками.

Консольные вертикально-фрезерные станки изготавливают на базе горизонтально-фрезерных с небольшим изменением коробки скоростей и станины.

Этап развития станков до появления ЧПУ

Все станки можно разделить на две группы:

1. Группа, в которой установка режимов работы, подача и другие действия проводятся человеком.
2. Группа обрабатывающих станков по металлу, работа которых полностью или частично автоматизирована при помощи блока с числовым программным управлением.

Фрезерный станок с вертикально расположенным шпинделем без ЧПУ используются уже на протяжении нескольких десятилетий. Наиболее популярными стали следующие модели: 6Т12, 6М12П, 6Р12, 6Р12Б. Эти представители группы фрезерных станков были очень распространены в бывшем СССР. Только после того, как было доказано расчетами и на практике превосходство ЧПУ с экономической точки зрения и другим характеристикам, эти станки по металлу стали заменять новыми. Тем не менее, 6Р12 можно встретить практически на всех крупных машиностроительных заводах.

Если провести краткое описание характеристик этого оборудования, то можно выделить следующие их особенности:

1. проводят обработку практически всех металлов и сплавов, в том числе и чугуна. по этому показателю ограничением является устойчивость используемого режущего инструмента к стиранию, разрушению при обработке с указанными режимами работы определенного типа материала.
2. схожая конструкция: наличие фрезерной бабки, стола, салазок, шпинделя, станины.
3. надежность и неприхотливость – качества, которые обусловили популярность указанных выше станков. на момент производства эти станки экспортировались во многие страны мира.
4. при помощи них можно проводить фрезерование, сверление, растачивание. Кроме этого отметим появление механизма поворота головки на угол 45° относительно стола. Эта особенность позволила создавать элементы, которые расположены относительно плоскости основания под определенным углом.

Кинематическая схема консольно-фрезерного станка 6Н12

Отличительной особенностью оборудования можно назвать возможность использования определенных показателей характеристик обработки: величину подачи, скорость вращения инструмента и т.д. Кроме этого все модели отличаются размером стола. Этот показатель определяет возможность обработки заготовок определенных размеров и веса.

В расшифровке первая цифра означает группу фрезерных станков, следующая буква обозначает модернизацию основной модели, вторая по счету цифра подгруппу вертикально-фрезерных станков, последняя цифра размер стола. Остальные характеристики можно найти в спецификации.

Консольные и бесконсольные модели

Основным отличием всех вертикально-фрезерных станков по металлу можно назвать наличие или отсутствие консоли. Практически все современные варианты исполнения с ЧПУ относятся к консольному типу. Однако ранее довольно популярными были бесконсольные станки по следующим причинам:

1. Отсутствие консоли обуславливало то, что основанием для стола становился пол завода или бетонная плита.
2. Использование в качестве основания для салазок пола или бетонной плиты приводило к значительному повышению жесткости конструкции, к ее удешевлению.
3. Повышение жесткости конструкции обуславливало возможность обработки больших и тяжелых деталей.

Однако по причине того, что основание стола не может учитываться в создаваемых программах обработки, точность обработки была значительно меньше, чем у моделей с консолями. Именно поэтому числовое программное управление крайне редко устанавливают на подобного типа станки.

Вертикально-фрезерные станки в эпохе информационных технологий

Принцип работы рассматриваемых фрезерных станков по металлу обуславливал малую подвижность шпиндельной бабки (это проводилось только в наладочных целях). Фрезерование плоских поверхностей проводится путем изменения положения стола с жестко закрепленной заготовкой относительно первоначальной координаты. Именно подобная особенность обуславливает малую точность обработки.

Всеми процессами, от установки режимов резания, до управления положения стола руководит фрезеровщик. Человеческий фактор определяет высокий процент брака по современным меркам, а также ухудшение производительности.

Затронув показатель производительности, отметим, что при конструировании станков несколько десятков лет назад не учитывалась возможность использования режущего инструмента, изготовленного из сверхтвердого материала, а также многие модели не имеют системы подачи СОЖ (смазывающе-охлаждающей жидкости). Поэтому при использовании подобных станков также нельзя повысить производительность.

Вертикально-фрезерные станки 6Т12, 6М12П, 6Р12, 6Р12Б изготавливались на заводах СССР. Уже на протяжении многих лет эти заводы прекратили свое существование, и рассматриваемые модели другие представители сферы станкостроения не выпускают из-за экономической невыгодности.

Современные вертикально-фрезерные станки

Несмотря на неоспоримое преимущество внедрения ЧПУ все же производят вертикально-фрезерные станки с механическим управлением, к примеру, JET JVM-836 TS. При их проектировании и производстве используется современное оборудование, что позволило добиться высокой точности позирования всех элементов конструкции, ее жесткости, а это благоприятно повлияло на показатель возможной точности, достигаемой при фрезеровании. Кроме этого практически все элементы конструкции стали работать от электрических приводов. Исключением можно назвать приводы подачи стола и шпинделя, которые ставят механического типа (однако проводится их дублирование электрическим приводом для возможности задания постоянной величины подачи).

Отдельное внимание заслуживают варианты исполнения с ЧПУ, к примеру, станок Haas TM-2. Применение современных технологий позволило сделать практически весь процесс автоматизированным (после ввода программы и закрепления заготовки, до ее снятия не требуется вмешательство оператора). Описание подобных фрезерных комплексов включает следующие характеристики:

1. Работа на высоких скоростях вращения шпинделя, использование больших показателей подачи, движение шпинделя в двух плоскостях, высокая скорость позиционирования вместе с автоматизацией процесса позволяют получить высокоточные детали за минимальное время.
2. Сложная система подачи СОЖ и удаление стружки из зоны резания.
3. Максимальная защита окружающих.
4. Возможность фрезерования по сложным траекториям.

Если рассматривать вопрос достоинств и недостатков, характеристики современных фрезерных станков по металлу при вертикальном расположении шпинделя, стоит указывать определенные модели, так как у них много различий и описание имеет различное содержание. Единственными их общими недостатками, которые присущи практически всем вариантам исполнения, можно считать высокую стоимость и малый гарантируемый срок эксплуатации, а при возникновении неполадок найти специалиста крайне сложно (при этом стоимость ремонта также может быть высокой).

В заключение отметим, что приведенный фрезерный станок по металлу в этом пункте, несмотря на свою сложную конструкцию, относится к вертикально-фрезерной группе, так шпиндель расположен в вертикальной плоскости. Стоимость этой модели около 50 000 $, она способно создавать готовые детали с одним перебазированием, то есть заготовка один раз должна быть перестановлена так, чтобы можно было обработать поверхность, которая при предыдущем этапе фрезерования была основанием.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.