Назначение, классификация и конструктивные особенности фрезерных станков с числовым программным управлением

Фрезерные станки с ЧПУ получили широкое распространение в промышленности. Они предназначены для фрезерования поверхностей крышек, планок, рычагов, корпусов и кронштейнов простой конфигурации, контуров сложной конфигурации типа кулачков, шаблонов и т. д., поверхностей корпусных деталей с нескольких сторон и под различными углами с расфрезерованием отверстий больших диаметров и др.

Конструктивное разнообразие фрезерных станков с ЧПУ вызвано необходимостью обработки самых разнообразных деталей различными инструментами: цилиндрическими, концевыми, фасонными фрезами, расточными резцами, зенкерами, развертками. Из этого следует, что стирается грань между станками фрезерной и свер- лильно-расточной групп. В связи с расширением круга работ фрезерные станки часто оснащают поворотными револьверными головками или магазинами инструментов. Номенклатура фрезерных станков, выпускаемых нашей промышленностью, отражает современные тенденции в развитии станкостроения. Изготовляют следующие основные типы станков: бесконсольные с крестовым столом (например, 6560ФЗ, 6520ФЗ, МА655ФЗ и др.), консольно-фрезерные (6Р13ФЗ, 6Р13РФЗ и др.) и продольно-фрезерные (6М610ФЗ-1 и др.). Станки выполняют с вертикальным расположением шпинделя для односторонней обработки и горизонтальным расположением шпинделя для многосторонней обработки.

Значительно повысилась жесткость и точность фрезерных станков с ЧПУ. Корпусные детали выполняют ребристыми, станины могут воспринимать большие статические и динамические нагрузки. В станках устанавливают высокопрецизионные ходовые винты. Для тяжелых станков применяют направляющие качения. Обработку можно вести попутным и встречным фрезерованием с одинаковой точностью, так как в коробках подач предусматривают устройство для выбора зазоров.

Для обработки заготовок сравнительно небольших размеров и меньшей точности используют станки консольной компоновки с револьверной головкой и без нее с шириной стола 200, 250, 320 и 400 мм. Станки изготовляют классов точности Н и П. В приводе подач используют шаговые двигатели и двигатели постоянного тока. Предусмотрено в дальнейшем однодвигательное регулирование электропривода постоянного тока с распределением движений по трем координатам. У новых станков будут повышены скорости быстрых перемещений до 5 м/мин, рабочих подач до 2 м/мин, верхнего предела частот вращения шпинделя до 2000 мин'1.

Для обработки заготовок средних размеров наиболее оптимальна компоновка с крестовым столом, обеспечивающая наибольшую жесткость и точность обработки, удобство обслуживания. Выпускают вертикально-фрезерные бесконсольные станки с крестовым столом одношпиндельные и с револьверной головкой с шириной стола 250, 400 и 630 мм, а также горизонтальные станки с крестовым поворотным или неповоротным столом. По уровню автоматизации предусмотрены станки с ЧПУ, с ЧПУ и автоматической сменой инструментов и заготовок. Крестовый стол (82) имеет перемещение по двум взаимно перпендикулярным осям X' и У'. Рабочую поверхность стола 2 выполняют с высокой точностью. Средний Т-образный паз калиброван по Н8, по нему выставляют приспособление и заготовки. Стол перемещается от гидроцилиндра 3 по направляющим салазок 4, выполненных в форме ласточкина хвоста. Боковой зазор в направляющих регулируют клином 1. Салазки 4 перемещаются по прямоугольным направляющим основания в поперечном направлении от гидроцилиндра 5.

Для обработки тяжелых заготовок (массой до 10- т) вместо станков с крестовым столом будут выпускаться станки с поперечно- подвижной стойкой.

Продольно-фрезерные станки с ЧПУ изготовляют с базовой шириной стола 400—5000 мм: одностоечные с горизонтальной или вертикальной ползунковой бабкой на неподвижной или подвижной поперечине (83, а), двухстоечные с неподвижной или подвижной поперечиной (83, б) с различным числом бабок и др. Бабки оснащают комплектом быстросменных или автоматически сменяемых навесных головок, что позволяет без перезакрепления проводить комплексную фрезерно-сверлильно-расточную обработку.

В группе фрезерных станков применяют самые различные системы ЧПУ: контурные (незамкнутые и замкнутые); комбинированные, позволяющие производить как контурную обработку, так и позиционирование; реже прямоугольные для обработки простых контуров. Число управляемых координат, как правило, 3, из них одновременно управляемых 2, а в станках, имеющих поворотные фрезерные головки и поворотные столы, их может быть 4 или 5. Дискретность задания перемещений 0,001; 0,01 мм. Станки без автоматической смены инструмента и заготовок с неповоротным столом оснащаются устройствами ЧПУ типа 2Р32, станки с поворотным столом и более высоким уровнем автоматизации — устройствами ЧПУ типа 2У32 и 2С85.

Инструмент крепят в шпинделе фрезерного станка с ЧПУ с помощью патронов и оправок, позволяющих точно устанавливать вылет инструмента. Во многих одношпиндельных станках применяют механизированный зажим инструмента (84). Если инструмент 8 разжат, масло поступает в гидроцилиидр 4, тарельчатые пружины 1 сжаты. Для установки инструмента шомпол 3 имеет на конце замок, который заводят в паз оправки 6, поворачивая ее затем на 90°. При нажатии кнопки на пульте управления масло перестает поступать в гидроцилиндр 4, пружины 1 расходятся и через гайку 2 и шомпол 3 затягивают оправку с инструментом в шпиндель 5. Конус 50 оправки и соответственно отверстия шпинделя не передает крутящий момент, для этой цели служат сухари 7, входящие в пазы шпинделя 5 и оправки 6.