Фрезерні верстати з ЧПУ набули широкого поширення в промисловості. Вони призначені для фрезерування поверхонь кришок, планок, важелів, корпусів і кронштейнів простій конфігурації, контурів складної конфігурації типу кулачків, шаблонів і т. д., поверхонь корпусних деталей з декількох боків і під різними кутами з розфрезеруванням отворів великих діаметрів і ін.
Конструктивна різноманітність фрезерних верстатів з ЧПУ викликано необхідністю обробки найрізноманітніших деталей різними інструментами: циліндровими, кінцевими, фасонними фрезами, розточувальними різцями, зенкерами, розгортками. З цього виходить, що стирається грань між верстатами фрезерної і свердлилыю-розточувальної груп. У зв’язку з розширенням круга робіт фрезерні верстати часто оснащують поворотними револьверними головками або магазинами інструментів. Номенклатура фрезерних верстатів, що випускаються нашою промисловістю, відображає сучасні тенденції в розвитку верстатобудування.
Виготовляють наступні основні типи верстатів:
• безконсольні з хрестовим столом (наприклад, 6560ФЗ, 6520ФЗ, МА655ФЗ і ін.),
• консольно-фрезерні (6Р13ФЗ, 6Р13РФЗ і ін.),
• подовжньо-фрезерні (6М610ФЗ-1 і ін.).
Верстати виконують з вертикальним розташуванням шпинделя для односторонньої обробки і горизонтальним розташуванням шпинделя для багатобічної обробки.
Значно підвищилася жорсткість і точність фрезерних верстатів з ЧПУ. Корпусні деталі виконують ребристими, станіни можуть сприймати великі статичні і динамічні навантаження. Для важких верстатів застосовують направляючі кочення. Обробку можна вести попутним і стрічним фрезеруванням з однаковою точністю, оскільки в коробках подач передбачають пристрій для вибору зазорів.
Для обробки заготовок порівняно невеликих розмірів і меншої точності використовують верстати консольної компоновки з револьверною головкою і без неї з шириною столу 200, 250, 320 і 400 мм. Верстати виготовляють класів точності Н і П. В приводі подач використовують крокові двигуни і двигуни постійного струму.
Для обробки заготовок середніх розмірів найбільш оптимальна компоновка з хрестовим столом, що забезпечує найбільшу жорсткість і точність обробки, зручність обслуговування. Випускають вертикально-фрезерні безконсольні верстати з хрестовим столом одношпиндельні з револьверною головкою з шириною столу 250, 400 і 630 мм, а також горизонтальні верстати з хрестовим поворотним або неповоротним столом. По рівню автоматизації передбачені верстати з ЧПУ, з ЧПУ і автоматичною зміною інструментів і заготовок. Хрестовий стіл має переміщення по двох взаємно перпендикулярним осям X’ і У’. Робочу поверхню столу виконують з високою точністю. Середній Т-образний паз калібрується по Н8, по ньому виставляють пристосування і заготовки. Стіл переміщується від гідроциліндра по тих, що направляють санчат, виконаних у формі хвоста ластівки. Бічний зазор в тих, що направляють регулюють клином. Салазки переміщуються по прямокутним напрямним основи в поперечному напрямі від гідроциліндра.
Для обробки важких заготовок (масою до 10 т) замість верстатів з хрестовим столом випускатимуться верстати з поперечний-рухомою стійкою.
Повздовжньо-фрезерні верстати з ЧПУ виготовляють з базовою шириною столу 400—5000 мм: одностійкові з горизонтальною або вертикальною ползунковою бабкою на нерухомій або рухомій поперечині, двухстійкові з нерухомою або рухомою поперечиною з різним числом бабок. Бабки оснащують комплектом швидкозмінних або автоматично змінюваних головок, що дозволяє без перезакріплення проводити комплексну фрезерно-свердлувально-розточувальну обробку.
У групі фрезерних верстатів застосовують самі різні системи ЧПУ: контурні (незамкнуті і замкнуті); комбіновані, такі, що дозволяють проводити як контурну обробку, так і позиціонування; рідше прямокутні для обробки простих контурів. Число керованих координат, як правило, 3, з них одночасно керованих 2, а у верстатах, що мають поворотні фрезерні головки і поворотні столи, їх може бути 4 або 5. Дискретність завдання переміщень 0,001; 0.01 мм. Верстати без автоматичної зміни інструменту і заготовок з неповоротним столом оснащуються пристроями ЧПУ типу 2Р32, верстати з поворотним столом і вищим рівнем автоматизації — пристроями ЧПУ типу 2У32 і 2С85.
Інструмент кріплять в шпінделі фрезерного верстата з ЧПУ за допомогою патронів і оправок що дозволяють точно встановлювати переміщення інструменту.У багатьох одношпиндельних верстатах застосовують механізований затиск інструменту.
Технічна характеристика станка:
Розмір робочої поверхні столу…………………… 1600×400 мм;
число інструментів в револьверній головці………………… 6;
число частот обертання шпинделя ………………………….18;
межі частот обертання шпинделя…………………..40—2000
;межі робочих подач (регулювання безступінчате) по осях…………. 10— 1200 мм/хв;
швидкість швидкого переміщення по осях ………………………………………….. 2400 мм/хв;
габаритні розміри ………………………………………………………………..2575*2180*2480 мм.
Пристрій ЧПУ — контурного типа Н331М. Обробка складних поверхонь здійснюється поєднанням одночасного руху по двох або трьох координатах. Пристрій виконаний за агрегатним принципом. Програма задається на перфострічці.
Основные механизми та рухи в верстаті. Станіна А (мал. 3.10.1)має жорстку конструкцію за рахунок основи, трапе¬цеідального перерізу станіни по висоті та великого числа ребер та стінок Шпинделі, які отримують обертальний рух, встанов¬лені в шестипозиційній револьверній головці Г. Один из шпин¬делей підсилений для виконання більш важких фрезерних робіт.
Консоль Б перемещується по вертикальним напрямним станіни. По горизонтальним напрямним кон¬солі рухаються поперечні салазки В, а по напрямним салазок в повздовжньому напрямку — стіл Д . Коробка швидкостей Е змонтована в кор¬пусі станіни. Механизми поперечної и вертикальної подач розташовані в корпусі консолі, а подачі— в салазках.
Кінематика верстата. Головний рух шпиндель VIII получает от электродвигуна постійного струму М1 через зєднувальну муфту и зубчасті колеса коробки швидкостей в револьверної головки. Різні частоти обертання шпинделя отримують в автоматичному циклі шляхом изменения задающего напряжения для тиристорного преобразователя по программе, а также передвижением блоков Б1 и Б2 с помощью гидроцилиндров.
У отворі шпинделя вмонтований шомпол IX для кріплення оправки з інструментом. Передній кінець шомполу IX має різьбу, а на задньому кінці насаджено конічне колесо z — 20, з яким може зачіплятися при кріпленні оправки колесо z — 20 валу X. До валу ІІ приєднаний шестерний насос, що здійснює змащування коробки швидкостей і револьверної головки.
Револьверна головка шестишпиндельна складається з основи, до якої півкільцями притянута поворотна плита. На торці поворотної плити прикручено шість корпусів шпинделів. Центральний вал поворотної плити VI хрестовою муфтою сполучений з вихідним валом V коробки швидкостей. На валу VI закріплено провідне колесо z = 34 з направляючим зубчатим диском. Обертання від провідного зубчатого колеса через передачу z — 34—34 і конічну пару z — 20—20 (або z ~ 22—22) отримує лише той шпиндель VIII, який знаходиться в необхідному для роботи положенні. Для поліпшення зчеплення пересувних зубчатих коліс з провідним зубчатим колесом шпинделю повідомляється у момент зчеплення короткочасне обертання. Поворот револьверної головки в необхідну позицію здійснюється від гидродвигуна М2 типа Г12-22 через зубчаті пари z — 18—90, z — 18—72, диск І з цівкою і мальтійським хрестом 2. Із зовнішнього боку кожного корпусу шпинделя є кубло, в яке входить фіксатор, що висувається по команді від кінцевих вимикачів.
Вертикальна, подовжня і поперечна подачі і прискорені переміщення здійснюються від крокових двигунів з гидропідсилювачами моментів Э32Г18-24. Ходовий гвинт кочення XVI поперечної подачі з кроком Р = 8 мм отримує обертання від двигуна МЗ через дві пари косозубых коліс z = 20—40, z = 21—35.
Вертикальна подача здійснюється від двигуна М4 через передачі z = 27—54, z = 39—65 і винт—гайку кочення XXIII з кроком Р = 8 мм. У кінематичний ланцюг вертикальної подачі вбудована пружинна гідравлічна муфта М1, що оберігає консоль від мимовільного переміщення при останові верстата. Консоль має затискний пристрій, що працює від програми і діє за відсутності вертикального переміщення.
Подовжня подача здійснюється від крокового двигуна М5 через беззазорний редуктор z= 27—45, z= 26—52 і винт-гайку.
Питання для самоконтролю:
1. Для яких робіт застосовують фрезерні верстати з ЧПУ?
2. Як класифікують фрезерні верстати з ЧПУ?
3. Для обробки яких заготівок застосовують фрезерні верстати з ЧПУ?
4. Яка конструкція фрезерних верстатів з ЧПУ?
5. За яким принципом працює верстат 6Р13РФ3?
6. Яке призначення верстата 6Р13РФ3?
7. Які основні вузли та механізми 6Р13РФ3?
8. Які основні рухи верстата 6Р13РФ3?
Література:
1. Чернов Н.Н. Металлорежущие станки.—М.: Машиностроение, 1988.
2. Локтева С.Е. Станки с программным управленим и промышленные роботы.—М.: Машиностроение, 1986.