Илья Мельников - Фрезерные и шипорезные станки

Фрезерные станки служат для профильной обработки деталей. Их выпускают с нижним или верхним расположением шпинделя.

Одношпиндельные станки с ручной или механизированной подачей применяют для выполнения на кромке детали профиля, паза. На станках с нижним расположением шпинделя можно фрезеровать непрямолинейные кромки и обрабатывать детали по контуру. Шипы и проушины на концах заготовки делают на фрезерных станках с шипорезной кареткой. Фигурное фрезерование выполняют на станках с верхним расположением шпинделя.

Рис. Фрезерный станок Ф-4:

1 – станина, 2 – суппорт, 3 – маховичок подъема шпинделя, 4 – стол, 5 – съемные направляющие, 6 – кронштейн с откидным подшипником, 7 – приемная воронка, 8 – маховичок для натяжения ремня

Чаще всего работа на фрезерных станках является заключительной операцией механической обработки деталей, что требует высокого качества ее выполнения.

Режущий инструмент на станках – фрезы. Они бывают насадные пазовые, фасонные и цилиндрические. Их используют на фрезерных станках с нижним расположением шпинделя. На станках с верхним расположением шпинделя используют преимущественно концевые фрезы.

Различают фрезы цельные, сборные со вставными резцами и составные.

Цельные фрезы предназначены для фрезерования в деталях продольных и поперечных пазов. Пазовая фреза для фрезерования поперек волокон и обработки проушин имеет, кроме основных зубьев, подрезающие, предназначенные предотвращения сколов. Пазовые фрезы имеют ширину 4-20 мм, внешний диаметр – 80, 100, 125, 160 и 180 мм. Фрезы затачивают по задней грани.

Цельные фасонные фрезы для профильного фрезерования деталей затачивают по передней грани. Диаметры посадочного отверстия – 22, 27 и 32 мм, внешний диаметр – 80, 100 и 125 мм.

Цельные фрезы могут входить в наборы составных фрез.

Сборные дисковые пазовые фрезы используют для фрезерования шипов и проушин. У фрезы вставные ножи, которые крепятся в клиновых пазах корпуса распорными винтами. Внешний диаметр – 200, 250, 320 и 360 мм. Ножи оснащают пластинами из твердого сплава. Длина ножей 50 мм, ширин – 8, 12, 16 и 20 мм.

Режущие кромки вставных ножей цилиндрических фрез прямолинейные. Их выпускают в двух исполнениях: А – с плоскими стальными ножами длиной 40-200 мм, Б – с ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава, наружный диаметр – 80-180 мм.

Концевые фрезы бывают цельные и сборные. Цельные цилиндрические фрезы бывают однорезцовые незатылованные и затылованные (для фрезерования по контуру), а также двухрезцовые (для выборки гнезд). Диаметр концевых фрез – 3-25 мм.

Древесностружечные плиты и детали, облицованные пластиками, фрезеруют концевыми фрезами, оснащенными пластинами из твердого сплава.

Концевые сборные фрезы имеют сменные ножи или неперетачиваемые пластины из твердого сплава.

Станки с нижним расположением шпинделя. Одношпиндельный фрезерный станок с ручной подачей ФС-1 имеет внутри станины шпиндельный суппорт с фрезой. Суппорт можно передвигать по высоте. Сверху на станине установлен стол, передняя и задняя направляющие линейки для базирования обрабатываемой детали. Станок оснащен противовыбрасывающим устройством.

Шпиндель приводится во движение от двухскоростного электродвигателя через плоскоременную передачу. Частота вращения шпинделя – 4500 и 9000 об/мин.

Фрезерный станок ФСА-1 аналогичен станку ФС-1, но оснащен автоподатчиком – заготовки подаются вращающимися роликами. Автоподатчик можно переставлять по высоте и ширине, можно также повернуть относительно оси колонки в нерабочее положение.

Фрезерный станок ФСШ-1 оснащен шипорезной кареткой. Каретка установлена на шарикоподшипниковых опорах и перемещается по направляющим. На столе каретки установлен направляющий угольник и пневмоприжим для закрепления заготовки.

При обработке заготовок на станках с ручной подачей скорость подачи следует устанавливать индивидуально, снижая ее при обработке против волокон и косослойных участков. Оптимальную скорость подачи выбирают по предельно допустимой подаче на один резец, сообразуясь с обеспечением заданной шероховатости поверхности.

Скорость подачи на станках, оснащенных автоподатчиком, выбирают также – в зависимости от породы древесины, глубины паза и площади сечения фрезеруемого слоя.

Частота вращения шпинделя зависит от внешнего диаметра и массы фрезы.

При наладке фрезерного станка с ручной подачей подбирают нужную фрезу и проверяют ее, закрепляют на шпинделе, устанавливают направляющие линейки и ограничительные упоры, регулируют взаимное расположение режущего инструмента и направляющих линеек. Затем опробывают станок на холостом ходу и обрабатывают пробные детали.

Радиальное биение зубьев цельных фрез, а также биение ножей в сборных фрезах допускается не более 0,02 мм. Фрезы должны быть отбалансированы. Частота вращения шпинделей фрезерных станков достигает 12 000 об/мин, поэтому установка фрез даже с небольшим дисбалансом приводит к значительным вибрациям шпинделя и снижению качества обработки.

Диаметр фрез выбирают в зависимости от частоты вращения шпинделя и типа станка:

Фрезы крепят в зависимости от конструкции посадочных мест шпинделя и режущего инструмента. Чаще встречается крепление с помощью съемной шпиндельной насадки – фрезерной оправки. Шпиндель имеет конусное отверстие, а конец оправки – хвостовик. Отверстие и хвостовик выполняют с конусом Морзе, который обозначают номерами для легких средних и тяжелых станков. Диаметр рабочей части оправки определяется диаметром посадочного отверстия фрезы.

Шпиндель закрепляют фиксатором, оправку соединяют со шпинделем гайкой с двумя резьбами одного направления, но разного шага. Закрепив оправку, проверяют точность ее вращения индикатором. Биение оправки допускается не более 0,03 мм.

Нужное положение фрезы по высоте оправки достигают набором прокладочных колец, которые надеваются на шпиндель до или после фрезы.

Кроме насадных фрез с непосредственной посадкой используют, сборные фрезы с креплением на двух цангах гайками или на двух цангах через прокладочные кольца аналогично креплению инструмента на шпинделе продольно-фрезерного станка.

После установки инструмента и расфиксирования шпинделя проверяют легкость его вращения от руки. При повороте шпинделя не должно быть заеданий и стуков.

Приемы работы на фрезерных станках зависят от вида обрабатываемых деталей.

Сквозное плоскостное и профильное фрезерование прямолинейных небольших деталей выполняет один рабочий.

Для обеспечения надежного базирования и повышения безопасности применяют боковые гребенчатые или роликовые прижимы. Детали удлиненной формы и массивные обрабатывают двое станочников. Второй рабочий необходим на заключительной стадии – он укладывает готовые детали в штабель.