Руководство по 10 основным фрезерным станкам для резки металла

В великом гобелене современного производства фрезерные станки занимают видное место. Эти универсальные рабочие лошадки металлообработки сочетают в себе точную инженерию с грозными возможностями для придания формы всему: от аэрокосмических компонентов до повседневных механических деталей. Когда опытный машинист объясняет, как вырезать канавку в заготовке, простым заявлением «сфрезеровано», это скрывает поколения накопленных знаний и технической сложности.

Современные машинные цеха обычно эксплуатируют около десяти различных типов фрезерных станков, каждый из которых служит специализированным целям, коллективно создавая эффективную производственную экосистему. Распространение технологии компьютерного числового управления (ЧПУ) постепенно преобразило ландшафт, когда традиционные станки, такие как барабанные фрезерные станки, С-образные фрезерные станки и базовые ручные фрезерные станки, уступили место своим аналогам с ЧПУ. Тем не менее, эти старые технологии сохраняются в нишевых областях применения, где их конкретные преимущества остаются ценными.

В этом обзоре рассматриваются десять наиболее распространенных фрезерных станков, встречающихся в современных мастерских, анализируются их характеристики, области применения и компромиссы, чтобы информировать о принятии лучших решений по выбору оборудования. Наш обзор начинается с повсеместных вертикальных фрезерных станков, переходя к горизонтальным фрезерным станкам, универсальным фрезерным станкам, вертикальным коленным фрезерным станкам, станкам с неподвижным столом, фрезерным станкам с ЧПУ, копировальным фрезерным станкам, револьверным фрезерным станкам, дуплексным фрезерным станкам и фрезерным станкам с поворотным столом.

Вертикальные фрезерные станки, пожалуй, являются самыми узнаваемыми и широко используемыми представителями семейства фрезерных станков. Ориентация шпинделя перпендикулярно рабочему столу позволяет устанавливать различные режущие инструменты — концевые фрезы, торцевые фрезы и другие — что позволяет выполнять операции от резки пазов и шпоночных канавок до строгания поверхности, сверления и растачивания.

Эти станки обрабатывают материалы от закаленной стали до алюминия и пластмасс с одинаковой легкостью, что делает их незаменимыми в машинных цехах. Современные вертикальные фрезерные станки часто включают системы ЧПУ, позволяющие выполнять как ручную работу, так и запрограммированную автоматизацию по мере необходимости. Их рабочие столы обычно перемещаются горизонтально по осям X и Y, сохраняя перпендикулярность к шпинделю, а некоторые модели добавляют вертикальное (Z-ось) перемещение.

Цены варьируются от настольных фрезерных станков с ЧПУ для любителей ($6000+) до пятиосевых обрабатывающих центров ($500 000), а подержанные ручные вертикальные фрезерные станки доступны за $10 000–$20 000.

Характеризующиеся шпинделями, параллельными рабочему столу, горизонтальные фрезерные станки превосходно подходят для обработки крупных деталей и агрессивных операций черновой обработки. Их, как правило, более прочная конструкция вмещает массивные заготовки, такие как блоки двигателей и большие формы, обеспечивая превосходную устойчивость и усилие резания.

Большинство современных горизонтальных фрезерных станков включают системы ЧПУ для сложной контурной обработки и работы с поверхностью. Цены варьируются от $15 000 за подержанные модели с ЧПУ до $200 000 за новые промышленные установки.

Эти адаптируемые станки настраиваются как горизонтальные, так и вертикальные фрезерные станки, с дополнительными приспособлениями (делительные головки, прорезные приспособления, поворотные столы), еще больше расширяющими их возможности. Многие цеха используют их для производства режущего инструмента — фрез, разверток, сверл — поскольку их гибкость превосходит все, кроме систем ЧПУ.

Их поворотные рабочие столы (до 45°) позволяют выполнять операции фрезерования по спирали. Новые большие универсальные фрезерные станки стоят примерно $130 000, а подержанные — $10 000–$15 000.

Также называемые револьверными фрезерными станками или фрезерными станками типа Bridgeport, эти компактные станки используют вращающиеся резцы (концевые фрезы, торцевые фрезы) с вертикально закрепленными шпинделями и горизонтально зажатыми заготовками. Их столы, установленные на колене, обеспечивают перемещение по оси Z посредством подъема или регулировки пиноли.

Современные коленные фрезерные станки с ЧПУ, такие как CNC Masters Supra, предлагают замечательную ценность примерно за $13 500, в то время как новые ручные станки Series I стоят около $27 000.

Станки с неподвижным столом, оснащенные столами, установленными на неподвижных станинах (вместо регулируемых колен), с перемещением по оси Z, обеспечиваемым шпинделем, обеспечивают повышенную жесткость для масштабных проектов. Хотя конструктивно они похожи на вертикальные фрезерные станки, их прочная конструкция лучше приспособлена для тяжелых заготовок и сложных резов.

Управляемые компьютером фрезерные станки с ЧПУ работают с минимальным вмешательством человека, выполняя запрограммированные траектории движения инструмента со скоростью, превосходящей возможности ручного управления. Их мастерство в работе со сложной геометрией делает их идеальными для прецизионных компонентов, требующих мелких деталей и превосходной обработки поверхности.

Современные системы ЧПУ — будь то вертикальные или горизонтальные обрабатывающие центры — включают автоматические устройства смены инструмента, кожухи и системы охлаждения. Цены варьируются от $15 000 за базовые коленные фрезерные станки с ЧПУ до $500 000 за передовые многоосевые системы.

Когда-то стандартные в модельных цехах, производящих чугунные формы, эти станки использовали стилусы для следования деревянным шаблонам, в то время как несколько концевых фрез с шаровым наконечником дублировали контуры в металле. Хотя они устарели из-за технологии ЧПУ, функциональные устройства сейчас продаются всего за несколько сотен долларов.

Эта категория включает в себя распространенные вертикальные и горизонтальные фрезерные станки, характеризующиеся шпинделями, установленными на колоннах, и столами с регулировкой колена. Их универсальность служит для автомобильной и общей промышленной промышленности, а затраты варьируются от тысяч до сотен тысяч в зависимости от спецификаций.

Эти спаренные станки — расположенные друг напротив друга — работают независимо или синхронно для обработки обеих сторон заготовки одновременно. Идеально подходят для крупносерийного производства более простых деталей, они доступны как в конфигурациях с ЧПУ, так и в ручных конфигурациях.

Вместо отдельных станков поворотные столы крепятся к вертикальным фрезерным станкам (горизонтально или вертикально), чтобы обеспечить прецизионную круговую обработку. Управляемые вручную или с ЧПУ, они облегчают производство шестерен, кулачков и фланцев, но требуют отдельной покупки в качестве аксессуаров.

• Интеллект: Возможности самодиагностики и самооптимизации
• Автоматизация: Улучшенная обработка и измерение материалов
• Многозадачность: Комбинированная функциональность фрезерования/точения/шлифования
• Устойчивость: Экологически чистые материалы и энергоэффективность

Выбор оптимального фрезерного оборудования требует тщательного рассмотрения требований к заготовке, свойств материала, потребностей в точности и имеющихся ресурсов. Поскольку эти технологии становятся все более сложными — сочетая цифровую точность с механической надежностью — они будут продолжать стимулировать инновации в производстве во всех отраслях.