Фрезерный станок по металлу: классификация и характеристики оборудования

Из этой статьи можно узнать, какими особенностями обладает фрезерный станок по металлу, который может использоваться в домашней мастерской: технические характеристики оборудования, классификация инструмента и его применения. В тексте кратко описаны возможности вертикальных и горизонтальных конструкций, фрезеров настольного и ручного типа, а также сверлильно-фрезерных, гравировально-фрезерных и универсальных станков с ЧПУ.

Виды фрезерных станков: фото и особенности конструкций

Для обработки металлических заготовок используются фрезерные станки. Инструмент этой категории очень популярен и широко применяется в области металлообработки. Причем можно купить фрезерный станок по металлу не только для производственных целей, но и в качестве оборудования для домашней мастерской.

В продаже представлен обширный ассортимент фрезерных инструментов. Практически все модели станков имеют одинаковое устройство и работают согласно единому принципу. Различия могут затрагивать лишь функциональную сторону, которая зависит от наличия в конструкции дополнительных систем и узловых компонентов.

Потребители могут купить фрезерные станки с ЧПУ по металлу следующих видов:

• вертикальные;
• горизонтальные;
• сверлильно-фрезерные;
• настольные токарно-фрезерные станки по металлу;
• универсальные;
• ручные;
• фрезерно-гравировальные.

Перечисленные модификации являются основными. Каждый тип оборудования имеет свои характерные черты и функциональное назначение.

Характеристика вертикальных фрезерных станков

Вертикальные конструкции – очень распространенная категория инструмента. Оснастка для фрезерного станка по металлу этой разновидности представлена режущими элементами цилиндрического, фасонного и концевого типа. Кроме этого оборудование позволяет выполнять операции сверления.

Назначение вертикально-фрезерных станков с ЧПУ:

• формирование пазов;
• обработки рамочных деталей;
• изготовление зубчатых колес;
• обработка углов, а также горизонтальных и вертикальных металлических поверхностей.

Оборудование вертикального типа благодаря своему строению обладает очень жесткой конструкцией. За счет этого появляется возможность выполнять обработку металлических деталей на высоком уровне качества. Коробка скоростей установлена на головке шпинделя.

Существует две категории вертикальных фрезерных станков по металлу:

1. Консольно-фрезерные.
2. Бесконсольные.

Обратите внимание! В тех конструкциях, где отсутствует консоль, перемещение рабочего стола осуществляется за счет направляющих, размещенных на станине инструмента.

Станок, в конструкции которого присутствует консоль, отличается лишь тем, что его гильза и шпиндель могут перемещаться по отношению к оси оборудования. Для изготовления деталей сложной формы используются 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ. Такие конструкции обеспечивают очень высокое качество обработки и экономию. Они могут иметь встроенную память и возможность подключения к сети Интернет, а также множество других дополнительных опций. Некоторые варианты имеют съемные столы.

Особенности горизонтальных фрезерных станков

Горизонтальные конструкции отличаются тем, что в них шпиндель имеет горизонтальный характер размещения. Инструмент этой категории используется для обработки металлических деталей небольшого размера.

В качестве оснастки для горизонтальных конструкций используются следующие виды фрез по металлу:

• фасонные;
• угловые;
• концевые;

• торцевые;
• цилиндрические.

Стандартная комплектация горизонтально-фрезерного станка с ЧПУ не позволяет выполнять обработку заготовок по винтовой поверхности. Для выполнения подобной операции потребуется дополнительное оснащение.

Благодаря своему строению горизонтальный инструмент позволяет устанавливать столешницу в разных положениях. Стол может располагаться перпендикулярно или параллельно по отношению к оси шпинделя. Все узловые и рабочие элементы конструкции монтируются на станине. Коробка скоростей, предназначенная для настройки вращательной скорости шпинделя, располагается внутри этого участка.

Специфичность сверлильно-фрезерных станков по металлу

Сверлильно-фрезерное оборудование позволяет обрабатывать как вертикальные и горизонтальные, так и наклонные поверхности. С помощью этого инструмента можно формировать пазы любых модификаций на заготовках крупного размера. Станок данного типа укомплектован сверлильно-фрезерной головкой. Она позволяет выполнять обработку поверхностей, размещенных под углом по отношению к горизонтальной оси, и операции сверления под наклоном.

Отличительной особенностью настольного сверлильно-фрезерного станка по металлу является расширенный функционал. Рабочая головка может функционировать в режиме реверса. Благодаря своей универсальности этот агрегат может на высшем уровне выполнять такие востребованные операции, как сверление и фрезеровка.

Обратите внимание! За счет многофункциональности сверлильно-фрезерный станок позволяет сэкономить денежные средства при покупке, поскольку потребитель в одной конструкции получает сразу несколько полезных и эффективных инструментов. Кроме этого универсальное оборудование позволяет экономить рабочую площадь в мастерской.

Характеристика универсальных фрезерных станков по металлу для домашней мастерской

Возможности станков универсального назначения будут полезны для небольших частных производств и мастерских, которые специализируются на механических и ремонтных работах.

Универсальные фрезерные станки по металлу могут выполнять обработку различных объектов:

• вертикальные поверхности;
• штампы;

• горизонтальные плоскости;
• поверхности спирального типа.

С учетом наличия большого количество функций универсальные фрезеры отличаются от стандартных инструментов некоторыми конструкционными особенностями. Такие важные компоненты, как коробка скоростей, узел шпинделя и другие рабочие элементы размещаются с внутренней стороны станины. В конструкции инструмента предусмотрено наличие горизонтальных и вертикальных направляющих. Они предназначены для перемещения рабочего стола и консоли.

Кроме этого рабочая поверхность может дополнительно настраиваться. Этот элемент можно установить под любым удобным углом по отношению к шпинделю. Благодаря этому у оператора появляется возможность выполнять обработку любых металлических деталей. Не являются исключением заготовки, обладающие очень сложной конфигурацией.

Особенности настольных фрезерных станков по металлу

Конструкции настольного типа обладают компактными размерами. Благодаря чему этот тип оборудования подходит для технического оснащения различных объектов:

1. Домашние мастерские.

1. Цеха небольших производств.
2. Мастерские в учебных заведениях.

Для выполнения таких операций, как формирование отверстий, создание резьбы и обработка деталей лучше купить настольный фрезерный станок по металлу. Он удобен в обращении и за счет наличия различных фрез позволяет выполнять широкий спектр работ. Результат отличается достаточно высокой точностью, поскольку конструкция инструмента очень жесткая (при условии правильного монтажа).

Настольные фрезерные станки по металлу с ЧПУ имеют высокий уровень производительности, что позволяет использовать этот тип оборудования изготовления изделий небольшими серийными партиями. Несмотря на значительный показатель КПД и обширный спектр функциональных возможностей инструмент потребляет небольшое количество электрической энергии. Кроме этого конструкция имеет компактные габариты, благодаря чему ее с легкостью можно установить в мастерской с ограниченной свободной площадью.

Преимущества настольных конструкций перед стандартными моделями:

• небольшой вес и компактные габариты;
• простая система эксплуатации;
• мобильность;

• невысокий уровень шума;
• доступная стоимость.

Обратите внимание! Размер обрабатываемой заготовки не может превышать ширину стола.

Специфичность токарно-фрезерных станков с ЧПУ по металлу

В продаже можно найти токарное оборудование для домашней мастерской, которое способно обеспечить выполнение полного цикла работ для изготовления необходимой детали.

Токарно-фрезерные станки по металлу разделяют по классу точности на следующие категории:

• нормальная точность;
• повышенное качество;
• высокая точность обработки.

Используя чертеж для изготовления определенной детали необходимо указывать все допуски на линейные размеры, а также степень чистоты обработки. Настольные варианты инструмента практически ничем не отличаются от полноразмерных станков.

Самые распространенные виды фрез по металлу для фрезерного станка этого типа:

• дисковые;
• торцевые;
• цилиндрические;
• концевые;
• фасонные.

Статья по теме:

Самодельный токарный станок по металлу своими руками: изготовление и эксплуатация

Выбор мощности двигателя. Создание станка на основе дрели. Техника безопасности, модификации.

Для выполнения определенных операций подбирается соответствующая режущая насадка. Токарно-фрезерные станки с ЧПУ не способны обрабатывать заготовки, которые являются телами вращения. Если в работе будут использоваться фасонные и плоские поверхности, придется перемещать деталь в необходимом направлении по отношению к режущему инструменту. Сама же фреза способна выполнять исключительно вращательные движения.

Особенности станков с ЧПУ по металлу: фрезерно-гравировальный инструмент

Фрезерно-гравировальное оборудование имеет множество преимуществ, если сравнивать его со стандартным металлообрабатывающим инструментом. Благодаря числовому программному управлению обработка деталей получается очень точной и аккуратной. Это преимущество особенно выгодно в тех случаях, когда металлическая деталь иметь сложную конфигурацию, ведь на ручном фрезерном станке достичь такого же качество крайне сложно.

Чаще всего подобное оборудование применяется на предприятиях, занимающихся индивидуальным, а также мелкосерийным выпуском изделий. Возможности инструмента пригодятся в таких отраслях, как ювелирное, мебельное производство и изготовление сувениров. Ассортимент рынка металлообрабатывающего оборудования позволяет подобрать фрезер с необходимыми характеристиками для раскроя листового металла и нанесения надписей на изделия.

Почему выгодно купить фрезерно-гравировальный станок с ЧПУ:

1. Простая система обслуживания.
2. Обширный функционал.
3. Высокое качество обработки металла.
4. Надежность и долговечность.
5. Высокий показатель КПД.

По типу конструкции различают следующие разновидности фрезеров:

• автоматические конструкции, укомплектованные головкой с тремя шпинделями и пневматическим прижимом;
• настольные фрезеры с механическим способом прижима обрабатываемой детали;
• автоматические конструкции с пневматическим прижимом заготовки.

Обратите внимание! Фрезерные работы на станках с ЧПУ позволили снизить почти до нуля количество бракованных изделий на производстве.

Характеристика фрезерных мини-станков по металлу

Мини-модели, предназначенные для домашних мастерских, отличаются от стационарных конструкций промышленного типа техническими характеристиками. Уровень мощности такого инструмента обычно не превышает 400 Вт. Этого достаточно для того, чтобы выполнять качественную обработку деталей из мягких металлов или для создания изделий небольшими партиями. Если же потребуется обработка заготовок, изготовленных из стали или чугуна, мощность инструмента должна превышать 600 Вт.

Отличаются и размеры столешницы. Максимальные габариты стола, которым комплектуются компактные фрезеровочные станки, составляют 65х25 см, минимальный размер – 35х15 см. Параметры подбираются с учетом деталей, которые будут подвергаться обработке.

От вращательной скорости шпинделя зависит уровень производительности фрезера, а также его способность работать с определенными материалами. Чем тверже металл, из которого изготовлена заготовка, тем меньше должна быть вращательная скорость. Для мягких сплавов и алюминия используются более высокие параметры.

Фрезерный станок по металлу: технология изготовления

Конструкции вертикального типа – самые простые в изготовлении. Для сборки потребуется ручная дрель, немного времени и усилий. Для работы потребуются недорогие и доступные детали. К тому же самодельный фрезер можно наделить дополнительными функциями и сделать из него еще и токарный инструмент.

Для изготовления самодельного фрезерного станок по металлу своими руками необходимы следующие материалы и инструменты:

• швеллера;
• металлическая труба с квадратным сечением;
• сварочный аппарат;
• ромбовидный домкрат для автомобиля;
• металлические уголки;
• угловая шлифовальная машинка;
• напильник;
• металлические штыри для изготовления осей;
• дрель;
• цанговый или сверлильный патрон;
• толстый фанерный лист;
• конус Морзе 2.

Технология изготовления фрезерного станка по металлу своими руками

Сначала из металлического швеллера методом сварки необходимо соединить колонну и станину. В результате должна получиться конструкция П-образной формы. Нижняя поперечина будет выполнять функцию основания для станка. Направляющие, предназначенные для вертикального передвижения консоли, изготавливаются из уголка. Предварительно его нужно отшлифовать и прикрепить к колонне с помощью болтовых соединений.

Чтобы консоль смогла перемещаться по вертикали, будет использоваться автомобильный домкрат ромбовидного типа. Расстояние в этом случае составит 10 см. Для создания направляющих потребуется в металлическую трубу с квадратным сечением вставить штыри, имеющие навинченную резьбу. В результате столешница сможет перемещаться назад и вперед в пределах отрезка равного 9 см, а боковая амплитуда составит 13 см.

Полезный совет! Перед сборкой самодельной конструкции не помешает ознакомиться с принципом работы и устройством заводского оборудования, изучить чертежи и тщательно подготовить детали, необходимые для работы.

Столешница изготавливается из фанерного листа. Для фиксации используются винты, головки которых следует утопить. После этого на столешницу нужно установить тиски. Они могут быть самодельными: конструкция сваривается из трубы с квадратным профилем и металлического уголка, через них необходимо пропустить штырь, имеющий резьбу. В качестве крепежных элементов для фиксации тисков на столешнице можно использовать саморезы.

Далее в станине закрепляется дрель. Делается это так, чтобы шпиндель в итоге смотрел вниз. Фиксация выполняется методом винтового соединения. Предварительно для этого необходимо приварить специальные перемычки. Затем к шпинделю крепится конус Морзе 2 с последующей установкой на него цангового или сверлильного патрона.

На полученном самодельном станке можно выполнять обработку заготовок, изготовленных из мягких металлов, например, алюминия или бронзы. В данном случае во время работы перемещается консоль, в то время как фрезер остается в неподвижном состоянии. Конструкцию можно изготовить и другим способом, чтобы заготовка была фиксированной, а фрезер с кареткой перемещался. Для этого потребуется лифт.

Как изготовить лифт для самодельного фрезерного станка по металлу

За счет рычага или воротка лифт будет плавно перемещаться вдоль фрезера. При этом отсутствует непосредственный контакт мастера с оборудованием. По этой причине желательно заранее точно рассчитать все размеры формируемых пазов и быстро выполнять смену резаков.

Технология изготовления лифта:

1. Из куска текстолита вырезается пластина и закрепляется на столешнице. Она будет использоваться в качестве опоры.
2. К опорной пластине крепится две стойки. Обязательно нужно проследить, чтобы они были параллельны друг другу.
3. Стойки будут использоваться для перемещения каретки, на которую монтируется фрезер. Движение будет обеспечиваться за счет толкающего механизма.

Обратите внимание! Конструкция лифта должна получиться устойчивой и жесткой. При наличии даже малейшего люфта может нарушиться операция обработки и появиться брак на детали.

На эффективность обработки металлических деталей влияет не только качество станка, но и координатный стол, на котором фиксируется заготовка. Он представлен в виде плоской плиты и может иметь от 1 до 3 степеней свободы. Если предполагается обработка плоских деталей, достаточно, чтобы стол перемещался в горизонтальном направлении. Работа с объемными изделиями требует еще и вертикального перемещения. То же самое касается конструкций, в которых сверло неподвижно фиксируется.

Как создать координатный стол своими руками: подбор материалов и комплектующих

Конструкция координатного стола может перемещаться за счет электричества, механики или ЧПУ. В качестве материала для изготовления основы можно взять алюминий, сталь или чугун. Выбор зависит от веса заготовок, которые будут обрабатываться на станке. Основание из алюминиевой рамы собирается и фиксируется за счет резьбовых соединений. В результате получается простая и легкая конструкция, доступная в цене.

Из чугуна изготавливаются литые конструкции. Они получаются очень тяжелыми, зато позволяют выполнять большие производственные объемы. Литая конструкция устанавливается стационарно на фундамент.

Станину лучше изготовить из металла, воспользовавшись сварочным аппаратом. При этом очень важно снизить сварное напряжение материала отпусканием. В противном случае высокая вращательная скорость оборудования станет причиной появления трещин. Стол может быть портальным (для плоских изделий) или крестовым (для трехсторонней обработки объемных заготовок).

При изготовлении координатного стола особое внимание нужно уделить правильному выбору направляющих, а также методу их крепления. Для работы обычно используются элементы цилиндрического или рельсового типа. Они располагают возможностью надстройки каретки и имеют уже установленные подшипниковые узлы.

Подбирая направляющие, следует также учитывать тип привода. Если в работе нужна высокая точность, лучше отдать предпочтение подшипникам скольжения. Чтобы уменьшить трение подойдут подшипники качения, однако они создадут люфт.

С учетом технических особенностей каретки можно выделить два виды направляющих:

1. С фланцем увеличенного размера – элемент крепится в нижней части стола.
2. Безфланцевые – фиксируются обычным способом через резьбовые отверстия.

Для самодельного стола может использоваться шарико-винтовая (6-12 мкм), зубчато-реечная (до 10 мкм) или ременная передача (50-100 мкм). Каждая из этих систем имеет как преимущества, так и недостатки, поэтому выбор зависит от типа работ, которые будут выполняться на станке. Чтобы увеличить срок службы всех движущих механизмов, желательно своевременно выполнять чистку узловых элементов от мусора и пыли, а также смазывать их.

В целом изготовить домашний фрезер и стол для него очень просто. Главное при этом – учитывать условия работы и соблюдать требования безопасности. Все механизмы, присутствующие в конструкции, должны соответствовать друг другу по параметрам: срок службы, загруженность, время остывания и нагревания. Если эти показатели будут совпадать, в процессе работы инструмент будет давать хорошие результаты. Это требование имеет особое значение, если оборудование для домашней мастерской изготавливается самостоятельно.