Металлообрабатывающие станки горизонтально-фрезерного типа массово выпускались в СССР. Затем их производство сократилось в связи с реструктуризацией экономики. Спрос на подобную продукцию внутри страны резко упал. С началом 21 века большое распространение получили станки нового поколения с ЧПУ 3D, возможности которых на уровень выше. Но станки традиционного типа по-прежнему в малых количествах выпускаются и надежно служат на небольших производствах, в мастерских и т.д.
Назначение
Главное отличие таких станков – горизонтальное расположение шпинделя, на котором крепится фреза. Станки того же профиля с вертикальным расположением называются вертикальными, шпиндель у них расположен также, как у сверлильного станка.
Есть ряд операций по металлообработке, которые одинаково успешно можно делать как на горизонтальных, так и на вертикальных фрезерных станках. Однако есть и такие операции, которые значительно удобнее и качественнее делать на горизонтальном фрезере. Расширяет возможности станка использование делительной головки. Неполный список деталей, которые делают на горизонтальных фрезерах:
- проточка пазов в валах (в том числе для фуговальных станков);
- шпоночные пазы;
- шлицы на валах;
- шестигранники;
- храповики;
- шестерни и т.д.
Горизонтальный фрезер незаменим для подготовки заготовок на производственных линиях с большим количеством станков. На нем эффективнее всего кроить заготовки дисковой фрезой, подгонять размер по толщине и т.д. Производительность выше, а площадь заготовки больше, чем у вертикальных станков.
На изображении – обработка заготовки дисковой фрезой:
Для изготовления деталей используются фрезы с разной геометрией. Основные виды фрез:
- концевые с режущим торцом;
- фасонные сложного профиля для специальных задач;
- дисковые, на изображении выше.
Для сложных деталей возможно применение модульных фрез, которые собираются из отдельных дисков разного профиля.
Станки предназначены для обработки черных и цветных металлов, сплавов. В отдельных случаях на нем можно фрезеровать и другие материалы с монолитной структурой: толстые пластики, композитные материалы.
Для деревообработки подходят плохо, так как шпиндель вращается на низких оборотах. Некоторые операции по обработке дерева, МДФ, ДСП на нем можно выполнять, если включать максимальные обороты и использовать подходящие фрезы по дереву. Но в целом такие станки не для этого.
Устройство
Основные элементы конструкции на примере простого станка НГФ110Ш:
Несущие элементы, детали корпуса, отлитые из чугуна:
- основание станка, плита, в которой расположена электрическая аппаратура;
- стойка на этом основании, в которой расположены шестерни коробки скоростей вращения шпинделя;
- сзади или внутри стойки закреплен электродвигатель;
- консоль, на которой закрепляется рабочий стол;
- сам рабочий стол с салазками;
- хобот с серьгой – верхняя часть станка, в которой установлен шпиндель;
- дополнительные элементы;
- тиски на салазках для зажима деталей;
- светильник на гибкой трубе.
Описана схема простейшего станка. Есть гораздо более сложные индустриальные станки, которые также попадают под классификацию «горизонтальные» из-за горизонтального расположения шпинделя.
Кинематическая схема
Крутящий момент передается от электродвигателя на первичный вал коробки скоростей через ремень на шкивах. От коробки скоростей вращение передается уже на шпиндель. Коробка скоростей на НГФ110 имеет 6 ступеней, которые соответственно выдают на шпиндель следующее количество об/мин: 125, 200, 315, 500, 800, 1250 об/мин.
Принцип работы
Фреза на таких станках зафиксирована в одном положении. Точность обработки зависит от того, как точно будет размещаться и перемещаться заготовка относительно режущих кромок фрезы.
Для точного и удобного позиционирования закрепленной заготовки относительно фрезы на станках есть специальные механизмы. Это расположенные в консоли под рабочим столом:
- винт поперечной подачи салазок рабочего стола;
- винт продольной подачи;
- винт вертикальной подачи.
На винтах закреплены маховики для ручной регулировки положений. Станки такого типа – неавтоматизированные, полностью с ручной подачей. Поэтому точность обработки во многом зависит от квалификации фрезеровщика.
Точность обработки контролируют с помощью множества мерительных инструментов: различные штангели, калибры, маятниковые угломеры, пробки, линейки индикаторные инструменты.
Основные характеристики
Основные параметры, от которых зависит производительность и возможности горизонтально-фрезерных станков:
- мощность электродвигателя;
- число скоростей, макс/мин обороты;
- рабочий ход салазок по всем осям.
Мощность двигателя влияет на элементарные возможности – фреза не должна застревать в заготовке только потому, что не хватает мощности привода.
Число скоростей позволяет выбрать наиболее оптимальный вариант, точно подходящий под каждый вид операции. Скорость бывает разной в зависимости от глубины обработки, свойств металла, количества зубьев на фрезе, необходимой точности обработки.
Рабочий ход салазок определяет, какую площадь детали за одну установку сможет обработать фреза.
Также может иметь значение размер и вес станка. Тяжелые требуют заливки специального фундамента. Крупногабаритный занимает много производственной площади.
Виды
Различные станки такого типа отличаются по множеству параметров. Это конструкция, специализация, габариты, вес и мощность двигателя.
Есть настольные варианты. Например, НГФ110Ш3, НГФ110Ш4. Первая буква «Н» означает вариант исполнения «настольный». Станки такого класса имеют электродвигатель 0,75 кВт.
Другие горизонтально-фрезерные станки могут иметь массу около 12 тонн с двигателем мощностью 11 кВт.
Бесконсольные станки отличаются низким расположением рабочего стола. Он не поднят на консоли, а расположен низко, сразу на станине. В ней тоже могут находится механизмы для перемещения стола, но основные настройки положения заготовки проводятся подвижной фрезой.
На большинстве моделей бесконсольных станков фрезы подвижны, в этом их главное отличие от консольных. Низкое расположение рабочего стола и большое пространство между столом и фрезой рассчитаны для обработки крупногабаритных деталей. Большинство из них современные и имеют ЧПУ.
В зависимости от габаритов и мощности определяется размер деталей, которые можно обрабатывать. Рабочие столы мощных станков могут выдерживать вес детали около 2 т и более.
Несколько наиболее распространённых моделей горизонтально-фрезерных станков.
6Р81
Горизонтально-фрезерный станок 6Р81 выпускался Дмитровским заводом фрезерных станков (Московская обл). В настоящее время снят с производства.
Особенности:
- на выбор, два способа перемещения рабочего стола: вручную с помощью винтового механизма и автоматически, для этого имеется отдельный электродвигатель;
- повышенная мощность основного электродвигателя. Возможность резания твердосплавными фрезами на высоких оборотах;
- при выключении, шпиндель мгновенно останавливает электромагнит.
Аналогичные станки сегодня выпускаются в Гомеле (республика Беларусь) и в КНР.
6Р83
Станок 6Р83 выпускался на Горьковском заводе фрезерных станков с 1972 года. Относится к категории мощных.
Пришли на смену станкам 6Р82, получили увеличенный рабочий стол и более мощный двигатель.
База станка позволяет оснастить его полуавтоматической и автоматической системами ЧПУ. Широко используется в индустриальном производстве. На 6Р83 делают шестерни, обрабатывают горизонтальные и вертикальные плоскости под заданный размер, выбирают пазы и т.д.
С помощью делительной, универсальных накладных головок, поворотного стола и другого оборудования возможности станка значительно расширяются.
Основные характеристики:
- мощность двигателя 11 кВт;
- число скоростей – 19;
- вес станка 3800 кг;
- максимальный размер заготовки 1000х320х350 мм.
6Р80
Горизонтально-фрезерный станок 6Р80 выпускался Вильнюсским станкостроительным заводом «Жальгирис».
Средней мощности. Встраивание в автоматическую индустриальную линию не предусмотрено. Используется на небольших производствах и в мастерских. Несмотря на давность разработки, остается востребованным и сегодня.
Основные технические характеристики:
- мощность двигателя 3 кВт;
- число скоростей – 12;
- вес станка 1260 кг;
- максимальный размер заготовки 500х160х300.
НГФ110Ш4
Буква Ш в маркировке означает, что он предназначен для школьного обучения на уроках технологии (труда). По этой причине их было выпущено больше всех других марок горизонтально-фрезерных станков. Их можно было встретить в мастерских большинства школ.
Базовая модель – станок НГФ110Ш. Цифра 2,3 или 4 в конце означает модель. Например, с 1972 по 1979 год выпускался станок НГФ110Ш 3, с 1979 – усовершенствованная модель 4. Станок учебный, но вполне работоспособный. С его помощью можно делать все тоже самое, что и на других ГФС. Ограничения по мощности двигателя и размеру заготовок. Класс точности Н (нормальный), как у многих индустриальных станков, кроме прецизионных (высокоточных).
Основные характеристики:
- мощность двигателя 0,6 кВт – 0,75 кВт (от модели);
- число скоростей – 6;
- вес станка 340 кг;
- максимальный диаметр фрезы 110 мм;
- рабочий размер стола 100 х 400 мм.
Выпускался на разных заводах. В основном – на Ростовском (Ростов-на-дону) заводе малогабаритного станочного оборудования.
ИР500
Мощный крупногабаритный станок, относится к изделиям тяжелого машиностроения. Выпускался на Гомельском и Ивановском заводах. Сегодня на конструктивной базе этого станка выпускаются современные обрабатывающие центры (Иваново ИС-500 (ИС-500ПМФ4, ИСБ500ПМФ4) с весом обрабатываемых деталей до 25 тонн, Гомель – современные обрабатывающие центры ГДН-500, ГДН-630).
Основные технические характеристики ИР500:
- мощность двигателя 14 кВт;
- число оборотов шпинделя от 200 до 3000 об/мин;
- вес станка 11,3 т;
- максимальный вес заготовки по центру стола 700 кг.
ДФ831
Производится на Дмитровском заводе фрезерных станков с 1979 года. Относится к специальным продольно фрезерным станкам, создан для обработки параллельных плоскостей двумя фрезами (обработка двух ступеней заготовки).
Основные характеристики:
- мощность двигателя 7,5 кВт;
- число оборотов шпинделя 63-1250 об/мин;
- вес станка 7100 кг.
Горизонтальные фрезеры — замечательные станки, с их участием создана материально-техническая база, которой сегодня пользуется современная цивилизация. Но их эпоха уходит в прошлое. Работа на таких станках требует высокой квалификации станочника. На смену пришли роботизированные линии и обрабатывающие центры, станки с ЧПУ в проекции 3D, которые по заданной программе сами вытачивают сложнейшие детали с высочайшей точностью.
Но небольшая ниша применения традиционных фрезерных станков по-прежнему сохраняется. Это небольшие производственные и ремонтные мастерские, производства штучных деталей, запчастей к любым машинам и механизмам (в одном или нескольких экземплярах). Словом, все производства, куда нет смысла покупать дорогостоящие современные роботизированные станки для поточного производства.
