Портальные фрезерные станки (Bridge Milling Machine): назначение, особенности и применение

Краткое введение в фрезерные станки

Портальный фрезерный станок (bridge milling machine) — это тип фрезерного станка. Фрезерный станок — станок для фрезерных операций. Сегодня его называют универсальной платформой для многозадачной обработки. Он необходим в современном машиностроении, так как современные машлининг-центры позволяют выполнять множество типов работ. В современном производстве машлининг-центры часто оснащают системой ЧПУ (CNC) для точной обработки с высокой эффективностью. Иногда ЧПУ-фрезерный станок считают основной формой машлининг-центра.

Основные компоненты фрезерного станка: станина (lathe bed) и шпиндельная головка. Станина — место установки заготовок и проведения операций. В некоторых моделях рабочий стол адаптируется под конкретные типы заготовок. Шпиндельная головка — вращающаяся часть, выполняющая обработку. ЧПУ-машлининг-центр может быть ЧПУ-токарным, токарно-винторезальным или ЧПУ-маршрутизатором (router). ЧПУ-токарные и токарно-винторезальные — это С-образные (C-frame) станки, а маршрутизатор известен своей портальной (bridge-style) конфигурацией, поэтому ЧПУ-маршрутизатор иногда называют портальным фрезерным станком.

Что такое портальный машлининг-центр?

Когда речь идет о портальном машлининг-центре или портальном фрезерном станке, обычно имеют в виду ЧПУ-маршрутизатор или портальный ЧПУ-центр (gantry machining center). ЧПУ-маршрутизатор называют портальным фрезерным станком, потому что портал (gantry) перекрывает обрабатываемую поверхность. Поскольку портал опорой двух колонн на своих концах на станине, такой станок также называют двухколонным фрезерным станком или двухколонным машлининг-центром. Две поддерживающие колонны присоединены к рельсовому набору по продольным сторонам станка, позволяя порталу перемещаться по поверхности станины.

Обрабатывающая поверхность портального фрезерного станка

На любом ЧПУ-машлининг-центре есть фрезерная поверхность: это может быть станина, фланец или плоскость с линейными направляющими и винтами. Независимо от стиля, это место, где закрепляются заготовки и выполняются операции. Способ закрепления заготовки на портальном фрезерном станке зависит от системы удержания. Наиболее распространенные: рогатый патрон, магнитный патрон, тиски.

В большинстве процессов заготовки удерживают неподвижно; в других система удержания движется по осям станка, позволяя выполнять несколько операций одновременно. На типичном ЧПУ-токарном центре движение управляет сервопривод. На портальном фрезерном станке станина — плоская поверхность на болтах с линейными направляющими. Такая конфигурация позволяет линейное перемещение заготовок вместе с ЧПУ-маршрутизатором.

Как работают ЧПУ-портал и шпиндельная головка?

В отличие от типичного ЧПУ-токарного центра с отдельной шпиндельной головкой, двухколонный машлининг-центр имеет шпиндель и резак, закрепленные на портале. Поскольку портал поддерживается колоннами на рельсах вдоль центра, он может двигаться по станине. Поэтому шпиндельная головка на портале выполняет фрезеровку по продольной оси станины — это движение по оси X.

Помимо оси X, шпиндельная головка имеет возможность движения по оси Y — перемещение по порталу. С возможностью движения по X и Y шпиндельная головка обрабатывает по продольной и поперечной осям станины, охватывая всю фрезерную поверхность. Портальный фрезерный станок с 2-осевым движением идеален для заготовок с широкой поверхностью.

Возможности фрезерования по оси Z на портальном станке

Конвенциональный двухколонный ЧПУ-центр в основном обрабатывает заготовки с широкой поверхностью или листовой металл. Цель — создать профиль, сверлить отверстия, пазы, канавки или наносить маркировку. Такой центр не справляется с заготовками, имеющими значительные высотные различия. Для сложных поверхностей требуется дополнительная ось Z. Ось Z позволяет выполнять более тонкие операции.

Ось Z — вертикальное движение шпиндельной головки. Оно приводится в действие силовой системой, поднимающей и опускающей шпиндель на ЧПУ-портале. Система — обычно гидравлическая или пневматическая на консольном ЧПУ-маршрутизаторе. На меньших станках может быть электродвигатель. Наличие оси Z повышает универсальность портального фрезерного станка. 3-осевые двухколонные машлининг-центры идеальны для широкого круга применений: производство штампов/форм и др.