KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I

AUTOMATYZACJI

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

1. Cel

ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową frezarki wspornikowej uniwersalnej, jej
charakterystyką techniczną i możliwościami technologicznymi oraz poznanie schematu
kinematycznego, przebiegu ruchów napędowych, doboru parametrów kinematycznych.

2. Wyposa

żenie stanowiska

- frezarka wspornikowa uniwersalna UFM 3 Plus
- wyposażenie frezarki
- instrukcja do ćwiczenia

3. Przebieg

ćwiczenia

- zapoznanie się z budową frezarki wspornikowej
- analiza schematu kinematycznego i przebiegu łańcuchów napędowych
- przykłady doboru prędkości obrotowej wrzecion i posuwów
- praktyczne zapoznanie się z pracą frezarki

Literatura:

- Burek J. „Maszyny technologiczne” Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2000 r.
- Instrukcja obsługi frezarki wspornikowej uniwersalnej UFM 3 Plus.

Przedmiot:

MASZYNY TECHNOLOGICZNE

Nr ćwiczenia: 2

Temat:

Frezarka wspornikowa UFM 3 Plus

Kierunek:

Mechanika i budowa maszyn

1. Charakterystyka techniczna

Frezarka wspornikowa uniwersalna KNUTH UFM 3 Plus posiada dwa wrzeciona: poziome oraz

wrzeciono zamontowane na indywidualnie napędzanej, obrotowej, uniwersalnej głowicy frezarskiej w
górnej części maszyny. Wrzeciona mogą być wykorzystywane w tym samym czasie do obróbki różnych
powierzchni. Wrzeciono uniwersalnej głowicy frezarskiej może być obracane w dowolnym kierunku w
przestrzeni, umożliwiając skrawanie powierzchni, które nie są dostępne dla zwykłych wrzecion
frezarskich.
Frezarka UFM 3 Plus nadaje się do produkcji mało- i średnioseryjnej, do narzędziowni i oddziałów
remontowych. Jej możliwości są większe ze względu na zastosowanie różnych przyrządów zwykłych i
specjalnych takich, jak skrętny stół, uniwersalna głowica podziałowa, stół uchylno - obrotowy, imadło
uchylno - obrotowe, zestaw do bezpośredniego mocowania przedmiotu, elementy do mocowania
narzędzi. Może być używana do frezowania płaszczyzn poziomych, pionowych i pochyłych oraz rowków.
Ma także szeroki zakres prędkości obrotowych oraz posuwów.

1.1. Wielko

ści charakterystyczne

Powierzchnia robocza stołu ............................................................................... 1500x300 [mm]

Liczba stopni prędkości obrotowych wrzeciona poziomego ................................................... 12
Liczba stopni prędkości obrotowych wrzeciona pionowego .................................................... 8
Zakres prędkości obrotowych wrzeciona poziomego .................................. 35

÷

1600 [obr/min]

Zakres prędkości obrotowych wrzeciona pionowego .................................. 67

÷

1600 [obr/min]

Oprawa wrzeciona ........................................................................................................... ISO 40
Przesuw wzdłużny stołu ............................................................................................. 780 [mm]
Przesuw poprzeczny stołu .......................................................................................... 235 [mm]
Przesuw pionowy stołu ............................................................................................... 400 [mm]
Przesuw górnych sań .................................................................................................. 470 [mm]
Największy kąt skręcenia stołu ........................................................................................... ±45°
Odległość miedzy wrzecionem poziomym i stołem ............................................. 20

÷

420

[mm]

Liczba stopni posuwów stołu .................................................................................................. 14
Zakres posuwów wzdłużnych ........................................................................ 17

÷

720

[mm/min]

Zakres posuwów poprzecznych ..................................................................... 17

÷

720 [mm/min]

Zakres posuwów pionowych ........................................................................... 4

÷240

[mm/min]

Posuw przyspieszony wzdłużny ........................................................................ 2100 [mm/min]
Posuw przyspieszony poprzeczny ..................................................................... 2100 [mm/min]
Posuw przyspieszony pionowy ............................................................................ 700 [mm/min]
Silnik napędu wrzeciona poziomego ...................................................... 4 [kW]/1440 [obr/min]
Silnik napędu wrzeciona pionowego ................................................... 2.2 [kW]/1420 [obr/min]
Silnik napędu posuwów ..................................................................... 0.75 [kW]/1380 [obr/min]

1.2. Widok ogólny frezarki

Widok ogólny frezarki przedstawiono na rys. 1 oraz na rys. 2. Wrzeciono poziome 15 jest

ułożyskowane w korpusie głównym stojaka 11. Frez osadza się na trzpieniu frezarskim, którego koniec
usztywnia się podparciem w łożysku podtrzymki 29, złączonej przesuwnie z belka wspornikową 13. W
belce wspornikowej jest zamontowane wrzeciono pionowe 18, obracane w dwóch płaszczyznach za
pomocą uniwersalnej głowicy frezarskiej 17. Na wsporniku 25 umieszczony jest suport poprzeczny 21,
na którym znajduje się obrotnica umożliwiająca skręcenie stołu 19 (suportu wzdłużnego) w zakresie
±45°.

1.3. Schemat kinematyczny i przebieg ruchów nap

ędowych

Schemat kinematyczny frezarki przedstawiono na rys. 3, natomiast przebieg ruchów napędowych

na rys. 4.

Wrzeciono poziome jest napędzane przez silnik o mocy 4 [kW] poprzez pasy klinowe, oraz

przekładnie zębate. Przełożenia są zmieniane za pomocą trójki przesuwnej oraz dwóch dwójek
przesuwnych. W ten sposób uzyskuje się 12 stopni prędkości obrotowych wrzeciona poziomego w
zakresie 35

÷

1600 [obr/min].

Wrzeciono pionowe jest napędzane przez silnik o mocy 2.2 [kW] poprzez sprzęgło S

7

, sprzęgło S

6

,

przekładnie zębate oraz sprzęgło S

1

. Przełożenia są zmieniane za pomocą dwóch dwójek przesuwnych

oraz sprzęgła S

1

. W ten sposób uzyskuje się 8 stopni prędkości obrotowych wrzeciona poziomego w

zakresie 67

÷

1600 [obr/min]. W układzie napędowym wykorzystywane są dwie pary kół zębatych

stożkowych o zębach śrubowych, które umożliwiają obracanie wrzeciona frezarskiego w dowolnych
kierunkach.
Skrzynka posuwów jest napędzana przez silnik o mocy 0.75 [kW]. Przełożenia są zmieniane za pomocą
dwóch trójek przesuwnych oraz sprzęgła S

8

. W ten sposób uzyskuje się 18 prędkości posuwów w tym 14

różnych. Zakres prędkości posuwu w kierunku wzdłużnym i poprzecznym wynosi 17

÷

720

[mm/min],

natomiast w kierunku pionowym 4

÷

240

[mm/min]. Zmianę posuwu roboczego na posuw szybki realizuje

sprzęgło S

2

. Prędkość posuwu szybkiego w kierunku wzdłużnym i poprzecznym wynosi 2100

[mm/min],

a w kierunku pionowym 700

[mm/min]. Posuw roboczy i posuw szybki we wszystkich trzech kierunkach

są blokowane elektrycznie niezależnie od siebie.

Rys. 1. Widok ogólny frezarki KNUTH UFM 3 Plus: 1 – belka wspornikowa, 2 – uniwersalna głowica
frezarska z wrzecionem WR2 (pionowym), 3 – korpus, 4 – wrzeciono WR1 (poziome), 5 – wyświetlacz
pozycji, 6 – stół, 7 – pulpit sterujący, 8 – suport poprzeczny, 9 – wspornik, 10 - łoże

zderzak ruchu poprzecznego stołu, 27 – zderzak ruchu pionowego stołu, 28 – zderzak ruchu wzdłużnego stołu, 29 – podtrzymka, 30 – wyprowadzenie do napędu podzielnicy uniwersalnej

Rys. 2. Widok ogólny frezarki KNUTH UFM 3 Plus: 1 – zacisk śrubowy stołu, 2 – pokrętło ręcznego przesuwu wzdłużnego, 3 – pompka ręczna, 4
– dźwignia sterowania posuwem poprzecznym i pionowym, 5 – przycisk impulsowy, 6 – śruba posuwu pionowego stołu, 7 – zacisk obrotnicy
stołu, 8 – pulpit sterujący, 9 – wyświetlacz pozycji, 10 – doprowadzenie chłodziwa, 11 – korpus, 12 – dźwignia wyboru prędkości WR1, 13 – belka
wspornikowa, 14 - dźwignie wyboru prędkości WR2, 15 – wrzeciono WR1, 16 – lampa, 17 – uniwersalna głowica frezarska, 18 – wrzeciono WR2,
19 – stół, 20 – dźwignia sterowania posuwem stołu, 21 – suport poprzeczny, 22 – pokrętło ręcznego posuwu poprzecznego stołu, 23 - pokrętło
ręcznego posuwu pionowego stołu, 24 – dźwignia wyboru prędkości, 25 – wspornik, 26 – zderzak ruchu poprzecznego stołu, 27 – zderzak ruchu
pionowego stołu, 28 – zderzak ruchu wzdłużnego stołu, 29 – podtrzymka, 30 – wyprowadzenie do napędu podzielnicy uniwersalnej

Rys. 3. Schemat kinematyczny frezarki KNUTH UFM 3 Plus

R

ys. 4. Przebieg ruchów napędowych frezarki KNUTH UFM 3 Plus

Rys. 4. Przebieg ruchów napędowych frezarki KNUTH UFM 3 Plus

2. Dobór parametrów kinematycznych

2.1. Dobór pr

ędkości obrotowej wrzeciona WR1 (poziomego)

Wyboru prędkości obrotowych wrzeciona WR1 dokonuje się korzystając z rys. 5.

Przebieg napędu ruchu głównego można zapisać równaniem E

1

→ WR1

N

WR

d

v

obr

n

v

i

obr

π

1000

min

249

112

min

1440

1

1

=









⋅

=

⋅

⋅









stąd

49

.

0

,

1

1

1

≈

=

C

d

v

C

v

i

N

gdzie: v - prędkość skrawania, [m/min],

N

d - średnica narzędzia, [mm].

Rys. 5. Tabela doboru prędkości obrotowych wrzeciona WR1

2.2. Dobór pr

ędkości obrotowej wrzeciona WR2 (pionowego)

Wyboru prędkości obrotowych wrzeciona WR2 dokonuje się korzystając z rys. 6.

Przebieg napędu ruchu głównego można zapisać równaniem E

2

→ WR2

N

WR

d

v

obr

n

v

i

obr

π

1000

min

28

28

30

30

min

1420

2

2

=









=

⋅

⋅

⋅









stąd

22

.

0

,

2

2

2

≈

=

C

d

v

C

v

i

N

gdzie: v - prędkość skrawania, [m/min],

N

d - średnica narzędzia, [mm].

Rys. 6. Tabela doboru prędkości obrotowych wrzeciona WR2

2.3. Dobór posuwów roboczych

Wyboru prędkości posuwu dokonuje się korzystając z rys. 7.

Przebieg napędu posuwów można zapisać równaniem E

3

→ ST, SUP. P, WS

pionowy

p

mm

f

obr

mm

t

.

min

5

48

24

45

45

45

36

3









=









⋅

⋅

⋅

⋅

wzdłużny

p

mm

f

obr

mm

i

obr

t

p

.

min

6

22

18

22

24

47

53

53

24

53

32

45

45

53

13

28

14

min

1380

1









=









⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅









poprzeczny

p

mm

f

obr

mm

t

.

min

6

53

47

2









=









⋅

⋅

stąd

)

,

,

(

),

,

,

(

,

3

2

1

3

2

1

t

t

t

t

t

p

f

f

f

f

C

C

C

C

f

C

i

=

=

⋅

=

gdzie:

f

t

- prędkość posuwu, [

m/min],

.

Rys. 7. Tabela doboru prędkości posuwów

3. Przykłady nastawiania parametrów kinematycznych

Przykład: dobrać prędkość obrotową wrzeciona n

WR1

= 1600 [obr/min].

Na podstawie rys. 5 dla tej prędkości dobiera się odpowiednie ustawienie tarczy obrotów, przez

co uzyskuje się następujący przebieg napędu:

E

1

→ WR1









≈

⋅

⋅

⋅

⋅









min

1600

30

68

34

48

42

31

249

112

min

1440

obr

obr

Przykład: dobrać prędkość obrotową wrzeciona n

WR2

= 405 [obr/min].

Na podstawie rys. 6 dla tej prędkości dobiera się odpowiednie ustawienie tarczy obrotów, przez

co uzyskuje się następujący przebieg napędu: E

2

→ WR2









≈

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅









min

405

28

28

30

30

30

28

36

23

44

21

min

1420

obr

obr

Przykład: dobrać prędkość posuwu wzdłużnego stołu f

t

= 12 [mm/min].

Na podstawie rys. 7 dla tej wartości prędkości posuwu dobiera się odpowiednie ustawienie

tarczy posuwów i uzyskuje się następujący przebieg napędu: E

3

→ ST









≈









⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅









min

12

6

22

18

22

24

47

53

53

24

53

32

45

45

45

19

51

14

37

27

41

22

53

13

28

14

min

1380

mm

obr

mm

obr

Przykład: obliczyć prędkość posuwu szybkiego wspornika

Napęd przy posuwie szybkim omija skrzynkę posuwów uzyskuje się następujący przebieg

napędów: E

3

→ WS









≈









⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅









min

678

5

48

24

45

45

45

36

53

24

53

32

42

46

25

41

28

14

min

1380

mm

obr

mm

obr

Przykład: obliczyć rozpiętość posuwu roboczego poprzecznego

,

min

12

,

min

720

,

min

max

min

max









=









=

=

mm

f

mm

f

f

f

R

t

t

t

t

f

60

12

720

=

=

f

R