KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I
AUTOMATYZACJI
INSTRUKCJA DO ĆWICZEC
LABORATORYJNYCH
Przedmiot: Nr ćwiczenia: 2
MASZYNY TECHNOLOGICZNE
Temat: Kierunek:
Frezarka wspornikowa UFM 3 Plus Mechanika i budowa maszyn
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. Wyposażenie 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.
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. Wielkości 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]
ą
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
ą
45�.
1.3. Schemat kinematyczny i przebieg ruchów napędowych
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 S7, sprzęgło S6,
przekładnie zębate oraz sprzęgło S1. Przełożenia są zmieniane za pomocą dwóch dwójek przesuwnych
oraz sprzęgła S1. 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 S8. 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 S2. 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
Rys. 2. Widok ogólny frezarki KNUTH UFM 3 Plus: 1  zacisk śrubowy stołu, 2  pokrętło ręcznego przesuwu wzdłużnego, 3  pompka ręczna, 4
 dz
wignia 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  dz
wignia wyboru prędkości WR1, 13  belka
wspornikowa, 14 - dz
wignie wyboru prędkości WR2, 15  wrzeciono WR1, 16  lampa, 17  uniwersalna głowica frezarska, 18  wrzeciono WR2,
19  stół, 20  dz
wignia sterowania posuwem stołu, 21  suport poprzeczny, 22  pokrętło ręcznego posuwu poprzecznego stołu, 23 - pokrętło
ręcznego posuwu pionowego stołu, 24  dz
wignia 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
rzak 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
Rys. 4. Przebieg ruchów napędowych frezarki KNUTH UFM 3 Plus
ys. 4. Przebieg ruchów napędowych frezarki KNUTH UFM 3 Plus
2. Dobór parametrów kinematycznych
2.1. Dobór prędkości obrotowej wrzeciona WR1 (poziomego)
Wyboru prędkości obrotowych wrzeciona WR1 dokonuje się korzystając z rys. 5.
Przebieg napędu ruchu głównego można zapisać równaniem E1 WR1
obr 112 obr 1000v
�ł łł �ł łł
1440 �" �" iv1 = nWR1 �" =
�łmin śł �łmin śł
249 Ą dN
�ł �ł �ł �ł
v
stąd iv1 = C1 , C1 H" 0.49
d
N
gdzie: v - prędkość skrawania, [m/min],
d - średnica narzędzia, [mm].
N
Rys. 5. Tabela doboru prędkości obrotowych wrzeciona WR1
2.2. Dobór prędkości obrotowej wrzeciona WR2 (pionowego)
Wyboru prędkości obrotowych wrzeciona WR2 dokonuje się korzystając z rys. 6.
Przebieg napędu ruchu głównego można zapisać równaniem E2 WR2
obr 30 28 obr 1000v
�ł łł
1420 �" iv2 �" �" = nWR 2 �ł łł =
�łmin śł �łmin śł
30 28 Ą d
�ł �ł �ł �ł
N
v
stąd
iv 2 = C , C H" 0.22
2 2
d
N
gdzie: v - prędkość skrawania, [m/min],
dN - 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 E3 ST, SUP. P, WS
36 45 24 mm mm
�ł łł �ł łł
�" �" �" �" 5 = ft3 p. pionowy
�łobr śł �łmin śł
45 45 48
�ł �ł �ł �ł
obr 14 13 45 32 24 53 24 18 mm mm
�ł łł �ł łł �ł łł
�" �" �" ip �" �" �" �" �" �" �" 6 = ft1 p. wzdłużny
1380
�łmin śł �łobr śł �łmin śł
28 53 45 53 53 47 22 22
�ł �ł �ł �ł �ł �ł
47 mm mm
�ł łł �ł łł
�" �" 6 = ft2 p. poprzeczny
�łobr śł �łmin śł
53
�ł �ł �ł �ł
stąd ip = C �" ft , (C = C1, C2 , C3), ( ft = ft1, ft2, ft3)
gdzie: ft - prędkość posuwu, [m/min],
.
Rys. 7. Tabela doboru prędkości posuwów
3. Przykłady nastawiania parametrów kinematycznych
Przykład: dobrać prędkość obrotową wrzeciona nWR1 = 1600 [obr/min].
Na podstawie rys. 5 dla tej prędkości dobiera się odpowiednie ustawienie tarczy obrotów, przez
co uzyskuje się następujący przebieg napędu: E1 WR1
obr 112 31 48 68 obr
�ł łł �ł łł
1440 �" �" �" �" H" 1600
�łmin śł �łmin śł
249 42 34 30
�ł �ł �ł �ł
Przykład: dobrać prędkość obrotową wrzeciona nWR2 = 405 [obr/min].
Na podstawie rys. 6 dla tej prędkości dobiera się odpowiednie ustawienie tarczy obrotów, przez
co uzyskuje się następujący przebieg napędu: E2 WR2
obr 21 23 28 30 28 obr
�ł łł �ł łł
1420 �" �" �" �" �" H" 405
�łmin śł �łmin śł
44 36 30 30 28
�ł �ł �ł �ł
Przykład: dobrać prędkość posuwu wzdłużnego stołu ft = 12 [mm/min].
Na podstawie rys. 7 dla tej wartości prędkości posuwu dobiera się odpowiednie ustawienie
tarczy posuwów i uzyskuje się następujący przebieg napędu: E3 ST
obr 14 13 22 27 14 19 45 32 24 53 24 18 mm mm
�ł łł �ł łł �ł łł
1380 �" �" �" �" �" �" �" �" �" �" �" �" �" 6 H" 12
�łmin śł �łobr śł �łmin śł
28 53 41 37 51 45 45 53 53 47 22 22
�ł �ł �ł �ł �ł �ł
Przykład: obliczyć prędkość posuwu szybkiego wspornika
Napęd przy posuwie szybkim omija skrzynkę posuwów uzyskuje się następujący przebieg
napędów: E3 WS
obr 14 41 46 32 24 36 45 24 mm mm
�ł łł �ł łł �ł łł
1380 �" �" �" �" �" �" �" �" �" 5 H" 678
�łmin śł �łobr śł �łmin śł
28 25 42 53 53 45 45 48
�ł �ł �ł �ł �ł �ł
Przykład: obliczyć rozpiętość posuwu roboczego poprzecznego
ft max
mm mm
�ł łł �ł łł
R = , ft max = 720 , ft min = 12 ,
�łmin śł �łmin śł
f
ft min
�ł �ł �ł �ł
720
R = = 60
f
12