Что такое токарный станок с ЧПУ и как он работает?
Опубликовано: 06.09.2018
Токарные станки с ЧПУ дают возможность производить высококачественные металлические изделия, которые отличаются большой точностью геометрических показателей. Подобные устройства, изготавливаемые российскими и иностранными предприятиями, являются весьма эффективными и исключительно надежными.
Конструкция
Токарный станок с ЧПУ по металлу, применяемый сегодня множеством производственных организаций, представляет собою современное устройство, посредством которого возможно очень точно обрабатывать металлические заготовки. Станки токарные располагают некоторыми особенностями конструкции:
Станок ЧПУ. Как работает ЧПУ, устройство станка ЧПУ, сделать самому станок ЧПУ. Часть 1
в передаточных приводных элементах данного оснащения почти нет промежутков; несущие части, которые имеются в ЧПУ станке, являются достаточно жесткими; кинематические цепи располагают небольшой длиной. Число механических передач, составляющих цепи, довольно мало; в станке токарном ЧПУ есть особые сигнализаторы, которые предназначены для обратной связи; оборудование весьма устойчиво к вибронагрузкам, которые всегда возникают при обработке деталей; гидравлика и иные части устройства перед началом обработки прогреваются посредством особых систем. Благодаря этому уменьшается вероятность термодеформации при работе оборудования.
На токарный автомат с ЧПУ ставятся направляющие, которые характеризуются высокой износоустойчивостью, сниженным коэффициентом трения. Благодаря этому обеспечивается отличная точность металлорежущей обработки, уровень рассогласования уменьшается, все подвижные части двигаются по установленным параметрам с наивысшей точностью.
Направляющие элементы токарного станка сделаны таким образом, что при высокоскоростной обработке и быстром нагревании коэффициент трения не меняется. В качестве элементов качения выступают специальные ролики.
Разумеется, направляющие станков ЧПУ токарных, на которых металлические заготовки обрабатываются на больших скоростях, должны быть достаточно жесткими. Жесткость достигается посредством натягивания, выполняемого особыми регулирующими агрегатами. Для уменьшения трения направляющие части станка токарного с ЧПУ производят из определенных материалов. Направляющие могут быть пластиковыми (фторопластовыми), чугунными, стальными. От их расположения зависит то, к какой группе станков будет причислено оборудование. Направляющие обычно располагаются по горизонтали, вертикали либо под наклоном.
Для придания жесткости несущим частям устройства их делают в коробчатой форме, с поперечными и продольными гранями внутри. Производство осуществляется посредством литья, сваривания. Если в прошлом для изготовления несущих частей токарного станка применяли лишь чугун/сталь, то сегодня множество иностранных предприятий делают колонны, станины и салазки из бетона, в который добавлены полимерные либо гранитные элементы. Это обеспечивает им хорошую жесткость, высокую стойкость к вибронагрузкам.
Значимой частью всякого металлорежущего оснащения считается шпиндель, который испытывает серьезные нагрузки при выполнении токарной обработки. Ввиду этого все основные и посадочные части шпинделя, его шейки должны иметь высокую износостойкость. Подшипники, устанавливаемые в опоры шпинделя, позволяют ему точно вращаться.
У токарных станков по металлу с ЧПУ шпиндель конструктивно более сложен. Обусловлено это тем, что в него монтированы вспомогательные элементы: зажимы для рабочих приспособлений, которые функционируют автоматически; датчики, предназначенные для диагностирования оснащения и адаптивного управления обработкой. На токарном оборудовании с числовым программным управлением шпиндель может располагаться горизонтально либо вертикально.
Классификация
Токарные станки по типу системы автоматического контроля возможно разделить на 3 группы:
Контурная. Программируется траектория движения инструмента и контроль за правильностью проведения обработки. Позиционная. Осуществляется программирование точечных координат, которые должен иметь инструмент после окончания обработки. Адаптивная. Контурная система совмещается с позиционной.По маркировке российских станков токарно винторезных с ЧПУ довольно легко установить, к какой группе они относятся. Буквы и цифры, которые стоят в конце маркировочной надписи, означают систему, по которой программируется оборудование.
Ф1 – инструмент двигается по заранее введенным координатам. Есть числовая индикация. Ф2 – инструмент перемещается позиционно. Ф3 – устройство программируется контурно. Ф4 – горизонтальный/вертикальный токарный станок с ЧПУ программируется адаптивно.
В маркировке определенных токарных/фрезеровочных/винторезных станков возможно увидеть надпись С1/2/3/4/5. Она указывает на то, что настольный токарный или какой-либо иной станок располагает особенными возможностями. К примеру, станки С1/2 имеют низкий предел подач, малый диапазон их регулирования. Винторезные станки С3/4/5 располагают расширенным диапазоном подач.
Устройства С4/5 возможно применять для качественного проведения различных технологических операций. К примеру, с их помощью нарезают резьбу внутри и снаружи, обрабатывают детали, которые имеют форму цилиндра/конуса.
Программирование
Чтобы эксплуатация токарно фрезерных обрабатывающих центров с ЧПУ была по максимуму эффективна, нужно хорошо продумать техпроцесс обрабатывания, разработать программу, управляющую работой устройства. При решении данных вопросов необходимо принимать во внимание множество важных факторов: привязку координатной системы, положение детали и инструмента.
При разработке программы для токарно фрезерного центра с ЧПУ учитывают тот факт, что инструмент двигается по осям координат обрабатываемой заготовки, закрепленной неподвижно. Инструмент перемещается прямолинейно по осям, которые расположены параллельно осям обрабатываемой детали.
Суть программирования одной операции, которая выполняется на токарно фрезерном станке с ЧПУ, состоит в описании траектории, проходимой инструментом для формирования детали с определенной геометрией.
При разработке программы, по которой будет работать ЧПУ станок, следуют таким правилам:
техпроцесс проходит в 3 стадии: черновое, чистовое обрабатывание, отделка. Для повышения производительности и снижения трудоемкости черновую и чистовую обработку проводят в один этап; для минимизации погрешностей фиксации и базирования заготовки ее технологические и конструкторские базы объединяют; обтачивать заготовку рекомендуется с наименьшим числом ее установок; нужно рационально подходить к обрабатыванию деталей. Обтачивать элементы деталей в форме конуса/цилиндра лучше после завершения обрабатывания частей, являющихся достаточно жесткими.В техпроцессе, предполагающем применение токарно фрезерных центров с ЧПУ, под операцией понимается обрабатывание, осуществляемое на одном устройстве. Операции делятся на переходы. Переходы, в свою очередь, подразделяются на проходы, могут быть:
позиционными; элементарными; инструментальными; вспомогательными.
Следуя правилам составления программ для токарно фрезерных центров с ЧПУ, возможно обеспечить отличное качество обработки. В программе пользователь может указывать такие параметры:
число переходов, проходов; общее количество установок; тип обрабатывания детали; число инструментов, их типоразмеры.Когда конструкция устройства это допускает, надо все инструменты, которые принимают участие в обрабатывании, располагать в одном держателе резцов. Если осуществить подобное не представляется возможным, необходимо предусмотреть в программе остановку обрабатывания, чтобы можно было заменить резец.
Токарные станки с противошпинделем с ЧПУ осуществляют разные операции посредством специальных инструментов:
• расточка – резцы, пластинки которых зафиксированы механически;
• нарезка резьбы – сборные инструменты с тремя гранями; • обрабатывание отверстий, подрезание – инструменты в виде ромба с пластинками из твердых сплавов.
Приводы, дополнительное оснащение
В токарно фрезерных станках ЧПУ применяют разные виды электродвижков. В маломощном оборудовании применяют движки постоянного тока, в более мощном – переменного. Российские изготовители, которые выпускают токарные и фрезерные станки по металлу, оборудуют асинхронными электромоторами с 4-мя полюсами. Они могут бесперебойно функционировать даже в жестких условиях.
На токарный и фрезерный станок с ЧПУ по металлу ставится дополнительное оснащение. К нему причисляются:
агрегаты загрузки; устройства, зажимающие деталь; механизмы смазывания; агрегаты, предназначающиеся для убирания стружки, образующейся при обрабатывании; устройства, позволяющие быстро сменять резцы.
Подводя итоги, нужно сказать, что двухшпиндельный станок с ЧПУ более производительный и надежный, чем стандартные устройства, применяющиеся для обрабатывания разнообразных металлических деталей. Многие модели позволяют выполнять фрезерование заготовок. На российском рынке есть оборудование от разных изготовителей, как отечественных, так и иностранных. По качеству оснащение из РФ ничем не хуже зарубежных станков. Любое предприятие может приобрести устройство, оптимально подходящее для его нужд. Это может быть фрезерный, шлифовальный, токарно карусельный станок с ЧПУ.
Скачать ГОСТ
ГОСТ 21608-76 “Станки токарные с числовым программным управлением. Основные параметры и размеры”
