Токарно-фрезерные обрабатывающие центры по металлу — универсальные станки с ЧПУ. Чпу на токарный станок

Токарный станок с ЧПУ – ювелирная обработка металла + Видео

Современный токарный станок с ЧПУ (числовое программное управление) – это эффективный агрегат с высоким уровнем надежности эксплуатации и широким технологическим потенциалом.

1 Конструктивные особенности агрегатов с программным управлением

Токарный станок с ЧПУ, на котором осуществляется обработка металлических деталей, характеризуется повышенной точностью выполнения работ. Достигается она за счет следующих факторов:

отсутствие в передаточных устройствах станочных приводов зазоров;
высокая жесткость агрегатов по металлу;
уменьшение количества механических передач в кинематических цепях станков, а также снижение длины этих цепей;
использование сигнализаторов обратной связи;
увеличенная устойчивость против вибрации;
наличие комплексов предварительного разогрева гидравлических и других узлов оборудования для снижения тепловых деформаций при работе.

Все модели станков по металлу с программным числовым управлением оснащаются износостойкими направляющими с небольшим показателем силы трения. Благодаря этому, в контролирующей системе станка снижается уровень рассогласования, и повышается точность передвижений механизмов агрегата. Направляющие качения изготавливаются таким образом, чтобы при высоких скоростях работы имеющийся коэффициент трения не изменялся. Функции тел качения обычно выполняют ролики.

Рекомендуем ознакомиться

Жесткость данных направляющих увеличивают посредством предварительного натяга при помощи специальных регулирующих механизмов. Направляющие скольжения суппорта и станины, чаще всего, конструируют из пары "фторопласт либо иное покрытие на основе пластика плюс качественный чугун либо сталь". Подобные пары обеспечивают малый показатель трения. Токарный станок с ЧПУ по размещению направляющих может быть причислен к оборудованию с наклонным вертикальным либо горизонтальным расположением.

Все базовые элементы конструкции станков с программным управлением по металлу изготавливают коробчатой формы по сварной или литой технологии с обязательным наличием поперечных и продольных ребер. Зарубежные производители сейчас начинают производить колонны, станины и салазки токарных агрегатов из синтетического гранита и полимерного бетона. Доказано, что эти материалы делают оборудование максимально виброустойчивым и жестким.

Шпиндели программируемых агрегатов делают с высокой степенью износостойкости всех базирующих и посадочных поверхностей, а также шеек.

В опоры шпиндельного узла устанавливают износостойкие подшипники, которые отвечают за точность его вращения. Сам шпиндель изготавливается более сложной конструкции (по сравнению со стандартным токарным агрегатом), так как в него монтируют механизмы автоматического зажима рабочих приспособлений, а также специальные индикаторы, необходимые для автодиагностики и адаптивного контроля над процессом металлообработки. Добавим, что ось шпинделя может располагаться вертикально или горизонтально.

2 Информация о маркировке агрегатов

Токарный станок с ЧПУ может оснащаться тремя вариантами управляющих комплексов:

Контурным. Такие системы контролируют перемещение по запрограммированной криволинейной траектории исполнительного органа.

Позиционным. В этом случае определяются конечные координаты положения рабочего инструмента после окончания какой-либо обрабатывающей операции.
Адаптивным. Система ЧПУ, которой присущи возможности первых двух комплексов.

Отечественные агрегаты с программным числовым управлением несложно отнести к конкретной группе, увидев их маркировку. В конце модели станка стоят буква и цифра, которые описывают систему ЧПУ:

Ф1 – агрегаты с предварительным заданием координат и цифровой индикацией;
Ф2 – оборудование с позиционным комплексом;
Ф3 – оборудование с контурным комплексом;
Ф4 – агрегаты с универсальным (адаптивным) ЧПУ.

Некоторые токарные станки дополнительно маркируются кодами С1–С5. Они говорят специалистам о каких-либо особых возможностях станочного оборудования. Агрегаты с обозначением С1 и С2, например, характеризуются малым пределом подач и небольшим диапазоном. А вот кодировка С3, С4 и С5 указывает на более широкие возможности станков.

Стоит отметить, что на оборудовании с кодами С4 и С5 допускается нарезание резьбы и обработка в режиме полуавтомата изделий с конусными, цилиндрическими и фасонными ступенчатыми поверхностями. Причем подобная обработка возможна и для наружных, и для внутренних частей заготовок, какими бы сложными по конфигурации они не были.

3 Программирование станков с ЧПУ для токарных операций – основные сведения

Для того, чтобы токарный станок с ЧПУ использовался максимально эффективно, требуется подготовить детальный техпроцесс для обработки заготовок и составить управляющую программу. При этом очень важно грамотно "увязать" систему координат агрегата, положение детали и исходной точки с перемещениями в автоматическом режиме рабочего инструмента.

Программирование оборудования осуществляется на основании того, что режущее приспособление двигается по отношению к координатной системе детали, находящейся в неподвижном состоянии. Причем оси заготовки принимаются параллельными передвижениям рабочих механизмов агрегата в прямолинейном направлении.

Обработка изделий на описываемых станках по металлу выполняется по специально созданному маршруту (под ним и понимают программирование конкретной операции), который предполагает:

Деление процесса на три этапа – черновая обработка, чистовая и дополнительная отделочная. По возможности чистовая и черновая операции объединяются в одну, что увеличивает производительность агрегатов и уменьшает трудоемкость производства изделия.
Соблюдение правила совмещения технологической и конструкторской баз и их постоянства с целью снижения погрешности фиксации и базирования детали.
Обеспечение максимально полной обработки изделия за наименьшее количество его установок.
Рациональную работу с заготовками. Например, при точении тел вращения область их малой жесткости обрабатывается только после того, как была выполнена обработка их жесткой зоны.

Программирование станков по металлу учитывает важную часть техпроцесса, которую называют отдельной операцией. Под таковой понимается обработка одной заготовки на одном агрегате. Операция состоит из нескольких переходов, которые делят на самостоятельные проходы. Токарный станок с ЧПУ может совершать вспомогательные, инструментальные, элементарные и позиционные переходы.

Правильное программирование любой модели агрегата с ЧПУ требует разработки последовательности работы с деталью. Для этого задается общее количество установок, число переходов и проходов, вид обработки заготовок, типоразмеры режущих инструментов и их количество. Желательно помещать все рабочие приспособления в имеющиеся резцедержатели (либо в один держатель).

Не всегда резцедержатели способны вместить все нужные инструменты. В этом случае программируется приостановление функционирования токарного оборудования или же обработка детали разбивается на несколько частей. Токарный станок с ЧПУ обычно использует небольшой набор режущих инструментов. Чаще всего в резцедержатели монтируют приспособления с многогранными сверхтвердыми или твердыми пластинками. Когда одна из их кромок изнашивается, пластинку поворачивают, и обработка детали продолжается.

Для нарезания резьбы применяются трехгранные резцы сборного типа, для растачивания – резцы с механическим или наплавляемым креплением пластин, для выполнения отверстий и подрезки – твердосплавные ромбические резцы. Все они ставятся в резцедержатели в заданной техпроцессом последовательности. Программируемой точкой режущего инструмента при этом является закругление при его вершине или сама вершина.

4 Типы приводов и вспомогательные устройства для агрегатов с ЧПУ

В качестве приводов главного движения станочного оборудования, оснащенного числовым программным комплексом, чаще всего используют двигатели постоянного (если речь идет о станках с небольшой мощностью) и переменного тока (для агрегатов высокой мощности). Отечественные станки с ЧПУ по металлу применяют асинхронные устройства с четырьмя полюсами, которые без сбоев функционируют в условиях, когда в воздухе имеются частицы масла, мелкой стружки и металлической пыли. Такие двигатели, кроме того, воспринимают критические перегрузки, не выходя из строя.

Приводы подачи для агрегатов, на которых производится обработка заготовок из металла, представляют собой асинхронные и синхронные устройства. Их управление производится от преобразователей цифрового типа. Чаще на станки монтируют синхронные двигатели. Они имеют тормоза, индикаторы обратной связи, а также магниты, состоящие из редкоземельных химических компонентов.

Для агрегатов с асинхронными двигателями требуется использовать специальные частотные преобразователи. Их изготавливают на микропроцессорах. Установка программ обработки на таких преобразователях производится посредством программаторов встроенного вида, снабженных графическим либо цифровым экраном.

Под вспомогательными механизмами на программируемых токарных агрегатах по металлу понимают следующие устройства:

загрузочные;
зажимные;
смазывающие;
для уборки, образующейся в процессе работы станка стружки;
для быстрой смены режущих инструментов.

Конструктивно и технически они разительно отличаются от обычных приспособлений с аналогичными функциями, что обусловлено высокой производительностью оборудования с ЧПУ.

5 Обзор отечественных и зарубежных агрегатов с программным управлением

В России многие предприятия активно используют токарный станок с ЧПУ модели 16А20Ф3. Этот агрегат оснащается управляющей цифровой системой Электроника НЦ-31 либо комплексом 2Р-22. Станок 16А20Ф3 оснащен асинхронным частотно-регулируемым двигателем, универсальной автоматической головкой (6–12-позициионной), шпинделем с тремя разными частотами вращения, датчиком с приводом, используемым для резьбонарезания.

Популярностью пользуется и агрегат МК6713С5 – высокоточное патронное оборудование со шпинделем, снабженным держателем на шесть инструментов и крестовым суппортом. Этот станок может нарезать резьбы, выполнять другие токарные операции. Также на нем осуществляется эффективная обработка разных по конфигурации дисковых заготовок.

Сейчас на рынке появилось много зарубежного оборудования, которое по многим показателям превосходит возможности старых советских станков с ЧПУ. К наиболее востребованным агрегатам относят:

TRENS SBL 300 CNC – двухшпиндельный токарный станок с ЧПУ, являющийся многофункциональной установкой, на которой можно дополнительно выполнять обработку фланцев и сложных валов, уникальных по форме изделий, а также осуществлять качественное фрезерование по металлу. Модель SBL 300 CNC снабжена жестким шпинделем с подшипниками радиально-упорного типа. На агрегате можно производить резание на огромных скоростях, что делает его по-настоящему высокопроизводительным. Идеальная привязка координатной системы TRENS SBL 300 CNC к геометрии режущего инструмента обеспечивается специальным комплексом подстройки (работает по контактной схеме), благодаря которому не нужно выставлять рабочее приспособление и фиксировать его при помощи зажимов.
Vturn-V760 от тайваньской компании Victor – вертикальный токарный станок с ЧПУ с головкой на восемь позиций, гидравлическим двенадцатидюймовым патроном, конвейерным устройством для удаления стружки, комплектом резцедержателей, автоматическим смазочным механизмом. Агрегат снабжен графическим цветным монитором и системой управления Fanuc 0i-Т. На станок допускается монтировать приводные дополнительные приспособления для расширения его технологических возможностей.

LS360 CNC от MetalMaster – токарная установка с наклонной станиной и системой программного управления Siemens 808D для обработки алюминиевых и стальных тел вращения, деталей из нержавеющей стали и цветных металлов. На станке стоит надежная гидравлика Yuken от известной японской фирмы, головка с восемью позициями и качественная импульсная автоматическая смазочная система.

При желании на отечественном рынке несложно найти и другие токарные агрегаты с ЧПУ, поставляемые из других стран.

tutmet.ru

Самодельный токарный станок с ЧПУ

Самый просто способ изготовить токарный станок с ЧПУ - это взять готовый токарный станок и установить шаговые двигатели на ручки. Управлять таким токарным ЧПУ станком можно с помощью обычной программы MACH.

Если нет необходимости обрабатывать на самодельном токарном станке с ЧПУ сталь, а заняться обработкой дюрали и прочих не слишком прочных металлов, то можно купить б/у токарный станок и довести его до рабочего состояния. Для этого необходимо разобрать станок, хорошенько его смазать, убрать люфты, которые появляются при длительной эксплуатации токарного станка. Благо все станки это позволяют.

Затем необходимо замерить максимальное усилие на ручках (штурвалах) привода станка. Умножаем усилие (в кГ) на радиус ручки (см) и получаем необходимое усилие на валу (в кГ/см). По этим данным и подбираем шаговый двигатель для компьютеризации токарного станка. Необходимо сделать запас усилия, обычно полученную цифру умножают на 4, ведь у такой схемы нет обратного контроля и значит необходим минимум 3-х кратный запас мощности момента.

Чаще всего, для соосного соединения шагового двигателя и вала подачи токарного станка используют PL57H76-3.0-6, его момент на валу составляет 18, 9 кГ/см.

Вот пример реализации такого токарного станка с ЧПУ управлением.

Если подходящего двигателя нет под рукой, то можно использовать зубчатый шкив. Для этого вместо ручки подачи устанавливается зубчатый шкив большого диаметра, а на ось шагового двигателя ставится зубчатый шкив меньшего размера. Поделив диаметр большего шкива на меньший можно узнать коэффициент усиления усилия, не забудьте - скорость при этом упадет соответственно на тот же коэффициент.

Стоит заметить, что на токарном станке большая скорость подачи нужна только на холостом прогоне резца к месту металлообработки. А при самой работе скорость весьма небольшая, так что можно использовать и шаговые двигатели с небольшим усилием на валу.

Правда крепление зубчатых шкивов требует доработки и является более сложной процедурой изготовления ЧПУ привода для токарного станка.

Самодельный ЧПУ станок

http://homecnc.ru/

homecnc.ru

Инструкция по выбору токарного станка с ЧПУ

Направляющие

Направляющие в токарных станках бывают в основном двух типов: качения или скольжения.

Как правило, направляющие скольжения имеют более высокую точность позиционирования, чем направляющие скольжения. Кроме того, направляющие качения имеют большую максимальную скорость перемещений. Это обусловлено использованием шариковых подшипников, которые имеют меньшее сопротивление при перемещениях.

Направляющие скольжения имеют более прочную и надежную конструкцию, так как их конструкция проще и не имеет таких слабых мест, как подшипники качения, которые часто выходят из строя. Высокая нагрузочная способность и жесткость конструкции позволяют добиться большей повторяемости и стабильности в сравнении с направляющими качения. Кроме того, срок службы направляющих скольжения в несколько раз превышает аналогичный показатель у направляющих качения.

В токарных станках SMEC используются направляющие скольжения Rexroth (Bosh group, Германия) коробчатого типа, сравнительно более широкие (в 1,2 раза шире чем у большинства конкурентов). Это преимущество станков SMEC гарантирует увеличенный срок службы, так как нагрузка на направляющие распределяется по большей площади соприкосновения.

Торможение направляющих коробчатого типа быстрее на 0,1 секунды чем направляющих линейного типа. Незначительная цифра в человеческом понимании играет огромную роль в машинной работе, поскольку позволяет снизить уровень вибраций станка, вследствие чего инструмент изнашивается медленнее, что снижает расходы на ТО в долгосрочной перспективе. Коробчатые направляющие имеют 6 плоскостей соприкосновения. Эта технология позволяет сохранить точность обработки даже после столкновений подвижных узлов станка.

Турситовое покрытие направляющих снижает трение и изнашивание станка. Уровень высокочастотной термической обработки поверхности направляющих SMEC более чем в два раза выше, чем у конкуренотов (2,7 мм у SMEC, против 1,3 мм у большинства станков).

esmec.ru

Токарный станок с ЧПУ: технические характеристики, описание, плюсы

В настоящей статье рассмотрим токарный станок с ЧПУ, технические характеристики которого задействованы специальными программами числового управления, а также целой системой приводов, двигателей. Рассматривая описание таких станков, нужно отметить, что они оборудованы специальными револьверными головками, которые обеспечивают автоматическую замену инструментов.

Токарные станки обычно применяют для обрабатывания всевозможных вращательных поверхностей сферического, цилиндрического или конического вида, нарезания внутренней резьбы. Такой агрегат может работать с достаточно высокой точностью. Применяются подобные устройства чаще при мелкосерийном производстве.

Функциональное оснащение токарных приспособлений дает возможность практично применять их в виде не дорогостоящих многозадачных систем, которые способны взять на себя выполнение различных производственных заданий при небольшой их себестоимости за минимально короткие сроки.

Об оснащении и некоторых особенностях

Основные узлы станка и жесткие закаленные направляющие, для гарантии выполнения точных работ, требуют к себе применения специальной импульсной смазки. Охлаждение их смазочно-охлаждающими жидкостями (СОЖ), подведенными непосредственно к каждому инструменту, дает доступность обработки детали, используя высокие режимы резки, что существенно увеличивает сроки их изнашиваемости.

К тому же для улучшения работы оператора:

пиноль задней бабки управляется гидрофицированным прибором;
производится автоматическое транспортирование стружки;
патрон можно разжимать или зажимать механизированным способом;
станок оснащен специальной борштангой для расточки глубоких отверстий и одной револьверной головкой.

Подобное оснащение оборудования под программным управлениеми и техническими характеристиками такого вида, существенно расширяет область их технологических возможностей, повышается класс точности.

О технических свойствах устройств типа РТ305М

Токарный станок РТ305М с ЧПУ, технические характеристики коего дают возможность выполнять ротационную вытяжку изделий цилиндрического, а также сферического или конического типа, может производить все необходимые действия токарно-производственного режима.

Технические свойства этого устройства, его жесткость дают возможность использования его в качестве твердосплавного или быстрорежущего инструмента для обрабатывания цветных или черных металлов. Основными техническими характеристиками таких установок являются:

максимальный допуск диаметра детали, установленной над станиной, может быть до 500мм;
детали, для обработки могут быть диаметром до 350мм;
отверстия шпинделя допускаются диаметром до 110мм;
максимальная толщина стального листа имеет предел прочности не более 120кг/мм2;
максимальный вес деталей, устанавливаемых на оборудовании, может достигать до 3000кг;
станина имеет ширину 560мм;
мощность двигателя в киловаттах – 22.

При всех этих характеристиках, такая установка имеет цельную, литую из чугуна, станину, а жесткость ей придают ребра и коробчатые формы конструкции. Также к техническим характеристикам токарного станка относят наличие двух закаленных призматического вида направляющих, которые способны многократно уменьшать диапазон движения и направления каретки станка, что способствует повышению качества обрабатывания деталей.

О назначении

Такие специализированные токарно-давильные устройства программного управления обычно предназначаются для выполнения операций связанных токарной обработкой изделий. Станки с ЧПУ на основе устройств РТ305М, устанавливают для раскатывания деталей, у которых впоследствии завальцовывают и подрезают торцы.

О преимуществах устройств с ЧПУ

Главным преимуществом специального токарно-давильного станка с ЧПУ РТ305М, является высокий показатель степени автоматизации производства, так как вмешательство оператора устройства в его технологический процесс сведено минимально. Главной задачей обслуживающего персонала при числовом управлении установкой, является токарная обработка изделий, практически выполняя только лишь подготовительные и заключительные производственные операции, например:

установка и закрепление детали;
снятие уже обработанного изделия;
техническая наладка инструментов.

Важно. Оператор наладчик, при подобном программном управлении, способен проводить техническое обслуживание одновременно нескольких таких токарных устройств с ЧПУ.

К преимуществам использования токарных приспособлений с числовым управлением также относят:

производственная гибкость, при которой для обрабатывания разных изделий достаточно только заменить или скорректировать управляющую программу;
бесконечное число повторяющих циклов при достаточно высоком уровне параметра обработки деталей;
возможность такой обработки изделий, которая порой недоступна на обычных простых токарных устройствах;
долгий срок эксплуатации токарных станков с ЧПУ, технические характеристики, которых на порядок выше, по сравнению с обычными станками, особенно при использовании автоматической подачи СОЖ (смазочно-охлаждающих жидкостей) в области резки.

О функциональности токарных устройств

На таких токарных станках ЧПУ благодаря наличию специальных программ, можно выполнять токарные операции в патронах, к примеру:

расточку;
обточку;
нарезку резцами внутренней резьбы;
обработку таких изделий как крышки, втулки.

Для этого в станке используют специальные центровые инструменты. Применяя закаленные шлифовальные направляющие скольжения можно делать обработку деталей, имеющих большую толщину снимания припуска. При этом все направляющие плоскости шлифуются, имеют специальное антифрикционное покрытие, позволяющее достигать наиболее точного расположения необходимых узлов, перемещений.

vseochpu.ru

Токарный станок с ЧПУ по металлу, токарно-фрезерные станки с ЧПУ, Токарная обработка на станках с ЧПУ, Токарно-карусельный станок с ЧПУ

Токарные станки используются для обработки деталей, являющихся телами вращения. Обработка осуществляется за счет взаимного перемещения заготовки и инструмента, где заготовке придается вращательное движение, а инструменту поступательное.

Токарные станки это одни из самых первых в истории станков. Их изобрели еще в 650 гг до н. э., тогда на них обрабатывали дерево, кость, рог, при этом вращение заготовки осуществляли вручную, потом ножным приводом. Со временем станки совершенствовались и сейчас они уже представляют собой сложное, высокотехнологичное изделие, причем как универсальные токарные станки, так и токарные станки с ЧПУ.

Наиболее прогрессивными токарными станками являются токарные станки с ЧПУ. Они осуществляют обработку деталей в автоматическом режиме по управляющей программе (УП), оператору станка необходимо только загружать в станок заготовки, удалять стружку из контейнера при его заполнении, доливать СОЖ, и собирать готовые детали.

Конечно это образно у оператора еще пока хватает работы: осуществлять смену износившегося инструмента, контролировать размеры деталей, следить за стабильностью процесса обработки и т.д.

На таких станках очень просто осуществляется обработка сложных, контурных деталей, ведь перемещение резца по всем координатам осуществляется с помощью электродвигателей одновременно и согласованно в автоматическом режиме.

Такие поверхности сложно получить на универсальном токарном станке, для этого потребуются дополнительные приспособления, специальные фасонные резцы, а также дополнительные навыки токаря. Для обработки на ЧПУ станке всего этого не нужно.

Современные токарные станки с ЧПУ продолжают совершенствоваться, они оснащаются приводными инструментами для сверления не по оси детали, а в любых других направлениях, также вести фрезерные переходы, полигональное точение и т.д., таким образом они позволяют проводить обработку еще более сложных деталей.

Для точения сложных деталей, имеющих множество различных элементов, необходимо использовать несколько инструментов. Станки с ЧПУ имеют револьвер, суппорт или магазин инструментов, в который можно загружать необходимое количество инструментов. Смена инструмента осуществляется автоматически и занимает секунды. Револьверные головки, наиболее распространенные, содержат 12 позиций для инструментов, но существуют головки и с меньшим или большим количеством.

Виды токарных станков с ЧПУ

Существуют совершенно разные компоновки токарных станков, попробуем выделить основные из них:

По расположению оси шпинделя станки бывают:

1. Горизонтальные.

2. Вертикальные.

По назначению:

1. Центровые.

2. Патронные.

3. Патронно-центровые.

4. Карусельные.

В центровых станках обрабатывают валы, оси и другие детали в центрах. Патронные станки подходят для обработки деталей типа фланцы, втулки и многих других, где зажим их производят за наружный или внутренний диаметр детали. Патронно-центровые это комбинированный вариант, позволяющий зажимать длинные детали в патроне с поджимом задним центром.

Карусельные станки предназначены для обработки деталей больших диаметров и сравнительно не большой длинны. Их трудно закрепить в станке с горизонтальным расположением шпинделя, поэтому карусельные станки или вертикально-токарные станки для них будут наиболее подходящими.

По организации инструментального обеспечения:

1. С одним или несколькими суппортами.

2. С одной или несколькими револьверными головками.

3. С инструментальным магазином.

4. Комбинированные.

По количеству шпинделей:

1. С одним шпинделем.

2. Многошпиндельные.

3. С противошпинделем.

Многошпиндельные станки предназначены для крупносерийного, массового производства. А наличие противошпинделя позволяет полностью обрабатывать деталь за один установ.

По количеству осей:

1. Двухосевые.

2. Многоосевые.

5-ти осевые токарно-фрезерные обрабатывающие центры позволяют вести 5-ти координатную обработку деталей по 5-ти осям одновременно. Также добавление к станку различных дополнительных узлов противошпинделя, дополнительной револьверной головки, суппорта и т.д. добавляет станку дополнительные оси. Так станок может иметь 12 и больше осей.

По конструкции направляющих:

1. Вертикальные

2. Горизонтальные

3. Наклонные

По виду станины:

1. Прямая.

2. Наклонная.

По степени автоматизации:

1. Полуавтоматы.

2. Токарные автоматы.

Токарные автоматы, также являются токарными станками с ЧПУ, но имеют ряд отличий:

1. Заготовка имеет как вращательное движение, так и поступательное.

2. Нет смены инструментов, все инструменты находятся в боевом положении и осуществляют рабочие ходы по очереди или одновременно, если это представляется возможным.

3. Обработка осуществляется вблизи подающей цанги, что увеличивает жесткость системы.

4. Автоматы не требуют вовлечение человека, необходимо подать только пруток, а дальше складирование готовых деталей, подачу прутка и т.д. осуществляет полностью автомат сам.

5. В полуавтомате требуется небольшое вовлечение человека.

6. Наладка автомата требует временных затрат, что рационально такие станки использовать только в крупносерийном и массовом производстве.

Существует ряд других признаков классификации токарных станков с ЧПУ, более глубоких в этой сфере. Но, приведенные выше, вполне дают понимание о разнообразности токарных станков с ЧПУ.

Подбор токарных станков с ЧПУ

Большое разнообразие токарных станков с ЧПУ на рынке делает их выбор все более сложнее, но с другой стороны это позволяет выбрать станок, наиболее подходящий под конкретную деталь. Выбирать станок с большим количеством функций, которые не будут востребованы, это лишняя трата средств.

Необходимо выбирать станок исходя из конкретной задачи, которую необходимо решать с помощью данного станка. Выбор станка заключается именно в нахождении золотой середины из всех возможных станков, максимально соответствующего техническому заданию, без перебора и недобора функций и характеристик.

При подборе токарного станка с ЧПУ мы использует чек-лист, состоящий из порядка 50-ти пунктов, и они постоянно расширяются. Так происходит отсев не подходящих станков под конкретное ТЗ из всех возможных на рынке. Пройдя наш чек-лист обычно остаются единицы. Они все подходят, и дальнейший выбор уже осуществляется параметрами удобства и теста станков в деле. Еще больше про выбор и подбор станков можно почитать здесь.

Порой оптимально не подходит ни один станок, поэтому приходится мириться с некоторыми параметрами, стараясь выбирать в большую сторону тот или иной важный параметр, но чтобы станок объединял в себе все необходимые функции, согласно ТЗ.

Такие параметры, как жесткость, стабильность трудно проверить, не поработав реально со станком, поэтому необходимо опробование станка путем обработки пробной партии деталей, после чего можно сделать окончательный выбор.

Разработка управляющих программ

Для обработки сложных фасонных поверхностей не требуется использовать фасонные резцы, приспособления и еще чего-либо специального. Однако для использования токарного станка с ЧПУ необходимо создание управляющих программ (УП).

Разработка УП ведется в специальных CAD/CAM-системах. Для двухосевой обработки написание УП не такой сложный процесс его можно легко выполнить даже вручную, то для обработки детали на многоосевом токарно-фрезерном станке разработка УП уже становится более сложнее и интереснее. Здесь необходимо учесть синхронизацию рабочих органов станка, чтобы избежать их столкновений, но использовать все возможности станка по максимуму. Параллельная обработка в двух шпинделях разными револьверными головками и плюс с использованием фрезерной головы позволяют вести обработку 4-мя инструментами одновременно и в программировании такой обработки здорово помогают CAM-системы. Посмотрите видео процесса разработки УП для токарно-фрезерного станка здесь.

Роботизация

Токарные станки с ЧПУ отлично вписываются в роботизированные ячейки, когда установку и снятие детали берет на себя робот, а также робот переустанавливает заготовку в другой станок для последующей ее обработки. Это еще более расширяет возможности токарных станков с ЧПУ и предприятия в целом.

vys-tech.ru

Токарные станки с ЧПУ

Содержание статьи:

Токарные станки с числовым программным управлением являются универсальным оборудованием, которое сочетает в себе свойства обрабатывающих центров и агрегатных моделей. Они предназначены для выполнения широкого спектра токарных операций и применяются на производственных линиях для серийного выпуска продукции, а также специализированных мастерских.

Назначение токарных станков с ЧПУ

Внешний вид оборудования

Современные станки с ЧПУ отличаются от аналогичных моделей оборудования высокой функциональностью и возможностью настройки практически всех параметров. Современное программное обеспечение дает возможность эксплуатировать их практически в автономном режиме. Благодаря этому свойству оборудование может быть применено для изготовления сложных изделий за короткое время.

Конструктивно токарные станки с блоком ЧПУ мало чем отличаются от обычных моделей. Разница заключается в установленном блоке электронного управления работой основных компонентов. Благодаря отсутствию ручной настройки рабочих процессов нередко в подобных моделях устанавливается несколько видов резцов, что дает возможность выполнять одновременно ряд операций.

С помощью токарных станков с ЧПУ можно делать следующие виды обработки:

изготовление сложных деталей методом точения по внешней и внутренней плоскости;
выполнять операции точения вдоль заготовки;
максимально точное отрезание элементов детали нужной длины;
многие виды расточки — формирование пазов, отверстий и выемок;
изготовление резьбы любой конфигурации.

Важным элементом оборудования является программное обеспечение. От корректности его составления зависит качество токарной обработки, а также время ее выполнения. Но при этом интерфейс управления должен быть максимально простым.

Контроль за текущим положением резца и заготовки осуществляется с помощью датчиков. Информация от них поступает в блок электронного управления, благодаря чему повышается качество обработки.

Общие сведения о конструкции

Несмотря на кажущуюся сложность, токарные станки с ЧПУ имеют компоновку, во многом схожую с классическими моделями. В качестве дополнительных элементов могут устанавливаться сервоприводы или шаговые электродвигатели для точной настройки положения каретки.

Для определения фактической функциональности оборудования следует детально изучить его конструкцию. Ее свойства напрямую скажутся на возможности выполнения той или иной операции. Также они определят требуемые характеристики заготовки — ее размер и вес. Дополнительно следует учитывать материал изготовления детали.

Основные конструктивные компоненты специализированного станка с блоком ЧПУ:

станина (основание). Она является несущей конструкцией всех элементов оборудования. Помимо этого, станина уменьшает величину колебаний, возникающих в процессе работы электродвигателя;
шпиндельная бабка. Предназначена для установки токарных патронов различного назначения. На шпиндельную бабку передается крутящий момент от силовой установки. Изменение параметров вращения происходит с помощью коробки скоростей;
суппорт. Он необходим для смещения резца относительно вращающейся заготовки. Конструктивно состоит из двух кареток — верхней и нижней. На верхней установлен резцедержатель, а нижняя предназначена для смещения конструкции по направляющим станины;
система подачи. С ее помощью происходит смещение суппорта по одной или двум плоскостям. Движение передается на валик или ходовой винт.

Для увеличения производительности нередко устанавливают так называемую револьверную головку. Это резцедержатель сложной конфигурации, в котором предусмотрено крепления для установки нескольких резцов. Таким образом повышается скорость обработки детали.

Для выполнения широкого спектра операций с крупногабаритными заготовками применяются дополнительные устройства — тумбы. С их помощью вес детали равномерно распределяется между передней и задней бабками.

Обзор технических характеристик

Обработка деревянной заготовки

Все токарные станки с ЧПУ можно условно разделить на два вида — с горизонтальным или вертикальным расположением резцедержателя. Чаще всего применяются модели первого типа, так как они имеют расширенный функционал. Для ознакомления с ним рекомендуется прочитать содержание паспорта оборудования. Для этого необходимо знать основные технические параметры установки.

Прежде всего учитываются габариты и вес оборудования. Они напрямую влияют на место установки, определяют требования к его обустройству. Также следует учесть суммарную мощность электрической части. Общая нагрузка не должна превышать номинальной для электросети.

Основные технические и эксплуатационные параметры токарных станков с ЧПУ:

максимально допустимый диаметр заготовки. Учитывается способ установки — над суппортом или над станиной;
длина детали и ее масса;
величины смещения каретки по осям координат. Для этого показателя важным является степень погрешности;
пределы частот вращения шпинделя головки, об/мин;
диаметр отверстия шпинделя;
характеристики подач;
параметры револьверной головки. Количество устанавливаемых инструментов;
характеристики резьбы, их тип и параметры формирования.

В качестве дополнительных компонентов следует учитывать свойства системы охлаждения и устройства для подачи СОЖ. Эти элементы оборудования необходимы для уменьшения степени нагрева детали и режущего инструмента. При большой продолжительности автономной работы необходима система удаления стружки.

Кроме характеристик токарного станка с ЧПУ важным являются параметры обрабатываемых деталей — свойства материала изготовления, конфигурация. Они учитываются при составлении программы для работы оборудования.

Эксплуатационные качества

Станок с вертикально расположенным резцом

Наличие блока ЧПУ предусматривает возможность работы токарных станков в нескольких режимах — автоматическом или полуавтоматическом. В первом случае повышается скорость обработки деталей, но при этом снижается контроль за качеством операции. Полуавтоматический режим применяется при сложной обработке.

При активации полуавтоматического режима происходит выполнение одной операции, после чего установка останавливается. Для продолжения процесса обработки оператор должен вручную запустить следующую операцию. Такая методика актуальна при изготовлении штучных деталей. Это дает возможность замерить фактические характеристики заготовки и в случае надобности провести корректировку программы.

Автоматический режим работы актуален для массового производства. При этом используются стандартные программы, которые изменяются только в случае изготовления другого типа изделия.

Несмотря на все преимущества станки с ЧПУ требовательны к условиям эксплуатации:

соблюдение температурного и влажностного режима в рабочем помещении;
проведение периодических проверок работы компонентов оборудования — шаговых электродвигателей или сервоприводов, отсутствие люфта при движении каретки и вращении шпиндельной бабки;
адаптация программного обеспечения под конкретную модель CNC. Это необходимо в том случае, если происходит расширение функциональных возможностей оборудования;
требования к параметрам электросети. Блок числового программного управления чувствителен к перепадам напряжения;
обустройство места установки. Оборудование этого типа характеризуется достаточно большой массой и размерами. Поэтому для него необходимо сделать бетонное основание или установить специальные регулируемые опоры. Последний вариант является более приемлемым, так как эти компоненты способствуют снижению вибрации во время работы.

Во всем остальном эксплуатация установок с блоком числового программного управления ничем не отличается от практики обслуживания аналогичного оборудования. Важно также учитывать рекомендации производителей, которые указаны в техническом паспорте.

Для анализа сложности выполняемых операций рекомендуется ознакомиться с видеоматериалом:

stanokgid.ru

Токарно-фрезерный станок по металлу - обрабатывающий центр с ЧПУ

Токарно-фрезерный станок для работы по металлу, оснащенный системой ЧПУ, который также называется обрабатывающий центр, сегодня можно встретить на многих производственных предприятиях. Широчайшие возможности такого универсального оборудования позволяют подвергать качественной токарной и фрезерной обработке заготовки из металла.

Многоцелевой токарно-фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ

Виды токарно-фрезерных центров на современном рынке

Станки данной категории подразделяются на две большие группы: устройства без ЧПУ и с ЧПУ. К оборудованию без системы ЧПУ относятся ручные, полуавтоматические и автоматизированные станки. В рамках данной статьи рассматриваются устройства, на которых реализовано числовое программное управление. Обрабатывающие центры с ЧПУ, выпускаемые современной промышленностью, подразделяются на несколько видов:

простой конструкции;
с противошпинделем;
с приводным центром;
с установленной С-осью.

Объединяет эти обрабатывающие центры, имеющие свои конструктивные особенности, то, что они одновременно обладают функциональностью токарных и фрезерных станков.

Компактный настольный токарно-фрезерный станок, не оснащенный ЧПУ

Характеристики токарно-фрезерных обрабатывающих центров

Выполнять несколько типов технологических операций (сверлильные, токарные и фрезерные) на одном устройстве позволяют и токарно-револьверные станки, но из-за недостаточно высокой подвижности револьверов объем производимой с их помощью продукции ограничен.

Этого недостатка лишены токарно-фрезерные обрабатывающие центры, в конструкции которых имеется специальная фрезерная головка. Посадочное отверстие в такой головке может быть выполнено под различные типы конусов (Capto, HSK, BT или ISO), что позволяет устанавливать в нее токарные резцы. Благодаря этому подобные токарно-фрезерные станки могут применяться для выполнения таких технологических операций по металлу, как сверление, зенкерование, нарезание резьбы, создание фасок и канавок, обработка торцов и их подрезка, развертывание и др.

Используя специальную переходную оправку, на обрабатывающие центры с ЧПУ можно устанавливать резцы с квадратным хвостовиком и режущий инструмент с особой формой посадочной части. В одном шпинделе станков этой категории можно закреплять как неподвижный, так и вращающийся рабочий инструмент. Меняются инструменты в токарно-фрезерных обрабатывающих центрах, оснащенных системой ЧПУ, автоматически, за это в конструкции станка отвечает особый механизм – сменщик.

Наибольшее распространение обрабатывающие центры с ЧПУ получили на предприятиях, которые занимаются изготовлением имеющих сложные формы деталей и конструкций из металла. При производстве таких изделий необходимо неоднократно чередовать операции точения и фрезерования, что и обеспечивается токарно-фрезерным обрабатывающим центром.

На обрабатывающих центрах преимущественно используется инструмент цельного типа или со сменными пластинами, выполненными из твердого сплава. В очень редких случаях может применяться инструмент, режущие пластины которого зафиксированы при помощи пайки.

Рабочие органы обрабатывающего центра с ЧПУ

Обрабатывающие центры с противошпинделем и С-осью

Оборудование с С-осью – это одна из первых модификаций обрабатывающего центра токарно-фрезерной группы. Для придания вращения режущему инструменту (сверлу и фрезе) на таком станке устанавливается отдельный привод. За автоматизированную смену инструментов на этом токарно-фрезерном устройстве, как и на обрабатывающих центрах других типов, отвечает специальный механизм – сменщик.

Важными функциями обрабатывающих центров с С-осью являются контроль за скоростью вращения обрабатываемой детали и индексация ее углового положения. Точность такой индексации, что важно, составляет порядка 0,001 градуса.

Токарно-фрезерные обрабатывающие центры с С-осью при оснащении их механизмом для смены режущих инструментов позволяют выполнять технологические операции, с которыми обыкновенные токарные станки справиться не могут. В частности, такими операциями являются:

Противошпиндель с осью С значительно увеличивает функциональность станка

фрезерная обработка элементов червячных передач;
изготовление и обработка коленчатых валов;
обработка шестерен.

Оснащение обрабатывающих центров с ЧПУ противошпинделем – это следующий этап в развитии устройств токарно-фрезерной группы. Второй шпиндель таких станков, обладающих еще большей функциональностью, устанавливают вместо задней бабки. В него вставляется правая сторона заготовки, что дает возможность подвергать обработке ее противоположной край.

Оснащение обрабатывающего центра противошпинделем позволяет превратить это устройство в полноценную производственную линию, обладающую исключительной функциональностью. Если оснастить такой фрезерно-токарный обрабатывающий центр вторым сменщиком инструментов, то эффективность его использования возрастет в разы. Что важно, качество обработки от этого нисколько не пострадает.

Наглядно принцип работы противошпинделя можно увидеть на видео ниже:

На современном рынке представлено большое разнообразие обрабатывающих центров по металлу от различных производителей. Рассмотрим некоторые из них.

Обрабатывающие центры торговой марки TRENS

Фрезерно-токарные обрабатывающие центры данной торговой марки отличаются особенной конструкцией и имеют характерный признак – наклонную раму. Это придает станкам исключительную прочность и жесткость, что позволяет выполнять на них обработку деталей с высокой точностью. Как правило, таким оборудованием оснащаются крупно- и среднесерийные производства, занимающиеся выпуском деталей со сложной конфигурацией. Перечислим наиболее популярные модели токарно-фрезерных станков данной торговой марки.

SBL 300

Конструкция данной модели более простая, по сравнению с рассмотренной выше, что не мешает такому станку эффективно справляться с нарезанием резьбы, основными фрезерными операциями, обработкой деталей сложной конфигурации. Особого внимания заслуживает шпиндель станка, отличающийся высокой жесткостью и исключительной надежностью, что дает возможность эксплуатировать его на высоких скоростях довольно долго. Не менее примечательны и характеристики С-оси данного устройства, создающей отличный крутящий момент и обеспечивающей быстрое переключение рабочих режимов. Таких характеристик С-оси производителям удалось достичь за счет того, что в ней реализована особая система фиксации дискового типа.

Станок с ЧПУ Trens SBL 300 производства Словакии

SBL 500A

Возможности станка данной модели позволяют обрабатывать на нем заготовки, вес которых достигает 1050 кг. Обрабатывающий центр оснащается электроприводом ТМ Siemens или Fagor, в его конструкции имеется противошпиндель, легко настраиваемая и надежная система ЧПУ. Перемещения бабки станка и фиксация заготовок осуществляются при помощи гидравлических механизмов. О возможностях такого токарно-фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ говорит и то, что на нем можно выполнить сложнейшую технологическую операцию – внеосевое сверление – за одну установку.

Станок TRENS SBL 500A

SBL 700

Этот фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ является наиболее современной моделью оборудования, выпускаемого под ТМ TRENS. Технические возможности такого станка позволяют выполнять на нем обработку заготовок из металла прямолинейной, ступенчатой и криволинейной конфигурации, вес которых может доходить до 2500 кг. Обрабатывающий центр комплектуется системой ЧПУ ТМ Siemens, которая обеспечивает точное перемещение инструмента в процессе обработки. Работа станка и перемещение инструмента в такой системе ЧПУ описывается простым 3D-программированием, а ее подключение к устройству обеспечивается посредством Ethernet-протокола.

Станок Trens SBL 700

Обрабатывающий центр модели 1728С

Универсальный обрабатывающий центр этой модели заслужил особую популярность в России. Функциональные возможности позволяют такому устройству справляться со следующими технологическими операциями по обработке заготовок из металла: сверление прямое и под заданным углом, растачивание, долбление, обычное и контурное фрезерование, точение при помощи фрез и др. Обрабатывать заготовки из металла на этом токарно-фрезерном станке с ЧПУ можно как в патроне, так и в его центрах. Высокая точность, с которой на данном центре обрабатываются заготовки, обеспечивается следующими его конструктивными особенностями.

Основные узлы станка характеризуются повышенной жесткостью и виброустойчивостью.
В узлах оборудования установлены подшипники высокой точности.
В конструкции станка предусмотрены специальные термосимметричные элементы, которые компенсируют деформации, возникающие от температурного воздействия.
Перемещение и работа инструмента постоянно контролируются при помощи специальных элементов.
Оборудование оснащено современной и надежной системой ЧПУ.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр модели 1728С

Токарно-фрезерный станок данной модели позволяет обрабатывать заготовки диаметром до 40 см и длиной до 3 метров. Шпиндель станка имеет величину конца А8, на нем установлен патрон с сечением 40 см, диаметр отверстия в котором составляет 9,7 см.

Любой токарно-фрезерный обрабатывающий центр, включая данную модель, позволяет значительно снизить затраты на выполнение технологических операций в комплексе.

Краткий обзор других моделей обрабатывающих центров

На российских производственных предприятиях, занимающихся выпуском изделий из металла и дерева, популярными являются обрабатывающие центры, выпускаемые на Тайване под торговой маркой TAKISAWA. При своей исключительной функциональности станки данной торговой марки отличаются доступной стоимостью. На современном рынке оборудование ТМ TAKISAWA представлено следующими сериями: LA, NEX, EX и LS. Станки данных серий успешно используются на предприятиях автомобильной и авиастроительной промышленности, на машиностроительных заводах.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр за работой

Наиболее популярными моделями оборудования ТМ TAKISAWA являются 4500TT, 4500S, 4500ST. В конструкции станков этих моделей имеются два токарных узла и один фрезерный, их магазин для инструмента и рабочих приспособлений может вместить в себя до 90 позиций. Такие станки, в оснащении которых есть револьверная головка, обеспечивают высокую точность и эффективность выполнения токарных и фрезерных работ по металлу.

Среди обрабатывающих центров токарно-фрезерной группы, заслуживших высокую популярность у отечественных производителей, стоит отметить станки испанской компании GMTK, которые также выпускаются в нескольких сериях: HR800, HR1000, HR1200, HR1500. Применение таких обрабатывающих центров с ЧПУ необходимо для изготовления деталей из металла, которые отличаются высокой сложностью и должны быть обработаны с максимальной точностью.

Среди уникальных конструктивных особенностей этого оборудования можно выделить следующие: сменщик инструмента и рабочих головок, гидростатические направляющие, система температурной стабилизации. Приобретение обрабатывающих центров с ЧПУ испанской компании GMTK требуется предприятиям, продукция которых характеризуется высокой сложностью и точностью обработки.

Комплексный токарно-фрезерный центр DMC

Есть еще ряд зарубежных компаний, обрабатывающие центры которых хорошо зарекомендовали себя среди отечественных производственных предприятий.

Victor (Тайвань)

Выпуском оборудования для обработки заготовок из металла и дерева компания занимается более 70 лет. Ее станки отличаются надежной и технологичной конструкцией, качественными комплектующими. Примечательно, что для изготовления станин своего оборудования компания использует особый сорт чугуна.

MULTICUT (Чехия)

Под этой торговой маркой выпускается универсальное оборудование, оснащенное современными системами ЧПУ. В зависимости от необходимости станки могут быть оснащены задней бабкой или вторым шпинделем. Технические возможности оборудования данной марки позволяют выполнять фрезерную обработку заготовок по пяти координатам, осуществлять точение, шлифовку и прорезку, а также фрезеровать кулачки и осуществлять другие операции по металлу.

DMC (Южная Корея)

Обрабатывающие центры данной компании, отличающиеся исключительной функциональностью и высокой производительностью, относятся к категории премиум-класса.

Токарно-фрезерные центры, которыми оснащаются современные предприятия, – это станки, отличающиеся широкой функциональностью. Используя такое оборудование, можно выполнять сложнейшие фрезерные операции и различные виды токарной обработки с деталями, изготовленными из металла.

Оценка статьи:

Загрузка...

Поделиться с друзьями:

met-all.org