Особенности токарных станков с чпу

Разновидности и конструктивные особенности

Станком на самом деле очень много и выполняют они всевозможные операции по обработке металла, но мы наведем самые известные виды

Многорезцовые

Предназначены для обработки сложных деталей, сделанных из труб, фасонного профиля или прутков разного сечения. Многорезцовые или многошпиндельные станки в основном используются при серийном производстве.

Производимые операции:

• сверление;
• резьба;
• точение;
• подрезка;
• растачивание;
• зенкерование;
• развертывание.

Многорезцовые станки обладают высокой производительностью благодаря большой площади приводного механизма, жесткости конструкции, способности выполнять несколько операций одновременно.

Карусельные

Группа станков для работы с крупногабаритными деталями и заготовками. Детали, обрабатываемые на них, отличаются небольшой длиной, но значительной массой и диаметром.

Особенности карусельных моделей:

• используются для обработки поверхностей конической или цилиндрической формы;
• выполняются пазы различной конфигурации;
• также можно сделать шлифовку, фрезеровку, подрезку торцов;
• нарезка резьбы.

Помимо основных элементов любого токарного станка, данный вид имеет дополнительное оборудование:

• стол с планшайбой;
• стойки для передвижения траверсы.

Затыловочные

Станки предназначены для обработки задних поверхностей зубьев инструментов. Также на нем можно выполнять и другие токарные работы. Отличает затыловочный станок особая конструкция суппорта. Затылование детали производится следующим образом:

• вращательное движение детали;
• возвратно-поступательное движение режущего инструмента к детали.

Винторезные

Наиболее распространенная группа станков. Широко используются в серийном и единичном производстве. Винторезные модели можно встретить и в мастерских, и в школах, и на любом производстве. Они отличаются простотой эксплуатации и обслуживания.

СПРАВКА! Токарно-винторезный станок является универсальной моделью для всевозможных обработок металлических заготовок. На нем можно выполнять различные виды резьбы: модульную, дюймовую, метрическую.

Конструктивные элементы:

• станина;
• передняя и задняя бабка;
• суппорт;
• фартук;
• коробка подач.

Револьверный

Станки револьверной группы рассчитаны на обработку деталей из калиброванного прутка. Операции, которые могут выполняться на данном оборудовании:

• точение;
• расточка;
• фасонное точение;
• зенкерование;
• сверление;
• формирование резьбы;
• развертывание.

СПРАВКА! Название станков данной группы происходит из-за специального держателя. Он может быть приводным или статическим. Приводной тип дает больше возможностей для проведения различных операций.

Универсальный

К универсальным токарным станкам относятся винторезные станки, так как на них можно выполнять практически любые операции по металлу.

Основные технические характеристики универсального станка:

• скорость вращения (количество оборотов); класс точности; он указывается в маркировке изделия буквами С, В, Н, А, П;
• число передач;
• каких размеров детали можно устанавливать;
• вес и габариты станка;
• величина подачи и максимального перемещения по оси.

Строительная компания ООО «СТМ»

Современные фрезерные станки с ЧПУ относятся к категории сложного и в высокой степени автоматизированного оборудования. Управление таким оборудованием заметно отличается от работы со станками с полуавтоматическим или ручным режимом управления.

Станки с ЧПУ обладают следующими важнейшими конкурентными преимуществами:

— более высокая производительность;

— более высокая точность обработки деталей;

— возможность более эффективного использования человеческих ресурсов. Ведь один квалифицированный оператор может без ущерба для дела управлять сразу несколькими станками. Степень его непосредственного вмешательства в работу оборудования минимизирована.

Между тем, и подготовка специалиста, работающего с ЧПУ, должна быть куда более разносторонней. Он должен понимать не только механику, но и программное обеспечение.

Механическая подсистема станка состоит из таких элементов как станина; рабочий стол с зажимными приспособлениями; подвижный портал со шпинделем; цанговый патрон; цанга, с помощью которой осуществляется крепление инструмента; шаговые электродвигатели; прочие вспомогательные детали.

Эффективность работы станка во многом зависит от качества его компонентов, в том числе линейных направляющих. В частности, цилиндрические направляющие обеспечивают сразу 2 степени свободы.

Непосредственная обработка заготовок осуществляется фрезой, которая может иметь различные размеры и форму. Здесь все зависит от целей обработки и обрабатываемого материала. Хвостовик, то есть цилиндрический участок фрезы, крепится в цанговом патроне через цангу. При этом цанговый патрон установлен на валу шпинделя. Его электромотором фрезе задается вращательное перемещение. Фреза соприкасается с обрабатываемой поверхностью, снимая ее слой. Электромоторы фрезерного станка с ЧПУ получают команды от контроллера, обеспечивая перемещение портала по координатным осям. Фреза позиционируется над поворотным столом с установленной заготовкой. Таким образом и осуществляется фрезеровка, в результате которой получается изделие необходимых параметров.

Для линейного перемещения используются линейные опоры с различными типами крепления.

Электронная подсистема

Основу электронной подсистемы станка ЧПУ составляют контроллер, вспомогательные электронные компоненты, а также их соединения.

Управление станка может осуществляться путем подключения к ПК, или же благодаря специальному DSP-контроллеру.

Станок с ЧПУ работает на основе разработанного под него программного обеспечения. Такое ПО осуществляет подачу электрических команд двигателям станка. Программным алгоритмом для работы станка выступает файл соответствующего векторного графического формата.

Виды станков Комментировать

Фрезерные станки

На фрезерных станках можно обрабатывать наружные и внутренние поверхности различной конфигурации, прорезать прямые и винтовые канавки, нарезать наружные и внутренние резьбы, обрабатывать зубчатые колеса и т.п. Различают станки:

• консольно-фрезерные (горизонтальные, вертикальные, универсальные и широкоуниверсальные)
• вертикально-фрезерные бесконсольные,
• продольно-фрезерные (одно- и двухстоечные),
• фрезерные непрерывного действия (карусельные и барабанные),
• копировально-фрезерные (для контурного и объемного фрезерования),
• гравильно-фрезерные,
• специализированные (резьбофрезерные, шпоночно-фрезерные, шлицефрезерные и др.).

В современных фрезерных станках применяют раздельные приводы главного движения и подач, механизмы ускоренных перемещений стола (во всех направлениях), однорукояточное управление изменения скорости подач. В станках узла и детали широко унифицированы. Станки называют консольными потому, что стол станка установлен на консоли, перемещающейся вверх по направляющим станины.

К консольно-фрезерным станкам относят горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные, универсальные и широкоуниверсальные. Основным размером фрезерных станков общего назначения является размер рабочей поверхности стола. У горизонтальных консольно-фрезерных станков ось шпинделя расположена горизонтально, и стол передвигается в трех взаимно перпендикулярных направлениях.

Универсальные консольно-фрезерные станки внешне почти не отличаются от горизонтальных станков, но имеют поворотный стол, который помимо возможности перемещения в трех взаимно перпендикулярных направлениях может быть повернут вокруг своей вертикальной оси на ±45º. Это позволяет обрабатывать на станке винтовые канавки и нарезать косозубые колеса.

Вертикальные консольно-фрезерные станки по внешнему виду отличаются от горизонтальных вертикальным расположением оси шпинделя и отсутствием хобота. Хобот у горизонтальных станков служит для закрепления кронштейна, поддерживающего конец фрезерной оправки.

Широкоуниверсальные консольно-фрезерные станки в отличие от универсальных имеют дополнительный шпиндель, поворачивающийся вокруг вертикальной и горизонтальной осей. Имеются также широкоуниверсальные станки с двумя шпинделями (горизонтальным и вертикальным) и столом, поворачивающимся вокруг своей оси. В широкоуниверсальных фрезерных станках шпиндель может быть установлен под любым углом к обрабатываемой заготовке.

Фрезерные станки непрерывного действия

При работе на фрезерных станках непрерывного действия заготовки на столах устанавливают и закрепляют без остановки движения. Производительность таких станков велика, их применяют в крупносерийном и массовом производстве.

Фрезерные станки непрерывного действия делят на карусельные и барабанные. На карусельном станке заготовки устанавливают в приспособлениях на вращающемся столе, затем их пропускают для снятия припуска под одной или двумя фрезами и снимают со стола. Цикл обработки детали может быть выполнен и за несколько оборотов стола.

Барабанный станок для непрерывной работы применяют для обработки сравнительно крупных заготовок одновременно с двух сторон. Заготовку крепят в приспособлениях, которые устанавливают на периферии медленно вращающегося массивного барабана. Обработку ведут фрезами. Устанавливают заготовки и снимают детали в процессе работы станка с противоположной относительно фрезы стороны.

Делительные головки

Делительные головки применяют при работе на консольно-фрезерных станках для установки заготовки под требуемым углом относительно стола станка, поворота ее на определенный угол, деления окружности на нужное число частей, а также для непрерывного вращения заготовки при фрезеровании винтовых канавок. Различают делительные головки для непосредственного деления (делительные приспособления), оптические делительные головки и универсальные делительные головки. Универсальные делительные головки делят на лимбовые и безлимбовые. Наиболее распространены лимбовые головки. Универсальные делительные головки могут быть использованы для простого и дифференцированного деления.

Станки ЧПУ производства компании MULTICUT

Завод MULTICUT — один из ведущих разработчиков координатных установок с собственным производством в России (Новосибирская область). Основу ассортимента компании составляют фрезерно-гравировальные станки с ЧПУ. Оборудование представлено в нескольких сериях:

• 500. Легкие настольные станки для малого производства с рабочим столом 600 × 900 мм из высокопрочного пластика, установленным на литую чугунную станину. Оборудование пользуется спросом у производителей рекламных конструкций, сувенирной продукции и мебели.
• 3000. Станки для серийного производства 3D-форм и раскроя листовых материалов. На сварную станину из толстостенного профиля производитель устанавливает рабочие столы размером до 2100 × 4050 мм и порталы с ходом каретки по оси Z до 250 мм.
• 5000. Одно из базовых преимуществ этой серии — система автоматической смены режущего инструмента. В одном цикле обработки может быть задействовано до 8 фрез разных конфигураций. Опционально станки комплектуются системами вращения заготовки для обработки цилиндрических деталей.

Ознакомиться с полным ассортиментом оборудования вы можете в электронном каталоге компании MULICUT.

Продвижение сайта Directline

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.

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.

Начальная точка для индивидуального направления движения

Передвижение инструментального приспособления или стола в отдельном станочном агрегате происходит по осевым направляющим, имеющим собственные точки отсчета. Данная точка объединила несколько трактовок. Чаще всего используют понятие начало системы координат. Не редкость — нулевая или начальная позиция. Наладка станочной машины с ЧПУ для работы происходит в тот период, когда осуществляется передвижение в нулевую точку по каждой станочной осевой линии. Данная процедура синхронизирует начальные данные — положение инструмента в пространстве и нулевые значения сумматоров системы с ЧПУ.

Бесспорно, ноль системы координат по индивидуальному осевому направлению различен для разной модели оборудования. Поэтому стоит внимательно разобраться с инструкцией, серьезно подойти к ее постижению. Вникнуть в составление программ вашего оборудования, понять все особенности. Это станет залогом правильной установки точек отсчета по каждому направлению движения.

Какие операции по металлу можно выполнять

Благодаря тому, что человеческий фактор был сведён к минимуму, операции по металлу стали значительно легче и приносят меньше брака. Получается так из-за программы, которая заложена в компьютер.

Она является таким своеобразным шаблоном, по которому компьютер понимает — готова деталь или нет. В этом разделе будет рассказано об операциях, которые может выполнять по металлу станок с ЧПУ.

Внешнее и внутреннее вытачивание деталей

Здесь всё просто, по крайней мере, для машины. Установленная заготовка, которая в будущем станет деталью, закрепляется на станке. Она может быть закреплена вручную или, если установлено соответствующее оборудование автоматически (чаще всего применяют именно автоматический вариант).

После начинается внешнее обтачивание детали при помощи либо лазера, либо лезвия, которое установлено на станок. Постепенно срезая лишнее, заготовка приобретает форму нужной детали. Так делается внешнее обтачивание деталей на станке с ЧПУ.

С внутренним всё примерно также, только с изменениями. После установки заготовки станок начинает сверлить, или как это называют по-другому, рассверливать отверстие у основания заготовки.

После того, как отверстие будет готов, компьютер сравнит его с шаблоном, который прописан в заданной программе. Если найдутся огрехи, он проанализирует — можно ли это исправить (как правило, да, ведь машины редко ошибаются). После заготовка шлифуется и деталь готова.

Продольная обработка заготовки

Продольная обработка — это метод, который применяют для изготовления полос, штрипсе, лент. В зависимости от программы, которая установлена в компьютер.

Такие работы на станке с ЧПУ выполняются преимущественно при помощи лазера, так как это позволяет избавиться от брака и ускоряет процесс работы. После установки заготовки, числовое программное управление на станке будет его обрабатывать в соответствии с заданным алгоритмом действий. Лазерный портал приводится в действие шаговыми двигателями, на котором он закреплён.

Черновая и чистовая обработка

Для начала что это вообще, такое. Черновая обработка металла состоит из подгона детали под нужный размер при помощи снятия слоёв металла.

Обычно в станке с ЧПУ эту роль выполняет компьютер после того, как деталь уже вырезана. Чистовая обработка идёт потом и представляет собой полировку поверхности изделия. Всё это станок выполняет по заданным алгоритмам.

Регулировка длины деталей

В программе, которую дают компьютеру, чётко прописаны размеры детали. Заготовки также дают подходящего размера. Перед тем, как вставить деталь, станок регулирует и настраивает сам себя для изготовления.

После этого он начинает выполнять работу, после чего сравнивает размер с теми, что были даны человеком. Если отклонений нет — деталь готова. Если есть — станок с ЧПУ начинает обтачивать деталь, снимая слои металла и регулируя длину.

Вытачивание пазов, выемок и отверстий

Пазы и выемки — это отверстия, которые делают на детали. Такие отверстия могут служить либо для того, чтобы в них могла войти другая деталь, либо для установки к какому-либо устройству. Станок с ЧПУ вытачивает такие отверстия при помощи лазера, делая при этом высокоточные разрезы.

Они могут быть прямоугольными, Т-образными, типа «ласточкин хвост», фасонными, сквозными, открытыми, закрытыми и другими. То, какой формы будет отверстие, зависит от детали и программы, которую человек установил в числовое программное управление.

Нарезание резьбы дюймового и метрического типа

Этот тип резьбы видели практически все. Она используется в основном для того, чтобы одна деталь могла прикручиваться к другой. Главными параметрами при изготовлении такой резьбы являются шаг и величина. Под шагом в данном случае имеется в виду:

• наружный диаметр, измеряемый между верхними точками резьбовых гребней, находящихся на противоположных сторонах трубы;
• внутренний диаметр как величину, характеризующую расстояние от одной самой нижней точки впадины между резьбовыми гребнями до другой, также находящихся на противоположных сторонах трубы.

Все параметры нужно вбить в компьютер станка, после чего он сам вырежет отличную и ровную резьбу при помощи лазера.

Справка! В любом случае параметры для изготовления резьбы на изделии вносятся человеком в компьютер станка, а тот, действуя согласно алгоритму, при помощи лазера делает превосходную резьбу.

Какие детали может обрабатывать

На токарных станках могут обрабатываться детали, имеющие вид тела вращения. К ним относятся:

• валы;
• оси;
• диски;
• цапфы;
• фланцы;
• муфты;
• кольца;
• втулки;
• гайки и т. д.

Кроме этого, можно сделать нарезку внутренней и наружной резьбы, точение и растачивание различных поверхностей, подрезание торцов, точение внутренних и наружных канавок, сверление, развертывание отверстий и т. д.

Как видим, токарный станок служит для множества операций и необходим в любом производстве. Рассматривая различные виды оборудования, нужно иметь в виду, что возможность установки дополнительного оборудования позволяет значительно расширить производимые операции.

Особенности программирования станков

Чтобы использование токарных станков, оснащенных системой ЧПУ, было максимально эффективным, необходимо тщательно разработать технологический процесс обработки, а также составить программу, которая будет управлять работой оборудования. При решении этих вопросов надо учитывать ряд важных параметров: необходимость увязки систем координат оборудования, расположения на нем обрабатываемой заготовки и исходного положения рабочего инструмента с его дальнейшими перемещениями, которые он должен автоматически совершать в процессе работы.

Принцип числового программного управления токарным станком

При составлении программы для такого станка принимают во внимание, что рабочий инструмент перемещается по координатным осям обрабатываемой детали, которая находится в неподвижном состоянии

Что важно, он перемещается в прямолинейном направлении по осям, параллельным осям обрабатываемой заготовки

При составлении такой программы придерживаются следующего алгоритма.

• Технологический процесс делится на три этапа: черновая, чистовая и отделочная обработка. Чтобы повысить производительность выполнения работ и снизить их трудоемкость, черновые и чистовые операции стараются объединить.
• Чтобы минимизировать погрешности фиксации и базирования обрабатываемой детали, ее технологические и конструкторские базы совмещают по определенным правилам.
• Полную обточку детали желательно выполнить с минимальным количеством ее установок.
• Необходимо придерживаться рационального подхода к вопросам обработки заготовок. Это предполагает, к примеру, обточку частей цилиндрических и конических заготовок с небольшой жесткостью только после того, как выполнена обработка их участков, отличающихся достаточной жесткостью.

В технологическом процессе, который предполагает использование для обработки токарных станков, оснащенных ЧПУ, под отдельной операцией понимается обработка, выполняемая на одном станке. При этом такие операции могут разделяться на отдельные переходы, подразделяемые на самостоятельные проходы.

Существуют определенные правила разработки программ последовательности работы с обрабатываемой заготовкой, придерживаясь которых можно обеспечить высокое качество готового изделия. В соответствии с этими правилами, в компьютерной программе для токарного станка задаются следующие параметры: число переходов и проходов, общее количество установок, вид обработки, которой подвергают заготовку, количество режущих элементов и их типоразмеры. Если технические возможности оборудования позволяют, то желательно все инструменты, участвующие в работе, помещать в один резцедержатель.

Револьверная головка SAUTER для токарного станка с ЧПУ

Но не всегда резцедержатели агрегата позволяют установить в них все элементы, которые участвуют в обработке. В таких случаях, не являющейся большой редкостью, в управляющей программе предусматривают приостановку работы, которая необходима для замены инструмента. Кроме того, при использовании таких станков можно разбить процесс обработки на несколько частей, чтобы не приостанавливать его для замены инструмента. Большая часть моделей токарных станков с системами ЧПУ оснащена резцедержателями, в которых можно зафиксировать ограниченный набор режущих инструментов. В большинстве случаев для работы таких устройств используют инструмент, оснащенный многогранными режущими пластинами. Чтобы быстро привести его в порядок, если режущая грань износилась, достаточно просто повернуть пластину и продолжить работу.

Среди наиболее распространенных инструментов, которыми оснащаются токарные агрегаты с ЧПУ, можно отметить следующие: для растачивания — резцы, режущие пластины которых наплавлены или закреплены механическим способом; для нарезания резьбы — трехгранные сборные резцы; для обработки отверстий и выполнения подрезки — ромбические резцы с твердосплавными пластинами. Все инструменты устанавливаются в резцедержателе в той последовательности, в которой они участвуют в обработке. Точкой отсчета, задаваемой в компьютерной программе управления, является закругление при вершине резца или сама его вершина.

Токарный станок с ЧПУ DMTG модель CKE6150Z

Принцип работы современного токарного станка с ЧПУ

Большинство операций производятся автоматически. Все они делятся на основные, которые отвечают за металлообработку, вспомогательные – отвод стружки, подача смазки, установка и снятие детали.

Алгоритм проведения работы следующий:

1. Фиксация заготовки.
2. Постановление оснастки, то есть дополнительных средств для закрепления режущих элементов.
3. Установка в резцедержателе инструмента.
4. Включение привода. Начинает вращаться металлическая конструкция.
5. Размещение резца в начальной точке – на расстоянии от металла.
6. Проход – производится снятие верхнего слоя с последующим отводом лезвия.
7. Чередование 5 и 6 этапа. При этом позиционирование происходит в разных плоскостях, для продольного и поперечного движения.
8. Контрольное измерение параметров детали.
9. Снятие со станочного оборудования.

Фактически все производится автоматически, кроме установки и снятия элемента. Даже замер размеров часто бывает автоматизированным, а приспособления для фиксации обладают быстрозажимной оснасткой и прочими свойствами для упрощения работы оператора.

В целом использование и наладка токарного (токарно-винторезного) станка с ЧПУ приводит к снижению трудозатратности, уменьшению количества брака, ускорению процесса. Производство, обладающее такими устройствами, является намного более эффективным. Также снижается количество полученных травм на заводе. Появляется возможность изготавливать сложные металлические детали без большого труда.

Назначение

Обработка материала происходит с помощью инструментов из прочной и острой инструментальной стали. Такое механическое воздействие позволяет рассечь стальной цилиндр (шар, конус), снять с него верхний слой, а также произвести сквозное или глухое отверстие.

Можно выделить шесть основных задач, которые реализуются методом точения:

• обтачивание поверхности – производится снятие стружки снаружи детали;
• расточка изнутри – есть возможность увеличить внутреннюю полость или произвести операции по приданию нужной формы;
• подрезка торцевой части – срез, край заготовки подвергается обработке;
• нанесение канавок или резьбы;
• сверление отверстий посредством сверла или метчика;
• распиловка цилиндрического стального прута, трубы.

Это стандартные функции классического вида токарного станка с ЧПУ. Но есть универсальные модели, которые включают также фрезерные инструменты. Соответственно, на них можно выполнять и работы по фрезеровке.

С помощью оборудования можно работать со следующими деталями:

• втулки;
• валы;
• шарики, например, для подшипников.

Числовое программное управление также позволяет изготавливать изделия сложной конфигурации. Обычно это не крупносерийное производство, а индивидуальные заказы по заранее подготовленным чертежам.

Обязательные конструктивные принципы ЧПУ

Прежде, чем пользоваться всеми достоинствами ЧПУ, специалисту необходимо скрупулезно в нем разобраться, изучить базовую концепцию под разными углами. Сначала побывав в роли программиста. Затем избрав позицию оператора-станочника.

Стандартные методы металлообработки — основа успешного понимания станочных машин с ЧПУ

В первую очередь, каждый желающий успешно оперировать технологическими принципами обработки металла, применяя ЧПУ, должен детально вникнуть в основы традиционной металлообработки. Любая попытка изучить и освоить оборудование нового выпуска, изначально обречена на провал, если отсутствуют базовые знания осуществления технологических процессов в этой сфере. Не зная основ металлообработки, невозможно приступить к постижению станочного оборудования с ЧПУ. Это равнозначно управлению доменной печью, без соответствующей подготовки и детального изучения доменного производства.

Рабочее взаимодействие со станочными агрегатами с ЧПУ подразумевает следующие важнейшие аспекты — точение (черновое, чистовое), нарезание резьбы и другие.

С позиции специалиста по программированию, разбираться в работе всякой модели станочной машины с ЧПУ, нужно, начав сначала с:

1. Основных узлов и элементов оборудования.
2. Всех возможных существующих направлений для перемещения (осей) инструмента, стола.
3. Дополнительных компонентов станочного агрегата, вспомогательного значения.
4. Программ оборудования. Нюансов составления программ под любую заложенную в оборудование функцию.