Токарный станок с ЧПУ – для обработки металлических деталей

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

Содержание
  1. Конструктивные особенности агрегатов с программным управлением
  2. Информация о маркировке агрегатов
  3. Программирование станков с ЧПУ для токарных операций – основные сведения
  4. Типы приводов и вспомогательные устройства для агрегатов с ЧПУ
  5. Обзор отечественных и зарубежных агрегатов с программным управлением

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.

На фото - модель токарного станка с ЧПУ, uss-stanko.com

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.

Фото конструкции токарного станка с ЧПУ, rustan.ru

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.

На фото - токарный станок с адаптивным ЧПУ, frezy-i-plastiny.uralkomplect.ru

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.

Фото отечественного токарного станка с ЧПУ, stanki-katalog.ru

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:

  1. 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.
  2. Соблюдение правила совмещения технологической и конструкторской баз и их постоянства с целью снижения погрешности фиксации и базирования детали.
  3. Обеспечение максимально полной обработки изделия за наименьшее количество его установок.
  4. Рациональную работу с заготовками. Например, при точении тел вращения область их малой жесткости обрабатывается только после того, как была выполнена обработка их жесткой зоны.

На фото - обработка изделия на токарном станке с ЧПУ, technorybinsk.ru

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).

Фото программирования токарного станка с ЧПУ, diecasting.com

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.

На фото - привод токарного станка с ЧПУ, cnc-stanok.uralkomplect.ru

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.

Фото механизмов токарного станка с ЧПУ, ru.machinetools.net.tw

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.

На фото - токарный станок с ЧПУ 16А20Ф3, remstan.ds76.ru

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.Фото вертикального токарного станка с ЧПУ Vturn-V760, or.com.tw
  • 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.

Рекомендуемые организации
ООО ПКФ «Сармат» ООО ПКФ «Сармат»
Россия, Ижевск, улица Гольянский поселок, 1 А
ООО «МТСК» ООО «МТСК»
Россия, Москва, Северный, Чермянский проезд, 7, строение 1
Обзор товаров
Трубогиб ручной ТР и другие марки – рассматриваем типы этого приспособленияТрубогиб ручной ТР и другие марки – рассматриваем типы этого приспособления

В этой статье мы рассмотрим различные механические трубогибы, которые можно использовать руками, применяя только мускульную ...

Смотреть
Виды сварочных аппаратов – обзор популярных моделейВиды сварочных аппаратов – обзор популярных моделей

Статья подскажет вам, какое специальное оборудование имеет смысл приобрести, если вы планируете производить работы по ...

Смотреть