Современный токарный станок с ЧПУ (числовое программное управление) – это эффективный агрегат с высоким уровнем надежности эксплуатации и широким технологическим потенциалом.
Токарный станок с ЧПУ, на котором осуществляется обработка металлических деталей, характеризуется повышенной точностью выполнения работ. Достигается она за счет следующих факторов:
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.
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.
Токарный станок с ЧПУ может оснащаться тремя вариантами управляющих 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:
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.
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:
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.
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:
Конструктивно и технически они разительно отличаются от обычных приспособлений с аналогичными функциями, что обусловлено высокой производительностью оборудования с ЧПУ.
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:
При желании на отечественном рынке несложно найти и другие токарные агрегаты с ЧПУ, поставляемые из других стран.
Добавить комментарий