Milling-master.ru

В помощь хозяину
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Современный токарный станок с чпу

Конструкция и принцип работы токарного станка с ЧПУ

Токарный станок с ЧПУ – прибор станочного типа с системой числового программного управления, предназначенный для высококачественного точения изделий с различными формами.

Токарный станок с ЧПУ – прибор станочного типа, работающий при помощи системы числового программного управления. Этот агрегат позволяет выполнять изготовление различных изделий высокой точности. Благодаря системе ЧПУ устройство может работать в автоматическом или полуавтоматическом режиме. При этом вмешательство оператора в обработку деталей сводится к минимуму.

Предназначение

Токарные станки с ЧПУ – современные варианты стандартных станочных аналогов, оснащенные рядом дополнительных функций, одной из которых является наличие системы ЧПУ. Такие устройства предназначены для обработки металлических заготовок токарным способом, но могут быть использованы и для работы с другими материалами. Благодаря этому токарные станки превратились в универсальные приборы, используемые в различных областях. Основная область применения – в заводских условиях и в быту.

С использованием станков с ЧПУ:

  • производится внешнее и внутренне вытачивание деталей;
  • изготовляются конусообразные элементы, или имеющие другие сложные формы;
  • выполняется продольная обработка заготовки;
  • производится черновая и чистовая обработка;
  • регулируется длина деталей;
  • вытачиваются пазы, выемки, отверстия;
  • нарезается резьба дюймового и метрического типа.

Этот станок способен справиться с задачей практически любого уровня сложности. Поэтому область применения станков с ЧПУ для токарных работ – на предприятиях, занимающихся серийным производством деталей. Также использование токарных станков отмечается на частом производстве в малом бизнесе.

Классификация

Данные машины бывают трех типов:

Первый тип включает приборы, работающие по заданной траектории. Такие агрегаты требуют контроля со стороны оператора. Ко второму типу относятся станки, способные выполнять обработку на устройстве точечным образом. Третий тип объединяет возможности контурного и позиционного станка.

Станки отечественного производства поступают в продажу с определенной маркировкой, при помощи которой можно определить возможности оборудования. Маркировка включает букву и цифру. Наиболее распространенные модели имеют маркировки:

  • Ф1 – рабочий механизм выполняет обработку по заранее заданным координатам;
  • Ф2 – рабочий механизм осуществляет точечную обработку;
  • Ф3 – задается траектория, по которой выполняется точение на станках с ЧПУ под контролем оператора;
  • Ф4 – комбинированная обработка, объединяющая возможности контурных и позиционных станков.

Также токарные станки с программным управлением отличаются:

  • расположением оси шпинделя;
  • расположением направляющих;
  • конструкционными особенностями;
  • видом осуществляемой обработки.

Приборы с числовым программным управлением делятся по уровням точности, каждому из которых соответствует определенная маркировка:

  • Н – нормальная;
  • П – повышенная;
  • В – высокая;
  • А – особо-высокая;
  • С – особо точные устройства (только мастер-станки).

Маркировка выбирается в зависимости от того, где планируется применение станочного прибора. Если в маркировке отечественного станка присутствует буква «С», это указывает на наличие дополнительных возможностей устройства.

Конструкция

В отличие от более старых аналогов современные станки, имеющие числовое программное управление, обладают более высоким показателем жесткости, и позволяют выполнить сложную обработку детали за более короткий период. Эти преимущества обусловлены конструкционными особенностями:

  • отсутствием зазоров между придаточными элементами;
  • высоким уровнем прочности несущих элементов, узлов агрегата и других комплектующих;
  • минимальной длиной кинетических цепей и количеством механических передач;
  • наличием сигнализаторов обратной связи;
  • повышенной устойчивостью к вибрационным нагрузкам, возникающим при обработке деталей;
  • наличием специальных систем, созданных для снижения иска тепловых деформаций.

Токарная обработка на станках обеспечивается благодаря направляющим. Этим комплектующие подвержены износу, но устойчивы к трению. Элементы конструкции взаимосвязаны между собой, и работают в одном режиме. Это условие связано с высокой точностью изделий.

Базовая конструкция токарного станка состоит из:

  • станины;
  • шпиндельной или передней бабки;
  • суппорта;
  • коробки подач;
  • электрической части;
  • револьверных головок.

Станина – основа оборудования, на которой размещаются остальные компоненты станочного прибора. Передняя бабка состоит из двух основных элементов агрегата: коробки скоростей и шпинделя. Суппорт включает нижнюю и верхнюю каретку – элементы, фиксирующие рабочий механизм. Суппорт получает движение через коробку подач. Устройство работает при помощи электромотора. Этот компонент аналогичен для различных моделей токарных станков, и может отличаться только мощностью. При помощи револьверных головок выполняется автоматическая замена инструмента.

При работе с габаритными заготовками могут использоваться станки, в конструкцию которых входят специальные тумбы. Они используются для фиксации детали на нужной высоте.

В продаже также имеются токарные центры, добавляющие токарному станку функции фрезеровочного аппарата.

Принцип работы

Работа на токарных станках с ЧПУ зависит от характеристик используемого прибора. Выбор станка зависит от:

  • допустимого показателя толщины обрабатываемой заготовки;
  • максимального расстояние, которое можно установить между центральными частями бабок;
  • допустимого диаметра детали, устанавливаемой над суппортом.

Задняя бабка используется для установки фрезы, или другого рабочего инструмента. Движение бабки выполняется по траектории рельс, расположенных на станине. Длина перемещения равна размерам заготовки. Вдоль обрабатываемой детали перемещается рабочий инструмент, движение которого зависит от каретки. Суппорт отвечает за то, чтобы его положение не сбилось в ходе точения.

Одиночный держатель применяется для простой обработки станками. Более сложные задачи выполняются при помощи головок, способных разместить несколько резцов. Наибольшее количество резцов составляет четыре.

Использованию деталей при помощи такого устройства следует отдать предпочтение при работе со сложными формами.

Электромотор использует ременную передачу. Она способна обеспечить высокую производительность. Недостаток такой передачи заключается в растягивании ремня. Чтобы производительность сохранялась на высоком уровне, ремень периодически подтягивается.

Несмотря на то, что условно токарное оборудование с числовым программным управлением относится к автоматизированным системам, роль оператора в работе прибора очень важна. В обязанности оператора входит:

  • выбор рабочего инструмента, необходимого для обработки на современном станке конкретной заготовки в соответствии с размерами и материалом;
  • наладка станочного оборудования;
  • тестирование агрегата перед запуском;
  • внесение корректив в работу станка в случае необходимости;
  • проверка готовых деталей на соответствие требований.

Оператор станка отвечает за работу современного токарного станка, контролирует ее выполнение, а также принимает меры безопасности при возникновении непредвиденных ситуаций. В случае поломки агрегата оператор оценивает степень проблемы, и выполняет ремонт, если это возможно. Также оператор должен уметь создавать управляющие программы, работать с ними, и изменять в случае возникновения ошибки. Это условие является обязательными при работе с устройствами ЧПУ.

Управляющая программа

Токарный станок с ЧПУ выполняет обработки детали на основе параметров управляющей программы (УП). Изготовление деталей без нее невозможно. Выбор управляющей программы зависит от области применения. Она может быть разработана самостоятельно специалистом, или приобретена уже готовой. Второй способ используется при изготовлении станком деталей со стандартными параметрами.

В большинстве же случаев при применении станков для производства новых деталей требуется создание индивидуальной управляющей программы. УП состоит из набора последовательных действий, необходимых для изготовления конкретной детали.

При помощи команд настраивается:

  • перемещение рабочих инструментов;
  • перемещение заготовки;
  • скорость токарной обработки детали.

Программа пишется при помощи специального софта, устанавливаемого на компьютер. Для создания УП чаще всего используются приложения:

Управляющая программа создается в несколько этапов. На первом этапе разрабатывается трехмерная модель будущей заготовки. Эта работа осуществляется дизайнерами-программистами, использующими вышеуказанное программное обеспечение. После этого модель сохраняется в файл определенного формата, совместимого с управляющим блоком станка.

На втором этапе выполняется создание управляющей программы. Она включает комплекс команд, которые при последовательном выполнении создают реальную заготовку по ранее разработанной трехмерной модели. Управляющая программа также сохраняется в отдельный файл, который можно считывать со съемных носителей.

На третьем этапе УП загружается управляющий блок токарного станка, и запускается. Первый запуск является пробным, поскольку часто возникает необходимость в доработке программы. В этом случае сохраняются ошибки, при помощи программа которых программа корректируется, и снова загружается в ЧПУ станка. Если тестовый запуск показал соответствие нужным требованиям, разработка программы официально завершена, и ее можно использовать для чистовой обработки, и запускать в серийное производство.

Читать еще:  Токарный станок 1м63 технические характеристики

Токарный станок с ЧПУ по металлу

Основные требования, предъявляемые к современному металлорежущему оборудованию — это скорость запуска в производство, точность изготовления и быстрая переналадка на выпуск другого изделия. Всеми этими качествами обладает токарный станок с ЧПУ. Его главные достоинства — точность, высокая производительность, возможность многооперационной механообработки за одну установку и скорость переналадки. А применение системы ЧПУ (англ. CNC) с цифровым управлением электроприводами позволяет выполнять все действия по изготовлению изделия без участия станочника-оператора. По существующей классификации он относится к металлорежущим установкам, но по факту станок по обработке металла — универсальный и может обрабатывать множество других материалов.

Назначение

Технологические особенности токарного оборудования позволяют выполнять на нем лишь некоторые виды механообработки. Поэтому его применяют при изготовлении изделий с цилиндрическими, сферическими и коническими поверхностями, используя при этом обработку точением, а также операции с применением сверл, метчиков, зенкеров и разверток. Точение является основным видом токарных работ и имеет следующие разновидности:

  • наружное обтачивание;
  • внутренняя расточка;
  • подрезка торцов;
  • прорезка канавок;
  • отрезка.

Многофункциональные токарные центры имеют дополнительный фрезерный шпиндель, который позволяет выполнять все виды фрезерных работ. Универсальный токарный станок с ЧПУ по металлу также может оснащаться съемной фрезерной головкой. Чаще всего такие дополнительные механизмы используют на устройствах небольшого размера, примером которых является настольный токарный станок с ЧПУ.

Основные группы изделий, изготавливаемые токаркой — это валы, втулки, плоские тела вращения, части корпусов, фланцы редукторов и эксцентрики. Для крупносерийного изготовления простых деталей применяют прутковые автоматы или специализированные установки. А основное назначение токарных станков с программным управлением — единичное и мелкосерийное производства изделий повышенной сложности.

Конструктивные особенности

Независимо от технических характеристик в состав токарных установок входит примерно один и тот же набор узлов и агрегатов:

  1. Станина. Это сварная или литая конструкция для размещения всех остальных механизмов. Она устанавливается на виброопоры или крепится анкерными болтами к бетонному полу цеха. На станине монтируется передняя бабка и горизонтальные направляющие.
  2. Передняя бабка. Внутри нее находится главный привод, коробка скоростей и шпиндель. Для зажима заготовки используется кулачковый патрон или планшайба, которые крепят на конец шпинделя.
  3. Задняя бабка. Расположена на продольных направляющих напротив передней бабки. Предназначена для фиксации второго конца заготовок или закрепления инструмента для работы с цилиндрическими и коническими отверстиями.
  4. Суппорт. Служит для позиционирования резца или поворотной инструментальной головки. В его состав входят каретка, поперечные салазки, верхние салазки, резцедержатель и механизм, обеспечивающий перемещение этих устройств.

Конструкция токарного станка с ЧПУ

Эти агрегаты дополняют устройства регулировки вращения главного привода и скорости перемещения режущего инструмента. При ручном механическом управлении — это коробка скоростей и коробка подач, а также гитара — сменный набор шестерен для изменения скорости подачи или шага резьбы. В современных установках вместо механических приводов применяют раздельные электроприводы (главный, отдельных осей, дополнительных устройств) с цифровым управлением.

Токарное оборудование комплектуется различными вспомогательными устройствами. Самые распространенные из них — это системы подачи СОЖ и транспортеры стружкоудаления.

Система СОЖ орошает рабочую зону смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ), которая охлаждает обрабатываемый металл и инструмент, а также улучшает условия резания. Транспортеры стружкоудаления отводят металлическую стружку из рабочей зоны и доставляют ее в накопительные контейнеры.

Главное отличие механообработки с использованием ЧПУ от выполнения технологических операций в ручном режиме — это не только программное управление перемещениями и режимами резания, но и полная автоматизация всех вспомогательных операций. Конструкция токарного станка с ЧПУ позволяет управлять не только позиционированием и работой инструмента, но и такими вспомогательными действиями, как:

  • зажим заготовки;
  • позиционирование револьверной головки;
  • включение и выключение системы охлаждения;
  • управление транспортером стружкоудаления;
  • блокировка и разблокировка защитного ограждения.

При разработке CNC-программ применяют программное обеспечение, которое позволяет генерировать последовательность команд для вычисления траектории резца на основании чертежа в электронном формате DXF. Технологу-программисту остается только задать параметры режущей кромки и режимы резания. Большинство современных систем ЧПУ отображают такие чертежи на своем экране, что очень удобно для корректировки программы при ее отладке или пробном изготовлении детали.

Принцип работы

Технология токарной обработки включает в себя основные и вспомогательные операции. Первые — это сама металлообработка, а вторые — все, что связано с подготовкой и завершением цикла обработки заготовки. В общем виде их последовательность при точении одной поверхности детали выглядит так:

  1. Базирование заготовки. Выполняется ее загрузка, центровка, необходимые измерения и фиксация зажимными приспособлениями.
  2. Размещение оснастки. При необходимости устанавливается оснастка и приспособления, используемые в процессе работы.
  3. Выбор и фиксация резца. Согласно технологической карте отбирается соответствующий резец и устанавливается в резцедержатель или поворотную инструментальную головку.
  4. Запуск вращения шпинделя. Задается скорость вращения и включается главный привод.
  5. Позиционирование в исходную точку. Резец выводится в точку начала резания и устанавливается на заданном расстоянии от поверхности
  6. Включение подачи. Включается поперечное перемещения резца, которое по достижении заданной глубины точения переключается на продольное.
  7. Рабочий проход. Выполняется проход на заданной глубине со снятием металлической стружки.
  8. Отвод резца. По достижении конца обрабатываемой поверхности продольное перемещение переключается на поперечное, и резец отводится от поверхности.
  9. Новое позиционирование. Резец отводится в исходное положение (или позиционируется для нового прохода).
  10. Измерение. Замеряется геометрия обработанной поверхности.
  11. Снятие детали. Расфиксация детали и снятие ее вручную или с использованием грузоподъемных механизмов.

На основании параметров технологического процесса технолог рассчитывает нормы вспомогательного и основного времени. С учетом этих данных определяются экономические показатели изготовления изделия. Автоматизированная механообработка намного сокращает трудозатраты на единицу продукции и увеличивает коэффициент загрузки оборудования.

Токарные работы на станке с ЧПУ

При токарной обработке с ЧПУ станок выполняет почти все действия по заданной программе, а участие станочника-оператора требуется только при установке и снятии детали и проверке инструмента, а также замере готового изделия (иногда это делается автоматически). Значительное сокращение вспомогательного времени во много раз повышает экономическую эффективность механообработки. Поэтому все современное токарное оборудование с ЧПУ имеет в своем составе:

  • быстрозажимную оснастку для закрепления заготовки;
  • револьверные головки с программным позиционированием;
  • цифровые электроприводы главного привода и всех осей перемещения;
  • программно-управляемые вспомогательные устройства.

Некоторые виды оборудования с автоматизированным управлением могут иметь в своем составе приводной инструмент, противошпиндели, фрезерные и шлифовальные шпиндели, а также устройства для автоматического замера деталей.

Такое оборудование тоже называется «токарным», поскольку в его основе лежит традиционная компоновка. Но на самом деле это уже обрабатывающие центры широкого профиля.

Виды токарных станков с ЧПУ

Токарное оборудование с ЧПУ классифицируются по тем же показателям, что и станки с ручным управлением:

  • ориентация направляющих;
  • класс точности (пять типов);
  • масса (четыре типа);
  • степень специализации (универсальные, специализированные и специальные).

Кроме того, существует технологическая классификация токарных станков с ЧПУ, основанная на компоновке узлов и агрегатов. В этом случае выделяют пять основных групп:

  1. Горизонтальные токарно-револьверные. Самая распространенная группа оборудования с программным управлением. Выпускаются во множестве типоразмеров и модификаций.
  2. Токарно-лобовые станки с ЧПУ. Не имеют задней бабки, а размер планшайбы может достигать нескольких метров. Применяются при работе с крупноразмерными изделиями типа обечаек.
  3. Токарно-карусельные. Планшайба расположена горизонтально, а ее размер может достигать 10-12 метров. Установки с планшайбой более двух метров, как правило, имеют два вертикальных суппорта.
  4. Многошпиндельные. При работе с заготовками используется шпиндельный блок, состоящий из нескольких (обычно 4-6) одновременно вращающихся шпинделей, и такое же количество неподвижных суппортов с разными резцами. Поворотом блока каждая заготовка подводится к очередному суппорту и таким образом за один оборот на ней выполняется четыре-шесть различных видов резания.
  5. Токарно-фрезерные обрабатывающие центры. Многофункциональное оборудование, способное выполнять за одну установку детали весь спектр операций по механообработке.
Читать еще:  Токарный станок 1м63н технические характеристики

Отдельная группа в составе токарного оборудования — это малогабаритные станки, которые используются в профессионально-технических учебных заведениях, небольших мастерских, лабораториях и домашними умельцами.

Мини токарный станок ЧПУ по металлу может выполнять все те же операции, что и промышленные установки, но только с меньшими по размеру деталями. Обычно они оснащены системой CNC со стандартным языком программирования G-code, которая управляет перемещением суппорта, а также оборотами главного и вспомогательного привода. Настольный токарный станок с ЧПУ может оснащаться сменной фрезерно-сверлильной головкой, что значительно расширяет область его применения.

Программирование токарного оборудования

Система ЧПУ токарного станка управляет обработкой детали в соответствии с программой, составленной технологом-программистом. Эти программы пишутся на языке G-code (стандарт RS274), разработанном специально для установок, управляемых с помощью числового программного управления.

Программа на G-code состоит из последовательных нумерованных блоков, называемых кадрами. Каждый такой блок содержит набор команд, на основании которых совершается элементарное технологическое действие, например, позиционирование резца в исходную точку или его движение с определенной подачей и оборотами вглубь металла. Перемещение режущей кромки по заданной программе производится в инкрементной системе координат. Это означает, что координаты каждой последующей точки указываются в виде приращения к координатам предыдущей позиции инструмента. И только выход на исходное положение задается в начале программы в абсолютных координатах.

Программирование станков с ЧПУ

Язык G-code включает в себя две группы: G-команды и M-команды.

Первая группа — это подготовительные команды, которые задают:

  • систему координат и рабочую плоскость;
  • точку начала координат;
  • тип движения (ускоренное, рабочее);
  • вид траектории движения (линейное, круговое);
  • координаты позиционирования;
  • значение подачи и оборотов шпинделя;
  • переход к сверлению и нарезанию резьбы;
  • значение коррекции инструмента (по радиусу и по длине).

Группа M-команд — это вспомогательные команды. Они управляют электромеханическими и гидравлическими устройствами, а также выполнят служебные функции внутри программы. Чаще всего применяют следующие M-команды:

  • включение шпинделя и задание ему направления вращения;
  • остановка вращения шпинделя;
  • автоматическая смена инструмента (поворот инструментальной головки);
  • ручная смена инструмента;
  • включение и выключение подачи СОЖ.

Принцип числового программного управления токарным станком

В отличие от фрезерных, в токарных станках вращается не инструмент, а заготовка. Поэтому программирование для их систем CNC имеет некоторые особенности. Во-первых, перемещение в радиальном направлении задается по оси X, а в продольном — по оси Z. Во-вторых, при составлении программ ЧПУ параметры задаются в миллиметрах на оборот, а не в миллиметрах в секунду, как при операциях фрезерования.

Токарные станки с ЧПУ

Токарный станок с ЧПУ — современное высокотехнологичное устройство, которое позволяет вытачивать изделия различной формы с максимальной точностью при участии программного обеспечения. Это станок, к которому можно предъявить основные требования к выполнению работы — максимальная производительность и качественное исполнение, быстрый переход на производство новой детали и точность изготовления. Устройство может работать как в полуавтоматическом режиме с привлечением оператора, так и в полностью автоматическом режиме. Практически все современные станки даже имею т возможность самостоятельно менять режущий инструмент, в связи с чем ручная работа сводится к минимуму. Работа оператора в данном случае будет заключаться исключительно в загрузке программы.

Устройство токарного станка с ЧПУ

Независимо от класса, модификации и фирмы токарного станка, все они имеют схожее устройство.

  • Станина. Это основная конструкция, к которой крепятся все остальные механизмы. Это литая или сварная деталь, обладающая огромной прочностью. Станина может крепится на виброопоры или болтами прямо к полу цеха.
  • Передняя бабка. Внутри данного механизма расположен главный привод и шпиндель. На ней также располагается сама коробка скорости.
  • Задняя бабка. Она располагается напротив передней и предназначается для фиксирования конца детали. Также она позволяет закрепить инструмент при работе, когда необходимо сделать коническое отверстие.
  • Суппорт. Он служит для расположения резца.

Для чего применяется токарный станок с ЧПУ

Токарные станки чаще используют в металлообработке. Однако, с ними возможно изготавливать материалы и из других даже мягких материалов , например, дерево. Это довольно универсальный станок, который используют в быту и производственных условиях.

С помощью токарного станка можно производить:

  • Внешнюю и внутреннюю проточку деталей.
  • Изделия со сложной формой, в том числе конусообразной.
  • Продольную проточку изделия.
  • Регулировать длину детали.
  • Вытачиваться разнообразные пазы, отверстия и выемки.
  • Вытачивать резьбу как дюймового, так и метрического типа.

Обобщая вышеперечисленное, можно со всей уверенностью сказать, что токарный станок с ЧПУ может производить работы практически любого уровня сложности.

Классификация токарных станков с ЧПУ

Токарные станки делятся на три типа:

  • Контурный — такой станок обеспечивает автоматическое без перебойное перемещение главного рабочего инструмента с контурной скоростью, которая задается непосредственно программой управления. Стоит отметить, что станок такого типа требует наличия оператора, который будет контролировать процесс расточки.
  • Адаптивный — такой станок позволяет рабочему инструменту двигаться вдоль осей координат на определенный заданные расстояния. Такой станок используется для создания деталей с прямоугольным отверстием, нарезания резьбы и т.д. Адаптивный станок совмещает в себе особенности и возможности позиционных и контурных станков.
  • Позиционный — в данном случае рабочий инструмент работает с разной скоростью: быстро при работе и медленно при перемещении. При этом работа ведется точечно. Такая особенность позволяет вытачивать детали с максимальной точностью.

Токарные станки также имеют собственную маркировку, которая показывает возможности станка. Маркировка состоит из буквы и цифры. Самыми распространенными маркировками являются:

  • Ф1 механизм, который позволяет выполнять обработку детали по координатам, заданным ранее.
  • Ф2 станок обрабатывает деталь точечно.
  • Ф3 траектория задается с помощью оператора.
  • Ф4 станок, который объединяет в себе контурный и позиционный станок.

Особенности токарных станков с ЧПУ

Присутствие ЧПУ при работе со станками позволяет добиться высокой точности выполнения задач, быстро перенастроить оборудование, а также в несколько раз повышает эффективность работы станков.

Конструкция токарного станка и принцип его работы

Токарный станок с ЧПУ по металлу любой модификации состоит из следующих частей:

  • основание станка, месторасположения всех его частей – станина;
  • в шпиндельной (передней) бабке располагаются основные узлы механизма – коробка подач и шпиндель;
  • суппорт – при помощи верхней и нижней кареток резец станка фиксируется во время работы;
  • коробка подач – механизм, обеспечивающий подачу движения суппорту с резцом;
  • электрочасть – состоит из электромотора и блока управления электрооборудованием;
  • револьверные головки – обеспечивают оперативную смену инструментов во время работ.

Токарный ЧПУ работает по такому принципу:

  • металлические заготовки зажимаются в конструкции станка в определенном положении, по горизонтали или вертикали;
  • затем резец, контролируемый программным обеспечением, обтачивает их, придавая заданную форму.

Особенности конструкции станков

Продуктивность и надежность нынешних токарных станков обусловлены особенностями конструкции. К ним относятся:

  • предварительный разогрев узлов агрегата снижает тепловые деформации при обработке;
  • эффективная виброизоляция;
  • передаточные устройства в приводах токарных агрегатов лишены каких-либо зазоров;
  • длина кинематических цепей и число механических передач существенно меньше;
  • оснащение сигнализаторами обратной связи.
Читать еще:  Токарный станок устройство

Для подобных устройств характерна высокая точность движений всех механизмов благодаря наличию износостойких направляющих с маленькой силой трения.

Направляющие качения обладают высокой жесткостью благодаря предварительному натягу, а направляющие суппорта и станины изготавливают из смеси фторопласта с чугуном или сталью. Поэтому увеличение скоростей работы не влияет на показатель трения.

Основные элементы конструкции станков имеют коробчатую форму и поперечные ребра. В последнее время иностранные производители начинают использовать полимерный бетон и синтетический гранит для изготовления станин, салазок и колонн токарных станков, для обеспечения максимальной жесткости и виброизоляции.

Шпиндели и шпиндельные узлы тоже модернизируются по сравнению с моделями обычных станков. Узловые опоры оснащаются износостойкими подшипниками, а конструкция шпинделей становится более сложной, с автоматическими фиксаторами и индикаторами для диагностики и мониторинга рабочего процесса.

Виды токарных станков с ЧПУ

Все машины следует поделить на 2 типа:

  • горизонтальные станки, созданные для работы с небольшими, а, порой, даже мелкими деталями;
  • вертикальные.

К горизонтальному типу относятся также компактные станки для домашнего применения.

Вид станка определяется положением направляющих – оно бывает наклонное, а также горизонтальное либо вертикальное.

Исходя из функций ЧПУ, машины могут иметь различные свойства:

  • настольные токарные устройства – компактные станки для точения совсем маленьких деталей;
  • резка труб и валов – станки предназначены для обточки очень длинных и сложных деталей, а также они способны обтачивать внутренние поверхности;
  • резка втулок и валов – используются для вытачивания отверстий, обработки торцов и сложных тел вращения, нарезают резьбу;
  • станки с повышенной производительностью – имеют повышенную жесткость благодаря направляющим скольжения, способны обтачивать любые детали из любого материала в непрерывном режиме;
  • многофункциональные станки – справляются работами любого уровня сложности и любыми деталями.

Машины с программным управлением следует также разделить по назначению:

  • центровые – обточка валов осуществляется в центрах, фиксируемых передней и задней бабками;
  • патронные – задняя бабка здесь отсутствует, а патрон располагается в передней;
  • патронно-центровые – имеют возможность обтачивать деталь только в патроне либо поддерживаться центром задней бабки.

Современные станки с ЧПУ

Основные характеристики токарных станков ЧПУ

Современные модификации токарных ЧПУ обладают следующими характеристиками:

  • привод обладает мощностью до 40 кВт;
  • оснащение трехфазными моторами или моторами постоянного тока для возможности изменения скорости вращения шпинделя;
  • вращение главного резца до 2 тысяч об/мин;
  • возможность обработки очень мелких (на компактных устройствах) и довольно крупных заготовок – от 100 мм до 1 тыс. мм;
  • широкий диапазон подачи – некоторые модификации обладают способностью изменения подачи примерно в 1,5 тыс. раз;
  • множество настроек позволяет задавать перемещение резца по более сложным траекториям в сравнении с мануальным управлением;
  • управление осуществляется по осям координат – чем сложнее работа, тем больше координат задействовано в процессе (чаще всего используется управление по двум координатам, малогабаритные танки используют только такую систему, но есть модели, где необходимо задать до 5 координат одновременно);
  • станок часто содержит до 12 резцов;
  • многие модели оснащены функцией удаления стружки и пыли.

Чтение маркировки оборудования

Маркировка станка состоит из цифр и букв. Первая цифра на маркировке токарных станков всегда 1. Вторая цифра обозначает тип станка. После этого следуют обозначения высоты центров, например, цифры «2» или «20» означают высоту центров в 200 мм, а «3» или «30» – соответственно высоту центров в 300 мм.

А также на маркировке станка есть буквенное указание класса точности:

  • А – очень высокий;
  • В – высокий;
  • С – особо точный (прецизионный);
  • П – повышенный;
  • Н – нормальный.

Компактные модели станков чаще всего имеют класс точности «В».

По маркировке станков российского производства легко понять, каким именно управляющим комплексом они оборудованы. Существуют три типа числового программного управления:

  • позиционная система контроля конечных координат по окончании процесса обработки;
  • контурная система – исполнительные органы станка перемещаются на заданные расстояния вдоль осей координат;
  • адаптивная система сочетает в себе возможности всех систем.

Какая именно система установлена на конкретный станок, легко определить по последней букве и цифре на названии модели:

  • Ф1 – задание координат происходит перед началом работы;
  • Ф2 – агрегат оснащен позиционной системой ЧПУ;
  • Ф3 – управление осуществляется контурной системой;
  • Ф4 – на станок установлена адаптивная система числового программного управления.

Программирование токарного оборудования

Для эффективного и качественного выполнения работы потребуется в первую очередь грамотно и точно оставить управляющую программу.

Программирование конкретной операции по обработке заготовки предполагает специальный маршрут, включающий в себя:

  • Разделение на этапы: черновой, чистовой и отделочный. Для упрощения всего процесса и повышения производительности, черновой и чистовой этапы могут быть объединены в один.
  • Строгое соответствие конструкторской и технологической документаций минимизирует отклонения при базировании и фиксации заготовки.
  • Полное изготовление детали при минимальном количестве циклов.
  • Оптимизация процесса изготовления: тела вращения точатся от максимально жесткой зоны к минимально жесткой во избежание создания концентраторов напряжения.
  • Технология изготовления деталей на станках с программным управлением часто состоит из нескольких операций. Операции, в свою очередь, могут выполняться из нескольких проходов.

Существуют определенные алгоритмы программирования, гарантирующие финальное качество обрабатываемой детали. Такие алгоритмы включают:

  • количество проходов;
  • принцип обработки заготовки;
  • обрабатывающие инструменты (резцы, фрезы и прочие).

Есть станки с обоймами под все обрабатывающие инструменты.

В случае если такой возможности нет, необходимо проводить замену обрабатывающих инструментов между циклами обработки. Современные технологии позволяют также устанавливать несколько резцов в обойму либо использовать многогранные резцы для быстрого устранения дефектов обработки путем поворота резца.

Самые распространенные виды обрабатывающих инструментов:

  • расточные, с жестко фиксированными резцами;
  • метчики, для нарезания резьбы;
  • ромбовидные, для фрезерования отверстий и выведения геометрии детали.

Обрабатывающие инструменты устанавливаются в обойму упорядочено, в порядке их применения в цикле. Началом цикла обработки считается касание рабочей заготовки вершиной резца.

Настольные токарные станки

Настольные станки применяются для обточки деталей малого размера.

Несмотря на небольшой размер, малый вес, а также гораздо меньшую скорость работы по сравнению с промышленными машинами, малогабаритные агрегаты способны выполнять множество различных операций.

В надежности и качестве выполненной работы они ничем не уступают полноразмерным моделям – ведь современные настольные станки также имеют числовое программное управление. Такие станки чаще всего применяются в автосервисах, мастерских, учебных заведениях и, конечно, в быту.

У домашних агрегатов немало достоинств:

  • невысокая цена;
  • подключение к питанию в 220 B (также рекомендовано использовать сеть в 380 B);
  • минимальное энергопотребление по сравнению с большими станками – компактные агрегаты экономят электроэнергию;
  • довольно тихая работа;
  • из-за малых габаритов идеально подходит для небольших помещений: мастерских или сервисов;
  • удобство и простота использования – работа не требует серьезной подготовки и множества специальных знаний;
  • надежность и долговечность – при правильной и бережной эксплуатации настольный агрегат прослужит много лет, не требуя ремонта или замены;
  • при установке дополнительных элементов легко расширить функциональность станка, например, за счет выполнения сверлильных и фрезеровочных работ.

Токарные станки являются неотъемлемым атрибутом крупных промышленных предприятий, они позволяют решать широкий спектр задач по обработке не только металла, как это было на первых моделях станков, но и пластика, дерева, а также других материалов.

Видео: Устройство и принцип работы токарного станка с ЧПУ

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×