Фрезерные станки с ЧПУ дают возможность делать высококачественные изделия из металла, которые имеют большую точность в геометрических показаниях. Они производятся как российскими, так и иностранными предприятиями, очень удобные и эффективные в использовании. На сегодняшний день неактуальны узкоспециализированные станки. В них маленькая производительность, они не очень удобны, потому что нужно перетаскивать заготовку с одного места на другое.
Токарно-фрезерный станок с ЧПУ
Агрегаты с ЧПУ способны заменить несколько устаревших станков и сэкономить расходы и время. Тем более что выпускаются данные типы станков для того, чтобы использовать их в бытовых условиях. Они компактные по размерам, у них не такая большая мощность, как в промышленных, но они могут делать фрезерную и токарную работу на высшем уровне.
Конструкция
Такое оборудование, оснащённое ЧПУ, применяется сегодня во многих производственных организациях. Это современное устройство, которое позволяет делать очень точную обработку металлической заготовки.
Он имеет несколько особенностей в конструкции:
- В приводных элементах почти нет промежутков.
- Имеются довольно жёсткие несущие части, которые удерживают жёстко станину при вибронагрузке.
- Располагающие небольшой длиной, имеют небольшое количество кинематических цепей.
- Имеются особые сигнализаторы обратной связи.
Посредством особой системы гидравлика и другие части прогреваются перед началом работы, и благодаря этому значительно уменьшается термодеформация при работе агрегата.
Непосредственно на агрегате ставятся направляющие с высокой износоустойчивостью и с весьма сниженным коэффициентом трения. Благодаря этому увеличивается точность металлорезки, а уровень несогласования уменьшается. Все движущие части двигаются по заданным параметрам с высокой точностью.
Все элементы токарного станка сделаны так, что при высокоскоростной обработке и нагревании коэффициент трения не изменится. Этим элементом являются специальные ролики.
Направляющие, на которых обрабатываются металлические заготовки с очень большими скоростями, должны быть установлены очень жёстко. Жёсткость достигается натягиванием особых регулирующих стержней. Для того чтобы уменьшить трение, направляющие части фрезерного станка с ЧПУ изготавливают из определённых материалов, таких, как чугун, сталь, бетон с добавлением гранитных элементов. От жёсткости будет зависеть, к какой группе риска будет причислено оборудование. Направляющие располагаются по вертикали, под наклоном или горизонтально.
Для жёсткости несущие части станка делают прямоугольной формы с продольными и поперечными гранями между ними. Несущие детали делают цельные, методом литья или сваривания из отдельных частей.
Очень важной металлорежущей частью считается шпиндель, который испытывает сильнейшую нагрузку при работе станка. Поэтому все посадочные части и основные части шпинделя должны быть износостойкими. Подшипники, которые ставят в опоры, должны точно и правильно вращаться.
У фрезерных станков по металлу с ЧПУ конструкция шпинделя очень сложная. Связано это с тем, что в него вмонтированы некоторые вспомогательные элементы:
- Зажимы для рабочих приспособлений.
- Датчики для диагностирования оснащения.
- Датчики для адаптивного управления обработкой.
- Шпиндель на фрезерном станке с числовым программным управлением может располагаться вертикально или горизонтально.
Классификация станков с ЧПУ
Токарно-фрезерные станки с автоматическим контролем можно разделить на три группы:
- контурная, в которой программируется нужная траектория движения режущего инструмента, а контроль осуществляется автоматически за правильностью обработки;
- позиционная, в ней программируются точечные координаты, которые инструмент имеет после обработки;
- адаптивная контурная система, совмещённая с позиционной.
По имеющейся маркировке на станке ЧПУ можно очень легко определить, к какой группе станок относится. Цифры и буквы, написанные в конце маркировочной надписи, означают систему, на которой программируется станок.
- Ф1 — это инструмент, двигающийся по заранее внесённым координатам с числовой индикацией.
- Ф2 — инструмент, передвигающийся позиционно.
- Ф3 — программируемый контурно.
- Ф4 — вертикальный, горизонтальный фрезерный станок с ЧПУ, который программируется адаптивно.
В некоторых маркировках токарно-фрезерных станков можно увидеть надписи С½/¾/5. Это означает, что станок имеет особенные возможности. Такие станки, как С ½, имеют малый диапазон регулирования и низкий предел передач. Станки с более высокими цифрами имеют более расширенный диапазон передач и регулирования.
Станки С4/5 можно применять для качественного проведения разных технологических операций, например, нарезать резьбу снаружи и обрабатывают внутри детали конус или цилиндр.
Программирование станков
Для того чтобы эксплуатация токарно-фрезерного станка с ЧПУ была максимальной, необходимо правильно продумать технологический процесс обрабатывания и обязательно разработать программу управления станком. Для решения этого вопроса нужно принять во внимание много важных факторов, таких, как положение детали и инструмента, а также привязку координатной системы.
При программировании учитывается фактор движения инструмента по осям координат заготовки, которая должна быть закреплена неподвижно. Инструмент должен перемещаться прямолинейно относительно оси, которая расположена параллельно детали.
Задача программирования операций, которые выполняются на станке с числовым программным управлением, состоит в том, чтобы задать правильную траекторию. По ней будет проходить инструмент для формирования детали с правильной геометрией.
Следует учесть правила, которые необходимы при разработке программы для станка с ЧПУ.
Технологический процесс разделяется на три стадии: черновую, чистовую и отделку.- Для сведения погрешности к минимуму фиксация и базировка заготовки сводятся в один этап.
- Обточку заготовки рекомендуется делать с меньшим числом установок.
- Необходимо рационально подходить к обработке деталей.
- В самом конце лучше обтачивать детали, имеющие форму конуса или цилиндра, для их обточки необходимо больше жёсткости.
В технологическом процессе есть операции:
- Элементарная.
- Позиционная.
- Инструментальная.
- Вспомогательная.
Соблюдая правила составления программы, необходимо обеспечить хорошее качество обработки. Программист может указывать параметры:
- Число проходов или переходов.
- Тип обрабатывания и обрабатываемой детали.
- Общее количество установок.
- Число инструментов и их размеры.
Дополнительное оснащение и приводы
Для работы применяются различные виды электроприводов. В маломощных применяются двигатели постоянного тока. С большой мощностью применяются двигатели переменного тока, они оснащены асинхронными электродвигателями с четырьмя полюсами, которые могут бесперебойно работать в жёстких условиях.
