С помощью станка происходит технологический процесс, который на нем предусмотрен. Системой управления является одно или несколько устройств, осуществляющие такое действие. На станках с числовым программным управлением (ЧПУ) для металлообработки предусмотрена программа, которая установлена на электронный носитель, как набор данных. Сегодня управление производственными процессами в промышленности происходит с помощью программируемых логических контроллеров.
Особенности станков с ЧПУ
Фрезерные станки с ЧПУ по металлообработке помогают осуществлять обработку пространственных и плоских поверхностей, имеющих сложную конфигурацию, кулачков, пресс-форм, штампов, при этом используются концевые и торцевые фрезы. На таких агрегатах можно выполнять сверлильные и разверточные работы благодаря специальному инструменту, который монтируется в соответствующие рабочие головки.
По конструкции станок с ЧПУ по металлообработке почти ничем не отличается от обычных фрезерных агрегатов. Но установка числового программного управления на оборудование в несколько раз увеличивает его производительность, а также повышает надежность, точность при выполнении операций с большой скоростью резания, а также четкое позиционирование фрез и других режущих инструментов.
Виды
Классификация у станков с ЧПУ происходит по четырем аспектам:
- Автоматическая или ручная подача рабочих инструментов для резки.
- Координатные передвижения бабки устройства или его рабочей поверхности.
- Шпиндельный узел может располагаться вертикально или горизонтально.
- Станки могут быть одноинструментальными или многоинструментальными.
От компоновки оборудования зависит деление его на разные категории, а именно: широкоуниверсальное, продольно-фрезерное, консольно-фрезерное, вертикально-фрезерное. Последний вид обязательно снабжается крестовой формы столом.
Для осуществления металлообработки системы с ЧПУ могут быть:
- Разомкнутыми. Благодаря шаговому двигателю происходит четкое дозирование процесса передвижения рабочих узлов устройства, что исключает необходимость в использовании датчиков обратной связи.
- Замкнутыми. В агрегатах монтируют датчики, контролирующие в ходе работы станка операции по обработке, а также привод, перемещающий рабочие узлы по схеме.
Движущей силой в современных станках с ЧПУ по металлообработке являются электродвигатели постоянного тока и асинхронные двигатели. С помощью прямого привода, специального редукторного механизма или ременной подачи они направляют вращение на шпиндель.
Горизонтальный тип станков применяется для обработки корпусных и крупных изделий. Однако на производстве чаще применяются вертикальные устройства, так как признаются более эффективными и универсальными.
Основные узлы оборудования
Станину делают сварной или литой. Когда нужно получить конструкцию сложной формы ее выполняют сварной. Литая станина изготавливается во всех остальных случаях, так как она характеризуется жесткостью и высоким демпфирующим потенциалом.
Обязательным элементом широкоуниверсального станка являются направляющие скольжения. Их работа основывается на трении скольжения, которое уменьшает показатель точности их интерполяции и снижает скорость передвижения рабочих элементов. Однако они характеризуются повышенной жесткостью.
Отличную точность перемещений гарантируют линейные направляющие, ведь их работа базируется на трении качения, однако у них мал коэффициент жесткости.
Шпиндель станка с ЧПУ по металлообработке подразделяется на два типа:
- Электрический двигатель с ротором, который нужен для установки фрез и любых других инструментов по резке.
- Механизм, который соединен с приводом посредством муфты или ременной подачей.
Первый тип устанавливается на оборудование, работающее с пресс-формами и сложными штампами, ведь он способен работать со скоростью вращения до 100 000 оборотов в минуту. Не более 15 000 оборотов может развивать второй тип шпинделя, его цена намного меньше , поэтому он широко распространен. Шпиндельный механизм на современных станках с ЧПУ по металлообработке может иметь гидростатические, аэродинамические и обычные подшипники качения.
Другими важными узлами агрегатов с ЧПУ являются:
- Электродвигатель.
- Система ЧПУ.
- Магазин для рабочих приспособлений.
Обработка заготовок
Технология и особенности
Программное управление фрезерного станка, если правильно настроено, дает возможность перемещать фрезы и другие инструменты по любой траектории в зоне действия станка. Благодаря этому можно обрабатывать изделие с разных сторон за его одноразовое закрепление. Большинство современных станков с ЧПУ способно производить следующие виды работ:
- Зенкерование, развертывание, сверление отверстий.
- Фрезеровку криволинейных, цилиндрических поверхностей и различных плоскостей.
- Точение наружных поверхностей цилиндрической формы.
Станки с тремя координатными осями способны производить такую работу. Если оборудование снабжено четвертой и пятой осью, тогда можно осуществить более сложную обработку металлических заготовок. Например, на пятикоординатных устройствах выполняют работу, связанную с резкой фасонных поверхностей, причем это делается качественно и оперативно.
Оборудование с пятью координатами представляет собой станок, который делает возможным поворот детали вокруг заданного значения оси, что является дополнением к основному передвижению инструмента по отношению к обрабатываемой детали.
Обычно пятую координату заменяют углом наклона шпиндельной оси. Если в течение работы его изменяют, прибегая к программе управления ЧПУ, то за одно закрепление детали на агрегате может начаться обработка малых по радиусу галтелей (переходных поверхностей). Данную операцию выполняют посредством конических концевых фрез, имеющих характерное закругление в форме сферы.
Трехкоординатный агрегат можно легко превратить в четырехкоординатный или пятикоординатный. Нужно лишь добавить поворотную рабочую поверхность на стол. Однако при этом рабочая зона станка уменьшится.
Итак, современные станки с ЧПУ для обработки металла имеют широкие функциональные возможности, они выполняют качественно и быстро множество операций. Благодаря им сокращаются затраты времени на технологический процесс, что сказывается на уровне производительности.
