Главная » Станок » Токарные станки по металлу с чпу

Токарные станки по металлу с чпу


Характеристики и обзор токарных станков по металлу с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ частично сочетают свойства агрегатных и универсальных токарных устройств. Оснащенные обширной базой данных, они выполняют множество видов изделий, быстро перенастраиваются, очень точно повторяют детали.

Особенности токарных ЧПУ-станков

промышленный токарный станок с ЧПУ

Программное управление позволяет станкам работать в почти автономном режиме, сокращая затраты на производство. Токарное оборудование с числовым управлением способно выполнять следующие типы операций по металлу:

  • вытачивание деталей по внешним и внутренним размерам;
  • точение вдоль заготовки;
  • изготовление деталей в форме конуса и сложных форм;
  • отделение детали нужной длины;
  • растачивание пазов, выемок, отверстий;
  • чистовое и черновое выполнение отверстий;
  • нарезка дюймовой или метрической резьбы.

За передвижением рабочих инструментов отвечает система приводов и электромоторов под руководством программного управления. Точные настройки позволяют создавать изделия с наименьшими допусками. Качество изделий и их размеры в одной или разных партиях идентичны.

Чтобы переналадить оборудование на выпуск другой продукции необходимо только запустить новую программу. ЧПУ-станки выполняют работу по металлу с минимальными погрешностями, точно придерживаясь заданных параметров. Благодаря этому процент брака минимален.

Конструкция токарного станка по металлу с ЧПУ

устройство мини токарного станка с ЧПУ по металлу

Независимо от модели все устройства содержат базовый набор компонентов:

  • станина (основание). На ней размещаются все остальные компоненты станка;
  • шпиндельная или передняя бабка. Любой металлообрабатывающий аппарат имеет коробку скоростей и шпиндель, которые расположены в передней бабке. Эти два узла считаются основой механизма;
  • суппорт. Устройство для фиксации резца во время точения и приближения его к детали. Суппорт состоит из нижней и верхней кареток. На верхней размещается держатель резца;
  • коробка подач. Предназначена для подачи движения суппорту через валик или винт хода;
  • электрочасть. Любая модель станка оснащена электромотором, мощность которого может быть различной и устройствами для управления электрическим оборудованием;
  • револьверные головки. Часто устанавливаются на станки с ЧПУ и позволяют очень быстро автоматически заменять инструмент.

Некоторые модели, рассчитанные на обработку крупных деталей, оснащаются тумбами, которые придерживают заготовку и устройствами размещения основных рабочих узлов на удобной высоте.

Принцип работы

Заготовку фиксируют между двумя центрами в горизонтальной или вертикальной плоскости и вращают. К ней приближается резец и начинает обточку. По мере снятия лишнего металла заготовке придается необходимая форма. Скорость вращения заготовки и движение резца контролируются компьютерной программой.

Виды токарных станков с ЧПУ

пульт управления токарным станком с ЧПУ

С учетом особенностей устройства можно разделить все токарные ЧПУ-станки по металлу на две группы:

  • вертикальные;
  • горизонтальные.

Вертикальные модели в большинстве случаев рассчитаны на обработку широких и коротких деталей, с большим поперечником.

Горизонтальные модели чаще применяют для работы с небольшими и совсем мелкими заготовками. К этой группе относятся и многочисленные домашние мини станки по металлу настольного типа.

По размещению направляющих аппараты могут быть наклонными, вертикальными или горизонтальными.

Согласно функционалу и возможностям ЧПУ аппараты также можно классифицировать:

  • многофункциональные. Способны выполнять практически все виды токарных работ с любыми типами деталей. Станина у них обычно имеет наклонную форму, она снабжена направляющими качения;
  • повышенной производительности. Работают в непрерывном режиме, в том числе с деталями особой сложности, оснащаются направляющими скольжения. Такой вид направляющих создает повышенную жесткость и позволяет резать в прерывистом или непрерывном режиме любые типы материалов. Наибольшую эффективность станки этой группы обеспечивают точение отливок, поковок из сложнообрабатываемых материалов;
  • для точения втулок и валов. Созданы непосредственно для резки сложных форм тел вращения, торцов и нарезки резьб. Можно использовать и для выполнения отверстий;
  • для точения труб и валов. Специально разработаны для токарной резки длинных деталей (вытачивают сложные поверхности, нарезают резьбу). Возможны обработки внутренних и внешних поверхностей в форме цилиндров, конусов, криволинейных.
  • мини токарные станки с ЧПУ. Используются для работы с маленькими металлическими заготовками, отличаются невысокой мощностью, компактностью и малым весом.

Кроме этого, различаются станки одно- или многоинструментальные по количеству резцов, используемых в работе. Мини модели оснащаются одним резцом. Инструмент крепится на нескольких или одном суппортах, в головке револьверного типа либо магазине. По типу производимых манипуляций устройства делятся на:

  • патронные устройства разработаны для точения особых форм деталей, у которых необходимо обрабатывать внешние части, торцы и внутренние поверхности, зенкеровать, сверлить, точить;
  • центровые аппараты применяют для точения внешних частей деталей сложных форм, конуса, обрезки торцов, цилиндра, резьбовой нарезки;
  • карусельные модели используются для точения крупных деталей: втулок, дисков, фланцев;
  • патронно-центровое оборудование сочетает в себе свойства патронных токарных устройств и центровых.

Характеристики токарных станков с ЧПУ

настольный токарный станок с ЧПУ по металлу

За исключением мини устройств, у большинства станков с числовым управлением очень внушительные технические показатели.

Класс точности. В маркировке станка он обозначается литерами: А — особо высокой; В — высокой; С — прецизионные (особо точные); П — повышенной. Домашние мини модели чаще всего относятся к классу В.

Мощность привода может достигать 40 киловатт. Устанавливаются моторы постоянного тока, которые позволяют изменять скорость вращения шпинделя плавно либо трехфазные электромоторы с 15 — 24 ступенями регулировки скорости.

Скорость вращения основного исполнительного инструмента может достигать 2 тысяч оборотов в минуту и около 200 пределов изменения скорости движения шпинделя.

Максимальный диаметр обрабатываемой детали. Варьирует от 100 мм — у мини моделей до 1000 мм у промышленных моделей с вертикально расположенным шпинделем.

Движение подачи регулируется плавно в довольно широких пределах, так у некоторых моделей диапазон подачи может меняться в 1500 раз. Расширенные настройки позволяют подобрать наилучшие параметры обработки для заданной детали и передвигать исполнительный инструмент по сложным траекториям, невозможным при ручном управлении.

Работа позиционируется по двум осям координат, управление которых независимо друг от друга. Количество одновременно управляемых осей влияет на характер перемещения резца. Для самых сложных работ на токарных станках по металлу применяют контурную схему управления сразу по многим координатам.

Есть ЧПУ, управляющие одновременно по четырем, трем или пяти координатам, которые применяют в оборудовании со сложным движением резцов. Но наиболее распространенная система управления — по двум координатам. В мини-станках применяется только она.

Суппорт передвигается со скоростью от 4 до 10 метров в минуту, что значительно уменьшает время на непродуктивные перемещения резца.

По сравнению с обычными токарными станками, ЧПУ обладают повышенной жесткостью конструкции, обеспечивающей максимально возможную точность точения.

Количество используемых резцов в одном аппарате может достигать 12 и больше. У большинства промышленных станков и мини моделей есть устройства механического отвода пыли и отходов.

Цифровая система управления оснащена корректорами, размещенными на пульте. С их помощью снижается влияние погрешности настроек, ошибок точения, деформации, вызванных температурой или стиранием резца. Корректоры пронумерованы, чтобы получить от них информацию, дается программный запрос. Степень коррекции выбирается оператором в процессе настраивания инструмента в ходе пробных точений.

Все токарные устройства с ЧПУ, даже мини аппараты, оснащены информативной системой светового оповещения. Светодиоды оповещают о поломках механизмов, запуске устройства, связях с отдельными узлами. Дисплей индикации указывает все необходимые данные для быстрого реагирования и устранения неполадки.

Режимы работы

На токарных мини устройствах можно работать в ручном, автоматическом, полуавтоматическом режиме или в преднаборе.

В полуавтоматическом режиме устройство выполняет одну команду, после чего останавливается и ожидает следующей. В автоматическом осуществляется полный цикл изготовления детали. В ручном режиме любые функции станка запускаются вручную. Подача может изменяться от 0 до 120 градусов, а скорость движения шпинделя с помощью регулятора.

Видеоролики об устройстве и принципе работы японского токарного станков с ЧПУ:

stanokgid.ru

Токарные станки с ЧПУ – современные технологии в обработке металла и дерева

Огромные технологические возможности по производству качественных деталей из металла, отличающихся высокой точностью своих геометрических параметров, предоставляет современный токарный станок с ЧПУ. Такие станки, выпускаемые отечественными, а также зарубежными производителями, характеризуются высокой эффективностью и исключительной надежностью.

Токарный станок с ЧПУ с револьверной головкой на 12 позиций

Конструктивные особенности станков

Токарные станки с ЧПУ, используемые в наше время на многих производственных предприятиях, — это современное оборудование, позволяющее выполнять обработку деталей из металла, характеризующуюся высокой точностью. Это обеспечивается следующими конструктивными особенностями такого оборудования:

  • в передаточных устройствах привода подобных станков практически полностью отсутствуют зазоры;
  • все несущие элементы, узлы и механизмы, входящие в конструкцию токарного станка с ЧПУ обладают высокой жесткостью;
  • кинематические цепи оборудования специально разработаны таким образом, чтобы их длина была минимальной, а также чтобы минимальным было количество механических передач, которые их составляют;
  • в конструкции токарных агрегатов предусмотрены специальные сигнализаторы, отвечающие за обратную связь;
  • такие устройства отличаются повышенной устойчивостью против вибрационных нагрузок, обязательно возникающих в процессе их работы;
  • гидравлические, а также другие узлы токарного оборудования перед началом работы предварительно разогреваются при помощи специальных систем, что минимизирует риск возникновения тепловых деформаций в процессе выполнения обработки.

На токарные станки с ЧПУ устанавливаются направляющие, характеризующиеся повышенной износостойкостью и пониженным коэффициентом трения, что очень важно для обеспечения высокой точности выполнения токарных работ по металлу. Благодаря таким характеристикам направляющих агрегата снижается уровень рассогласования в его контролирующей системе, и все подвижные механизмы перемещаются по заданным параметрам с максимальной точностью.

Направляющие узлы токарного станка, где предусмотрены элементы качения, в качестве которых преимущественно используются ролики, разработаны и изготовлены так, чтобы при работе на высоких скоростях и при их интенсивном нагреве коэффициент трения в них оставался неизменным.

Закаленные направляющие станины станка TRENS-SE-520

Естественно, направляющие токарных станков, на которых обработка деталей из металла выполняется на высоких скоростях, должны отличаться повышенной жесткостью. Обеспечивается это требование благодаря тому, что направляющие подвергаются предварительному натягу, который выполняют с помощью специальных регулирующих механизмов. Для снижения сил трения в направляющих узлах суппорта агрегата и его станины, работающих по принципу скольжения, их изготавливают на основе пар материалов: качественный износостойкий пластик (как правило, фторопласт) плюс чугун или сталь.

Направляющие токарных станков, оснащенных системами ЧПУ, могут располагаться в горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскостях. В зависимости от этого модели агрегатов причисляют к определенной категории.

Чтобы обеспечить высокую жесткость несущим элементам токарного оборудования с ЧПУ, их выполняют в коробчатой форме с обязательными поперечными и продольными внутренними ребрами. Для изготовления данных элементов используют технологии литья и сварки. Если раньше для выполнения несущих элементов токарных станков по металлу использовали только чугун или сталь, то сейчас многие зарубежные производители выполняют колонны, станины, а также салазки таких агрегатов из бетона с добавлением полимеров или искусственного гранита, что придает им высокую жесткость и повышенную устойчивость к вибрационным нагрузкам.

Важнейшим элементом любого металлорежущего оборудования, в том числе и токарной группы, является шпиндельный узел, испытывающий значительные нагрузки в процессе работы. Именно поэтому все базовые и посадочные поверхности такого узла, а также его шейки, должны отличаться повышенной износоустойчивостью. Подшипники, которые устанавливаются в опоры узла, обеспечивают точность его вращения, к ним предъявляют повышенные требования по степени их износоустойчивости.

Передняя бабка с патроном станка SN-500

На токарных станках, оснащенных системой ЧПУ, шпиндельный узел характеризуется более сложной конструкцией.

Объясняется это тем, что в данный элемент устанавливают ряд дополнительных: зажимные механизмы для рабочих приспособлений, работающие в автоматическом режиме, индикаторы, отвечающие за автодиагностику оборудования и за адаптивный контроль над процессом выполнения обработки. На токарных станках данной категории шпиндельный узел (по оси его вращения) может быть расположен в горизонтальной, а также в вертикальной плоскости.

Маркировка токарного оборудования с ЧПУ

Система автоматизированного управления станков токарной группы может быть организована по трем основным схемам.

Контурная

Данная схема предполагает программирование траектории перемещения (криволинейной в том числе) рабочего инструмента и контроль над правильностью осуществления данной процедуры.

Позиционная

При реализации такой схемы программируются координаты точек, в которых должен оказаться рабочий инструмент после выполнения определенной технологической операции.

Адаптивная

Данная схема предполагает совмещение принципов работы двух предыдущих.

По маркировке отечественного токарного оборудования, оснащенного ЧПУ, достаточно просто определить категорию такого устройства.

Буквенно-цифровое обозначение, стоящее в конце маркировки, как раз и указывает на то, по какой системе в данном станке организовано числовое программное управление:

  • Ф1 — станки, в которых рабочий инструмент перемещается по предварительно заданным координатам, при этом в них предусмотрена цифровая индикация;
  • Ф2 — модели, где перемещение инструмента реализовано по позиционной схеме;
  • Ф3 — токарное оборудование, в котором реализована контурная схема управления движением инструмента;
  • Ф4 — модели токарных станков с ЧПУ с адаптивной (универсальной) системой управления.

Маркировка токарных станков с ЧПУ

В маркировке некоторых моделей токарных станков с ЧПУ можно встретить буквенно-цифровое обозначение С1-С5, которое говорит о том, что такое оборудование отличается особыми технологическими возможностями. В частности, модели, в маркировке которых присутствуют обозначения С1 и С2, обладают невысоким пределом подач и небольшим диапазоном их регулировки. А вот агрегаты, в маркировке которых есть символы С3, С4 и С5Т, наоборот, имеют увеличенный диапазон подач и отличаются широкими возможностями по их регулировке.

Благодаря своим расширенным возможностям модели станков, в чьей маркировке присутствуют символы С4 и С5, можно использовать для эффективного выполнения многих технологических операций, например, нарезания наружной и внутренней резьбы, обработки заготовок, имеющих цилиндрическую, коническую и фасонную форму, в том числе и ступенчатую. Стоит отметить, что обрабатывать на таких станах можно как наружные, так и внутренние поверхности, отличающиеся сложностью своей конфигурации.

Особенности программирования станков

Чтобы использование токарных станков, оснащенных системой ЧПУ, было максимально эффективным, необходимо тщательно разработать технологический процесс обработки, а также составить программу, которая будет управлять работой оборудования. При решении этих вопросов надо учитывать ряд важных параметров: необходимость увязки систем координат оборудования, расположения на нем обрабатываемой заготовки и исходного положения рабочего инструмента с его дальнейшими перемещениями, которые он должен автоматически совершать в процессе работы.

Принцип числового программного управления токарным станком

При составлении программы для такого станка принимают во внимание, что рабочий инструмент перемещается по координатным осям обрабатываемой детали, которая находится в неподвижном состоянии. Что важно, он перемещается в прямолинейном направлении по осям, параллельным осям обрабатываемой заготовки.

Суть программирования отдельной технологической операции, выполняемой на таком станке, заключается в том, что компьютерной программой описывается маршрут, который должен пройти режущий инструмент, чтобы сформировать деталь с заданными геометрическими параметрами.

При составлении такой программы придерживаются следующего алгоритма.

  • Технологический процесс делится на три этапа: черновая, чистовая и отделочная обработка. Чтобы повысить производительность выполнения работ и снизить их трудоемкость, черновые и чистовые операции стараются объединить.
  • Чтобы минимизировать погрешности фиксации и базирования обрабатываемой детали, ее технологические и конструкторские базы совмещают по определенным правилам.
  • Полную обточку детали желательно выполнить с минимальным количеством ее установок.
  • Необходимо придерживаться рационального подхода к вопросам обработки заготовок. Это предполагает, к примеру, обточку частей цилиндрических и конических заготовок с небольшой жесткостью только после того, как выполнена обработка их участков, отличающихся достаточной жесткостью.

В технологическом процессе, который предполагает использование для обработки токарных станков, оснащенных ЧПУ, под отдельной операцией понимается обработка, выполняемая на одном станке. При этом такие операции могут разделяться на отдельные переходы, подразделяемые на самостоятельные проходы.

Переходы, которые может выполнять токарный станок, оснащенный ЧПУ, делятся на позиционные, элементарные, инструментальные и вспомогательные.

Существуют определенные правила разработки программ последовательности работы с обрабатываемой заготовкой, придерживаясь которых можно обеспечить высокое качество готового изделия. В соответствии с этими правилами, в компьютерной программе для токарного станка задаются следующие параметры: число переходов и проходов, общее количество установок, вид обработки, которой подвергают заготовку, количество режущих элементов и их типоразмеры. Если технические возможности оборудования позволяют, то желательно все инструменты, участвующие в работе, помещать в один резцедержатель.

Револьверная головка SAUTER для токарного станка с ЧПУ

Но не всегда резцедержатели агрегата позволяют установить в них все элементы, которые участвуют в обработке. В таких случаях, не являющейся большой редкостью, в управляющей программе предусматривают приостановку работы, которая необходима для замены инструмента. Кроме того, при использовании таких станков можно разбить процесс обработки на несколько частей, чтобы не приостанавливать его для замены инструмента. Большая часть моделей токарных станков с системами ЧПУ оснащена резцедержателями, в которых можно зафиксировать ограниченный набор режущих инструментов. В большинстве случаев для работы таких устройств используют инструмент, оснащенный многогранными режущими пластинами. Чтобы быстро привести его в порядок, если режущая грань износилась, достаточно просто повернуть пластину и продолжить работу.

Среди наиболее распространенных инструментов, которыми оснащаются токарные агрегаты с ЧПУ, можно отметить следующие: для растачивания — резцы, режущие пластины которых наплавлены или закреплены механическим способом; для нарезания резьбы — трехгранные сборные резцы; для обработки отверстий и выполнения подрезки — ромбические резцы с твердосплавными пластинами. Все инструменты устанавливаются в резцедержателе в той последовательности, в которой они участвуют в обработке. Точкой отсчета, задаваемой в компьютерной программе управления, является закругление при вершине резца или сама его вершина.

Токарный станок с ЧПУ DMTG модель CKE6150Z

Приводы и вспомогательные устройства

В токарных станках с ЧПУ невысокой и значительной мощности используют различные типы электродвигателей, которые служат приводом главного движения. В первом случае преимущественно используют электродвигатели постоянного тока, во втором — переменного. Отечественные производители, выпускающие станки данной категории, оснащают их электродвигателями асинхронного типа с четырьмя полюсами, которые способны без сбоев работать даже в самых сложных условиях: при наличии в окружающей атмосфере частичек масла, металлической пыли и мелкой стружки. Не страшны таким электродвигателям и критические перегрузки, которые они успешно переносят.

Приводной механизм настольного токарного станка D250x550 CNC

Для привода механизма подач токарных станков с ЧПУ применяются электродвигатели синхронного и асинхронного типа, но чаще всего используют двигатели первого типа, оснащенные индикаторами обратной связи, тормозными элементами, а также магнитами, изготовленными из редкоземельных химических элементов. Для управления такими двигателями в электрической схеме токарных станков используются цифровые преобразователи.

В том случае, если на оборудовании установлен асинхронный двигатель, для управления им необходим частотный преобразователь, собранный на микропроцессорах. При использовании таких электродвигателей на станках устанавливается специальный программатор, оснащенный экраном графического или цифрового типа.

Панель управления токарного станка Trens

На токарных станках, управляемых компьютерными программами, обязательно устанавливаются вспомогательные устройства, к которым относятся:

  • загрузочные механизмы;
  • механизмы, обеспечивающие зажим заготовки;
  • смазывающие устройства;
  • устройства, предназначенные для уборки стружки, которая образовывается в процессе обработки;
  • механизмы, предназначенные для быстрой смены инструментов.
В отличие от подобных приспособлений, использующихся на обычных станках, данные устройства отличаются высокой производительностью и надежностью своей работы.

Наиболее популярные модели станков

Одной из наиболее популярных моделей токарного станка, оснащенного системой ЧПУ, которая активно используется отечественными производителями, является 16А20Ф3. В качестве управляющей системы на таких станках установлена система Электроника НЦ-31 или 2Р-22. На станках данной модели устанавливается частотно-регулируемый двигатель асинхронного типа, автоматическая головка на 6-12 позиций, шпиндельный узел с тремя скоростями вращения, привод и датчик, которые используются для нарезания резьбы.

Станок токарный серии 16А20Ф3, предназначенный для полуавтоматической обработки металлических деталей

Еще одной популярной моделью является станок МК6713С5, относящийся к категории высокоточного патронного оборудования. В конструкции данного токарного агрегата следует выделить крестообразный суппорт и шпиндель, в держателе которого можно зафиксировать одновременно шесть инструментов. Используя данный токарно-винторезный станок, оснащенный системой ЧПУ, можно эффективно выполнять следующие работы по металлу: нарезать резьбу, точить и растачивать заготовки, выполнять обработку деталей дискового типа.

Представлены на отечественном рынке и подобные токарные станки зарубежных моделей, к наиболее популярным из которых можно отнести следующие.

TRENS SBL300 CNC — токарное оборудование с ЧПУ двухшпиндельного типа. Станок данной модели отличается широкой функциональностью, кроме стандартных токарных операций по металлу, на нем можно выполнять обработку различных валов, фланцев, деталей сложной конфигурации, осуществлять фрезерные операции. Шпиндельный узел этого станка оснащен подшипниками радиально-упорного типа, что позволяет работать на нем на высоких скоростях и получать изделия, отличающиеся высоким качеством. Программное управление станком предусматривает жесткую привязку его координатной системы к геометрии режущего инструмента при помощи специального комплекса подстройки, работающего по контактной схеме. Благодаря этому нет необходимости в четком ориентировании рабочего инструмента по отношению к обрабатываемой заготовке.

Противошпиндель ROXM, устанавливаемый на токарных станках TRENS

Vturn-V760 — станок с вертикальным расположением шпиндельного узла, в качестве конструктивных особенностей которого выделяются следующие: восьмипозиционная рабочая головка, двенадцатидюймовый патрон гидравлического типа, устройство для удаления стружки конвейерного типа, автоматизированный смазочный механизм, резцедержатели различных типов. Кроме того, станок может оснащаться дополнительными технологическими приспособлениями, значительно расширяющими его функциональные возможности. Для удобства управления, которое обеспечивается при помощи системы Fanuc 0i-T, токарный станок данной модели оснащен цветным монитором графического типа.

Шпиндель и револьверная инструментальная головка вертикального токарного станка Vturn-760

LS360 CNC (компания-производитель MetalMaster) — токарный станок, станина которого расположена в наклонной плоскости. На станке данной модели, где установлена система управления Siemens 808D, можно обрабатывать детали, выполненные из обычной и нержавеющей стали, медных и алюминиевых сплавов. Среди конструктивных особенностей данного агрегата стоит выделить надежную гидравлическую систему от японской компании Yuken, восьмипозиционную рабочую головку, импульсную смазочную систему, работающую в автоматическом режиме.

Естественно, на отечественном рынке широко представлена продукция и других зарубежных производителей, среди которой каждый сможет выбрать именно тот станок для токарных работ, какой удовлетворит его по всем параметрам.

met-all.org

Токарно-фрезерные обрабатывающие центры по металлу — универсальные станки с ЧПУ

Токарно-фрезерный станок для работы по металлу, оснащенный системой ЧПУ, который также называется обрабатывающий центр, сегодня можно встретить на многих производственных предприятиях. Широчайшие возможности такого универсального оборудования позволяют подвергать качественной токарной и фрезерной обработке заготовки из металла.

Многоцелевой токарно-фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ

Виды токарно-фрезерных центров на современном рынке

Станки данной категории подразделяются на две большие группы: устройства без ЧПУ и с ЧПУ. К оборудованию без системы ЧПУ относятся ручные, полуавтоматические и автоматизированные станки. В рамках данной статьи рассматриваются устройства, на которых реализовано числовое программное управление. Обрабатывающие центры с ЧПУ, выпускаемые современной промышленностью, подразделяются на несколько видов:

  • простой конструкции;
  • с противошпинделем;
  • с приводным центром;
  • с установленной С-осью.

Объединяет эти обрабатывающие центры, имеющие свои конструктивные особенности, то, что они одновременно обладают функциональностью токарных и фрезерных станков.

Компактный настольный токарно-фрезерный станок, не оснащенный ЧПУ

Характеристики токарно-фрезерных обрабатывающих центров

Выполнять несколько типов технологических операций (сверлильные, токарные и фрезерные) на одном устройстве позволяют и токарно-револьверные станки, но из-за недостаточно высокой подвижности револьверов объем производимой с их помощью продукции ограничен.

Этого недостатка лишены токарно-фрезерные обрабатывающие центры, в конструкции которых имеется специальная фрезерная головка. Посадочное отверстие в такой головке может быть выполнено под различные типы конусов (Capto, HSK, BT или ISO), что позволяет устанавливать в нее токарные резцы. Благодаря этому подобные токарно-фрезерные станки могут применяться для выполнения таких технологических операций по металлу, как сверление, зенкерование, нарезание резьбы, создание фасок и канавок, обработка торцов и их подрезка, развертывание и др.

Используя специальную переходную оправку, на обрабатывающие центры с ЧПУ можно устанавливать резцы с квадратным хвостовиком и режущий инструмент с особой формой посадочной части. В одном шпинделе станков этой категории можно закреплять как неподвижный, так и вращающийся рабочий инструмент. Меняются инструменты в токарно-фрезерных обрабатывающих центрах, оснащенных системой ЧПУ, автоматически, за это в конструкции станка отвечает особый механизм – сменщик.

Наибольшее распространение обрабатывающие центры с ЧПУ получили на предприятиях, которые занимаются изготовлением имеющих сложные формы деталей и конструкций из металла. При производстве таких изделий необходимо неоднократно чередовать операции точения и фрезерования, что и обеспечивается токарно-фрезерным обрабатывающим центром.

На обрабатывающих центрах преимущественно используется инструмент цельного типа или со сменными пластинами, выполненными из твердого сплава. В очень редких случаях может применяться инструмент, режущие пластины которого зафиксированы при помощи пайки.

Рабочие органы обрабатывающего центра с ЧПУ

Обрабатывающие центры с противошпинделем и С-осью

Оборудование с С-осью – это одна из первых модификаций обрабатывающего центра токарно-фрезерной группы. Для придания вращения режущему инструменту (сверлу и фрезе) на таком станке устанавливается отдельный привод. За автоматизированную смену инструментов на этом токарно-фрезерном устройстве, как и на обрабатывающих центрах других типов, отвечает специальный механизм – сменщик.

Важными функциями обрабатывающих центров с С-осью являются контроль за скоростью вращения обрабатываемой детали и индексация ее углового положения. Точность такой индексации, что важно, составляет порядка 0,001 градуса.

Токарно-фрезерные обрабатывающие центры с С-осью при оснащении их механизмом для смены режущих инструментов позволяют выполнять технологические операции, с которыми обыкновенные токарные станки справиться не могут. В частности, такими операциями являются:

Противошпиндель с осью С значительно увеличивает функциональность станка

  • фрезерная обработка элементов червячных передач;
  • изготовление и обработка коленчатых валов;
  • обработка шестерен.

Оснащение обрабатывающих центров с ЧПУ противошпинделем – это следующий этап в развитии устройств токарно-фрезерной группы. Второй шпиндель таких станков, обладающих еще большей функциональностью, устанавливают вместо задней бабки. В него вставляется правая сторона заготовки, что дает возможность подвергать обработке ее противоположной край.

Оснащение обрабатывающего центра противошпинделем позволяет превратить это устройство в полноценную производственную линию, обладающую исключительной функциональностью. Если оснастить такой фрезерно-токарный обрабатывающий центр вторым сменщиком инструментов, то эффективность его использования возрастет в разы. Что важно, качество обработки от этого нисколько не пострадает.

Наглядно принцип работы противошпинделя можно увидеть на видео ниже:

На современном рынке представлено большое разнообразие обрабатывающих центров по металлу от различных производителей. Рассмотрим некоторые из них.

Обрабатывающие центры торговой марки TRENS

Фрезерно-токарные обрабатывающие центры данной торговой марки отличаются особенной конструкцией и имеют характерный признак – наклонную раму. Это придает станкам исключительную прочность и жесткость, что позволяет выполнять на них обработку деталей с высокой точностью. Как правило, таким оборудованием оснащаются крупно- и среднесерийные производства, занимающиеся выпуском деталей со сложной конфигурацией. Перечислим наиболее популярные модели токарно-фрезерных станков данной торговой марки.

SBL 300

Конструкция данной модели более простая, по сравнению с рассмотренной выше, что не мешает такому станку эффективно справляться с нарезанием резьбы, основными фрезерными операциями, обработкой деталей сложной конфигурации. Особого внимания заслуживает шпиндель станка, отличающийся высокой жесткостью и исключительной надежностью, что дает возможность эксплуатировать его на высоких скоростях довольно долго. Не менее примечательны и характеристики С-оси данного устройства, создающей отличный крутящий момент и обеспечивающей быстрое переключение рабочих режимов. Таких характеристик С-оси производителям удалось достичь за счет того, что в ней реализована особая система фиксации дискового типа.

Станок с ЧПУ Trens SBL 300 производства Словакии

SBL 500A

Возможности станка данной модели позволяют обрабатывать на нем заготовки, вес которых достигает 1050 кг. Обрабатывающий центр оснащается электроприводом ТМ Siemens или Fagor, в его конструкции имеется противошпиндель, легко настраиваемая и надежная система ЧПУ. Перемещения бабки станка и фиксация заготовок осуществляются при помощи гидравлических механизмов. О возможностях такого токарно-фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ говорит и то, что на нем можно выполнить сложнейшую технологическую операцию – внеосевое сверление – за одну установку.

Станок TRENS SBL 500A

SBL 700

Этот фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ является наиболее современной моделью оборудования, выпускаемого под ТМ TRENS. Технические возможности такого станка позволяют выполнять на нем обработку заготовок из металла прямолинейной, ступенчатой и криволинейной конфигурации, вес которых может доходить до 2500 кг. Обрабатывающий центр комплектуется системой ЧПУ ТМ Siemens, которая обеспечивает точное перемещение инструмента в процессе обработки. Работа станка и перемещение инструмента в такой системе ЧПУ описывается простым 3D-программированием, а ее подключение к устройству обеспечивается посредством Ethernet-протокола.

Станок Trens SBL 700

Обрабатывающий центр модели 1728С

Универсальный обрабатывающий центр этой модели заслужил особую популярность в России. Функциональные возможности позволяют такому устройству справляться со следующими технологическими операциями по обработке заготовок из металла: сверление прямое и под заданным углом, растачивание, долбление, обычное и контурное фрезерование, точение при помощи фрез и др. Обрабатывать заготовки из металла на этом токарно-фрезерном станке с ЧПУ можно как в патроне, так и в его центрах. Высокая точность, с которой на данном центре обрабатываются заготовки, обеспечивается следующими его конструктивными особенностями.

  • Основные узлы станка характеризуются повышенной жесткостью и виброустойчивостью.
  • В узлах оборудования установлены подшипники высокой точности.
  • В конструкции станка предусмотрены специальные термосимметричные элементы, которые компенсируют деформации, возникающие от температурного воздействия.
  • Перемещение и работа инструмента постоянно контролируются при помощи специальных элементов.
  • Оборудование оснащено современной и надежной системой ЧПУ.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр модели 1728С

Токарно-фрезерный станок данной модели позволяет обрабатывать заготовки диаметром до 40 см и длиной до 3 метров. Шпиндель станка имеет величину конца А8, на нем установлен патрон с сечением 40 см, диаметр отверстия в котором составляет 9,7 см.

Любой токарно-фрезерный обрабатывающий центр, включая данную модель, позволяет значительно снизить затраты на выполнение технологических операций в комплексе.

Краткий обзор других моделей обрабатывающих центров

На российских производственных предприятиях, занимающихся выпуском изделий из металла и дерева, популярными являются обрабатывающие центры, выпускаемые на Тайване под торговой маркой TAKISAWA. При своей исключительной функциональности станки данной торговой марки отличаются доступной стоимостью. На современном рынке оборудование ТМ TAKISAWA представлено следующими сериями: LA, NEX, EX и LS. Станки данных серий успешно используются на предприятиях автомобильной и авиастроительной промышленности, на машиностроительных заводах.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр за работой

Наиболее популярными моделями оборудования ТМ TAKISAWA являются 4500TT, 4500S, 4500ST. В конструкции станков этих моделей имеются два токарных узла и один фрезерный, их магазин для инструмента и рабочих приспособлений может вместить в себя до 90 позиций. Такие станки, в оснащении которых есть револьверная головка, обеспечивают высокую точность и эффективность выполнения токарных и фрезерных работ по металлу.

Среди обрабатывающих центров токарно-фрезерной группы, заслуживших высокую популярность у отечественных производителей, стоит отметить станки испанской компании GMTK, которые также выпускаются в нескольких сериях: HR800, HR1000, HR1200, HR1500. Применение таких обрабатывающих центров с ЧПУ необходимо для изготовления деталей из металла, которые отличаются высокой сложностью и должны быть обработаны с максимальной точностью.

Среди уникальных конструктивных особенностей этого оборудования можно выделить следующие: сменщик инструмента и рабочих головок, гидростатические направляющие, система температурной стабилизации. Приобретение обрабатывающих центров с ЧПУ испанской компании GMTK требуется предприятиям, продукция которых характеризуется высокой сложностью и точностью обработки.

Комплексный токарно-фрезерный центр DMC

Есть еще ряд зарубежных компаний, обрабатывающие центры которых хорошо зарекомендовали себя среди отечественных производственных предприятий.

Victor (Тайвань)

Выпуском оборудования для обработки заготовок из металла и дерева компания занимается более 70 лет. Ее станки отличаются надежной и технологичной конструкцией, качественными комплектующими. Примечательно, что для изготовления станин своего оборудования компания использует особый сорт чугуна.

MULTICUT (Чехия)

Под этой торговой маркой выпускается универсальное оборудование, оснащенное современными системами ЧПУ. В зависимости от необходимости станки могут быть оснащены задней бабкой или вторым шпинделем. Технические возможности оборудования данной марки позволяют выполнять фрезерную обработку заготовок по пяти координатам, осуществлять точение, шлифовку и прорезку, а также фрезеровать кулачки и осуществлять другие операции по металлу.

DMC (Южная Корея)

Обрабатывающие центры данной компании, отличающиеся исключительной функциональностью и высокой производительностью, относятся к категории премиум-класса.

Токарно-фрезерные центры, которыми оснащаются современные предприятия, – это станки, отличающиеся широкой функциональностью. Используя такое оборудование, можно выполнять сложнейшие фрезерные операции и различные виды токарной обработки с деталями, изготовленными из металла.

met-all.org

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ)- что это такое и их особенности

Токарные станки с ЧПУ дают возможность производить высококачественные металлические изделия, которые отличаются большой точностью геометрических показателей. Подобные устройства, изготавливаемые российскими и иностранными предприятиями, являются весьма эффективными и исключительно надежными.

Конструкция

Токарный станок с ЧПУ по металлу, применяемый сегодня множеством производственных организаций, представляет собою современное устройство, посредством которого возможно очень точно обрабатывать металлические заготовки. Станки токарные располагают некоторыми особенностями конструкции:

  • в передаточных приводных элементах данного оснащения почти нет промежутков;
  • несущие части, которые имеются в ЧПУ станке, являются достаточно жесткими;
  • кинематические цепи располагают небольшой длиной. Число механических передач, составляющих цепи, довольно мало;
  • в станке токарном ЧПУ есть особые сигнализаторы, которые предназначены для обратной связи;
  • оборудование весьма устойчиво к вибронагрузкам, которые всегда возникают при обработке деталей;
  • гидравлика и иные части устройства перед началом обработки прогреваются посредством особых систем. Благодаря этому уменьшается вероятность термодеформации при работе оборудования.

На токарный автомат с ЧПУ ставятся направляющие, которые характеризуются высокой износоустойчивостью, сниженным коэффициентом трения. Благодаря этому обеспечивается отличная точность металлорежущей обработки, уровень рассогласования уменьшается, все подвижные части двигаются по установленным параметрам с наивысшей точностью.

Направляющие элементы токарного станка сделаны таким образом, что при высокоскоростной обработке и быстром нагревании коэффициент трения не меняется. В качестве элементов качения выступают специальные ролики.

Разумеется, направляющие станков ЧПУ токарных, на которых металлические заготовки обрабатываются на больших скоростях, должны быть достаточно жесткими. Жесткость достигается посредством натягивания, выполняемого особыми регулирующими агрегатами. Для уменьшения трения направляющие части станка токарного с ЧПУ производят из определенных материалов. Направляющие могут быть пластиковыми (фторопластовыми), чугунными, стальными. От их расположения зависит то, к какой группе станков будет причислено оборудование. Направляющие обычно располагаются по горизонтали, вертикали либо под наклоном.

Для придания жесткости несущим частям устройства их делают в коробчатой форме, с поперечными и продольными гранями внутри. Производство осуществляется посредством литья, сваривания. Если в прошлом для изготовления несущих частей токарного станка применяли лишь чугун/сталь, то сегодня множество иностранных предприятий делают колонны, станины и салазки из бетона, в который добавлены полимерные либо гранитные элементы. Это обеспечивает им хорошую жесткость, высокую стойкость к вибронагрузкам.

Значимой частью всякого металлорежущего оснащения считается шпиндель, который испытывает серьезные нагрузки при выполнении токарной обработки. Ввиду этого все основные и посадочные части шпинделя, его шейки должны иметь высокую износостойкость. Подшипники, устанавливаемые в опоры шпинделя, позволяют ему точно вращаться.

У токарных станков по металлу с ЧПУ шпиндель конструктивно более сложен. Обусловлено это тем, что в него монтированы вспомогательные элементы: зажимы для рабочих приспособлений, которые функционируют автоматически; датчики, предназначенные для диагностирования оснащения и адаптивного управления обработкой. На токарном оборудовании с числовым программным управлением шпиндель может располагаться горизонтально либо вертикально.

Классификация

Токарные станки по типу системы автоматического контроля возможно разделить на 3 группы:

  1. Контурная. Программируется траектория движения инструмента и контроль за правильностью проведения обработки.
  2. Позиционная. Осуществляется программирование точечных координат, которые должен иметь инструмент после окончания обработки.
  3. Адаптивная. Контурная система совмещается с позиционной.

По маркировке российских станков токарно винторезных с ЧПУ довольно легко установить, к какой группе они относятся. Буквы и цифры, которые стоят в конце маркировочной надписи, означают систему, по которой программируется оборудование.

  1. Ф1 – инструмент двигается по заранее введенным координатам. Есть числовая индикация.
  2. Ф2 – инструмент перемещается позиционно.
  3. Ф3 – устройство программируется контурно.
  4. Ф4 – горизонтальный/вертикальный токарный станок с ЧПУ программируется адаптивно.

В маркировке определенных токарных/фрезеровочных/винторезных станков возможно увидеть надпись С1/2/3/4/5. Она указывает на то, что настольный токарный или какой-либо иной станок располагает особенными возможностями. К примеру, станки С1/2 имеют низкий предел подач, малый диапазон их регулирования. Винторезные станки С3/4/5 располагают расширенным диапазоном подач.

Устройства С4/5 возможно применять для качественного проведения различных технологических операций. К примеру, с их помощью нарезают резьбу внутри и снаружи, обрабатывают детали, которые имеют форму цилиндра/конуса.

Программирование

Чтобы эксплуатация токарно фрезерных обрабатывающих центров с ЧПУ была по максимуму эффективна, нужно хорошо продумать техпроцесс обрабатывания, разработать программу, управляющую работой устройства. При решении данных вопросов необходимо принимать во внимание множество важных факторов: привязку координатной системы, положение детали и инструмента.

При разработке программы для токарно фрезерного центра с ЧПУ учитывают тот факт, что инструмент двигается по осям координат обрабатываемой заготовки, закрепленной неподвижно. Инструмент перемещается прямолинейно по осям, которые расположены параллельно осям обрабатываемой детали.

Суть программирования одной операции, которая выполняется на токарно фрезерном станке с ЧПУ, состоит в описании траектории, проходимой инструментом для формирования детали с определенной геометрией.

При разработке программы, по которой будет работать ЧПУ станок, следуют таким правилам:

  • техпроцесс проходит в 3 стадии: черновое, чистовое обрабатывание, отделка. Для повышения производительности и снижения трудоемкости черновую и чистовую обработку проводят в один этап;
  • для минимизации погрешностей фиксации и базирования заготовки ее технологические и конструкторские базы объединяют;
  • обтачивать заготовку рекомендуется с наименьшим числом ее установок;
  • нужно рационально подходить к обрабатыванию деталей. Обтачивать элементы деталей в форме конуса/цилиндра лучше после завершения обрабатывания частей, являющихся достаточно жесткими.

В техпроцессе, предполагающем применение токарно фрезерных центров с ЧПУ, под операцией понимается обрабатывание, осуществляемое на одном устройстве. Операции делятся на переходы. Переходы, в свою очередь, подразделяются на проходы, могут быть:

  • позиционными;
  • элементарными;
  • инструментальными;
  • вспомогательными.

Следуя правилам составления программ для токарно фрезерных центров с ЧПУ, возможно обеспечить отличное качество обработки. В программе пользователь может указывать такие параметры:

  • число переходов, проходов;
  • общее количество установок;
  • тип обрабатывания детали;
  • число инструментов, их типоразмеры.

Когда конструкция устройства это допускает, надо все инструменты, которые принимают участие в обрабатывании, располагать в одном держателе резцов. Если осуществить подобное не представляется возможным, необходимо предусмотреть в программе остановку обрабатывания, чтобы можно было заменить резец.

Токарные станки с противошпинделем с ЧПУ осуществляют разные операции посредством специальных инструментов:

• расточка – резцы, пластинки которых зафиксированы механически; • нарезка резьбы – сборные инструменты с тремя гранями;

• обрабатывание отверстий, подрезание – инструменты в виде ромба с пластинками из твердых сплавов.

oxmetall.ru

Смотрите также

  • Браслеты из резинок без станка
  • Станок продольно фрезерный
  • Станок плазменной резки с чпу
  • Самодельный чпу станок из мдф
  • Как самому сделать станок для производства шлакоблоков
  • Станок для разделки кабеля своими руками чертежи
  • Уци для токарного станка
  • Станок для вышивания крестиком
  • Долбежный станок по металлу
  • Вакуум формовочный станок своими руками
  • Внутришлифовальный станок 3к227а