Типы станков с чпу

Механизмы смены режущих инструментов

1. Револьверные головки:

— с вертикальной осью вращения;

— с горизонтальной осью вращения;

— наклонной осью вращения.

В револьверных головках, как правило, размещается от 4 до 8 режущих инструментов. Известные конструкции с 12 режущими инструментами, но увеличение количества режущих инструментов увеличивает габариты револьверной головки, что не всегда приемлемо для конкретной конструкции станка.

Общие требования к устройствам смены инструмента:

— Минимальные затраты времени на смену режущего инструмента во время технологического цикла.

— Минимальное время на смену всего комплекта инструмента при новой наладке станка.

— Исключение ошибок при установке инструмента в шпиндель станка, что достигается соответствующим кодированием инструментальной оснастки или магазинов режущих инструментов.

— Необходимость обеспечения высокой стабильности положения инструмента в шпинделе станка, то есть обеспечение постоянства размера вылета инструмента при повторных сменах инструмента.

Для размещения большего количества инструмента, используются такие виды инструментальных магазинов, как дисковые магазины. Они могут иметь горизонтальную и вертикальную ось вращения диска с инструментами.

Перегрузка режущих инструментов из магазина в шпиндель станка может осуществляться с использованием специальных манипуляторов или же с использованием движений магазина режущего инструмента и перемещения шпинделя станка.

2. Барабанные магазины инструментов:

— с вертикальной осью вращения;

— с горизонтальной осью вращения.

Барабанные магазины с вертикальной осью вращения широко применяются для станков токарного типа. Барабаны могут иметь цилиндрическую и многогранную форму. В зависимости от формы барабана меняется количество режущих инструментов, которые размещаются на них.

Если на дисковых магазинах инструментов размещается, как правило, 12 – 24 инструмента, то на барабанных магазинах 30, 40, 60 и более инструментов. В зависимости от количества режущих инструментов, количество рядов на барабане программируется перемещением манипуляторов и повороты барабанов, необходимые для смены режущих инструментов.

3. Цепные магазины режущих инструментов.

Количество режущих инструментов цепных магазинов может составлять от 40 до 120 единиц и выше. Количество режущих инструментов зависит также от конфигурации цепного механизма.

4. Планетарные дисковые магазины режущих инструментов.

Разгрузка режущих инструментов происходит в строго определенном месте.

5. Стеллажные магазины режущих инструментов.

6. Клеточная система с кран-штабелером.

Инструменты с полок склада перемещаются на специальную позицию, с которой инструменты перегружаются в шпиндель станка.

Учитывая наличие торцевых шпонок на шпинделе станка и необходимость попадания пазов инструментальной оправки на торцевые шпонки шпинделя, загрузка инструментов в магазины осуществляется при ручной установке оправок с инструментами в шпиндели станка с ориентацией по шпоночным пазам оправок.

Для осуществления правильного выбора, необходимого для обработки по программе режущего инструмента, из магазина станка, необходимо иметь информацию о каждом конкретном режущем инструменте. Наиболее простой системой выбора инструмента из магазина является система кодирования гнезд инструментального магазина. В этом случае для выполнения работы по программе необходимо размещать инструменты в последовательности технологического их использования в соответствующих последовательно расположенных гнездах инструментального магазина.

Более сложной является система кодирования оправок, позволяющая выбирать необходимый режущий инструмент вне зависимости от его положения в гнездах магазина. Кодирование оправок осуществляется с помощью определенной комбинации смены кодовых колец, с использованием специальных штекорных устройств, а также, что используется в настоящее время наиболее широко, с помощью микрочипов, установленных на инструментальных оправках. на этих микрочипах записывается необходимая информация о режущем инструменте, а считываемое устройство расположенное на станке, позволяет выбрать по этой информации необходимый для обработки в данный момент соответствующего инструмента.

Классификация станков с ЧПУ

Наибольшую потребность предприятия различных отраслей испытывают в станках токарной группы, предназначенных для обработки деталей типа тела вращения, а также в станках, предназначенных для обработки корпусных деталей.

Станки, предназначенные для обработки деталей типа тела вращения целесообразно классифицировать следующим образом:

1. Станки токарного типа с ЧПУ.

2. Обрабатывающие центры токарного типа.

Для обработки корпусных деталей целесообразно использовать следующую классификацию:

1. Фрезерно-сверлильно-расточные станки с ЧПУ.

2. Обрабатывающие центры для обработки корпусных деталей.

Станки разнообразного назначения, а именно:

1. Зубообрабатывающие станки для обработки различных видов зубчатых колес, в том числе зубодолбежные станки.

2. Шлифовальные станки с ЧПУ (круглошлифовальные, внутришлифовальные, торцешлифовальные, etc.)

3. Станки инструментального производства, в том числе для формообразования и отделки элементов инструмента, могут быть многокруговыми с использованием алмазных шлифовальных кругов и кругов из эльбора, наравне с использованием обычных абразивных шлифовальных кругов. Одной из важных особенностей таких станков является использование специальных правящих инструментов, позволяющих формировать сложные профили поверхностей шлифовальных инструментов.

1) В качестве инструментов для правки шлифовальных кругов могут использоваться алмазные ролики с гальванически нанесенным алмазным слоем. Профиль роликов может быть разнообразным по конфигурации образующей поверхности, соответствующей конфигурации обрабатываемых поверхностей инструментов.

2) Правка алмазными дисками и дисками с кубическим нитридом бора.

Читайте также:  Почему латунь дороже алюминия

3) Правка алмазными пластинами, изготовленными из натурального алмаза.

4) Правящие карандаши с расположением алмазных зерен слоями.

4. Станки станкостроительного производства и станки для тяжелого машиностроения. Главная отличительная особенность этих станков заключается в больших габаритах самих станков и их рабочих органов. Эти станки могут иметь подвижный рабочий стол с продольным перемещением относительно головок с инструментами, установленными в шпинделях станка, размещенных на неподвижной портальной конструкции. Или же могут иметь неподвижный стол и подвижный портал.

5. Электроэрозионные станки с ЧПУ. Имеется два исполнения таких станков:

1) С фасонными электродами, обеспечивающими формообразование обрабатываемой детали в соответствии с конфигурацией электрода.

2) Станки, формирующие конфигурацию детали с помощью латунной проволоки.

и другие, типа: отрезных станков, гидроабразивных станков и т.д.

Несмотря на простоту выполнения отдельных операций, например операций протягивания наружных и внутренних поверхностей, современные протяжные станки могут оснащаться системами с ЧПУ и магазинами режущих инструментов. В этом случае, система с ЧПУ обеспечивает загрузку протяжек соответствующего вида на рабочую позицию станка, обеспечивает контроль режимов обработки, то есть стабильность линейного перемещения протяжки относительно обрабатываемой поверхности путем поддержания стабильного давления в гидроцилиндре, обеспечивающем рабочее перемещение протяжки, либо стабилизировать рабочее перемещение протяжки за счет поддержания необходимой скорости рабочих движений в исполнительном механизме перемещения протяжки. Кроме того, системы ЧПУ обеспечивают возможность выставления заготовки в положении, обеспечивающем соответствие расположения контура протягиваемой поверхности. Должна осуществлять диагностику узлов и механизмов.

Станки токарного типа с ЧПУ в базовом исполнении являются трехосными, то есть исполнительные элементы или рабочие элементы станков могут перемещться по трем осям, но при этом станки могут иметь 4-5 управляемых координатных перемещений. Такие станки имеют вращение детали и перемещение режущего инструмента по двум координатам. Если инструменты закреплены в револьверной головке, то возникает необходимость в управлении дополнительной координатой, то есть вращением револьверной головки. Если станок снабдить второй револьверной головкой, то появляются дополнительные три управляемые координаты. В револьверной головке могут быть заложены устройства дополнительного привода вращения инструмента.

Увеличение количества управляемых координат достигается также при установке противошпинделя (оппозитно расположенного шпинделя). Противошпиндель имеет собственный привод вращения, а также привод линейного перемещения, которые позволяют противошпинделю приблизиться к обрабатываемой детали, специальным устройством кулачкового типа обеспечить захват детали и перенести в позицию обработки дополнительной револьверной головки. Подобные станки обладают широкими технологическими возможностями, позволяющими осуществить полную обработку детали, в том числе со сложными поверхностями, с двух сторон, обеспечивая получение полностью обработанной детали. Чем больше управляемых координат на станке, тем ближе по сложности они приближаются к обрабатывающим центрам с ЧПУ токарного типа. Обрабатывающие центры с ЧПУ токарного типа отличаются еще большими технологическими возможностями за счет использования разнообразных магазинов режущих инструментов, а также манипуляторов для перегрузки инструментов из магазина в обрабатывающий шпиндель и, главное, имеют шпиндельный узел, опзволяющий изменять положение режущего инструмента в пределах 120-180 градусов.

Станки подобного типа позволяют выполнить широкий комплекс технологических операций и наглядным примером может служить полная обработка коленчатых валов, например, судовых двигателей.

На подобных станках могут выполняться не только операции лезвийным инструментом, но и например может осуществляться закалка шеек ТВЧ или же осуществить абразивную чистовую обработку шеек.

На таких станках можно реализовать такие новые операции, как точение цилиндрических поверхностей фрезерованием. Можно осуществить растачивание с высокой точностью глухих поверхностей в деталях – такая операция может выполняться концевой фрезой при ее круговой интерполяции.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 8811 — Типы станков с чпу | 7170 — Типы станков с чпу или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Станки с ЧПУ (числовым программным управлением) — это неотъемлемая часть производства на современных заводах. Все больше предприятий переходят на автоматизацию производства. Работа человека в таком случае сведена к минимуму: ввод нужных данных в программу и установка заготовки в станок. Оборудование, имеющее программу числового управления в особенности станки гидроабразивной резки https://www.kit-cut.ru/stanki_ustanovki_gidroabrazivnoj_rezki/ или лазерной, обладает такими положительными качествами как:

  • высокая эффективность работы;
  • количество бракованных изделий сведено к минимуму;
  • точность изготовления одинаковых изделий в серийном производстве;
  • экономия расходуемого материала;
  • один станок, имеющий программное управление способен совместить работу целой бригады.

Управление машиной осуществляется оператором и наладчиком.

Существует подразделение станков по следующим категориям:

  • в зависимости от используемой технологии работы;
  • по принципу замены инструментов;
  • по принципу смены заготовок.

В зависимости от технологии работ станки бывают следующего типа:

Токарные. Предназначены для обрабатывания (заточки, гравировки, резки, фрезеровки и маркировки) поверхности детали внутри и снаружи. Широко применяются в машиностроении, приборостроении, а так — же на деревообрабатывающих предприятиях.

Читайте также:  Пайка транзисторов на плату

В отличие от машин с ручным управлением, все части двигателя управляются с помощью электроники. Они обладают такими свойствами как:

  • гибкость изготовления деталей;
  • высокая точность и скорость обработки;
  • высокая автоматизация производства.

Фрезерные станки. Осуществляют фрезеровку и расточку деталей с различными параметрами и делятся на вертикальные, продольные, горизонтальные, консольные. Автоматизированные фрезеровальные машины имеют фрезы, которые при движении и осуществляют контакт с изготавливаемой деталью. Фрезы бывают разнообразной формы с зубцами и делаются из прочного металла.

В каждой модели станка с ЧПУ в случае поломки или для более четких работ существует функция ручного управления. Скорость изготовления деталей на установке, имеющей программное управление намного выше скорости ручного оборудования. Шпиндель (вращающийся вал для закрепления деталей) на таких установках может быть расположен как вертикально, так и горизонтально.

Токарные и фрезерные станки имеют следующие положительные характеристики:

  • удобное управление процессом;
  • высокая производительность;
  • не нужно персонально привлекать оператора на отдельную машину;
  • возможность обработки разных материалов;
  • многофункциональность (совмещение несколько типов работ);

Сверлильно-расточной тип (осуществляют сверлильные работы, способны вырезать отверстия как вертикально, так и горизонтально). При помощи такого оборудования обрабатываются детали фланцевого, плоскостного и корпусного типа.

Шлифовальные (осуществляют очень четкую шлифовку поверхностей деталей). Эти станки бывают следующих категорий:

  • круглошлифовальные (на таких станках осуществляется шлифование деталей, которые имеют цилиндрическую или коническую форму);
  • внутришлифовальные (обрабатывают отверстие внутри заготовки);
  • плоскошлифовальные (поверхность детали обрабатывается торцом шлифовального круга).

Электромеханические станки, которые делятся на:

Электроэрозионные (под действием электричества между электродом и деталью происходит электрическое взаимодействие. Разрушенный металл удаляется при помощи омывающей жидкости);

Лазерные (материалы обрабатываются при помощи лазерного луча. На таком оборудовании можно сделать узор миниатюрных размеров, а также перенести точную цветную копию рисунка на материал (лазерная сублимация));

Плазменные станки (имеют плазмотрон, источник питания и воздушный компрессор. Такие станки с высокой точностью раскраивают металл. Суть работы плазменных станков заключается в образовании дуги электричества между материалом и соплом). Этот вид станков разделяется по характеру использования на портальные, консольно-портальные, шарнирные и мобильные;

Многофункциональные. Такой вид утсановок осуществляет несколько работ сразу: фрезеровка, сверловка, расточка. Выделяют следующие положительные характеристики таких станков:

  • совместная работа нескольких головок;
  • значительная экономия времени;
  • улучшение эффективности работы станка;
  • корпус сделан из высокопрочного металла, что позволяет избежать деформации корпуса;
  • гидроохлаждение станка;
  • используется линейная направляющая, что делает работу эффективной и стабильной;

оборудование обладает несколькими носителями информации, что позволяет ему работать автономно и самостоятельно читать файлы с любого внешнего носителя. Оборудование не требует установки драйверов В зависимости от числа координат станки могут подразделяться на 3 D , 4 D , 5 D.

При оснащении станков системами ЧПУ автоматизируется уп­равление работой станка, а общие технологические возможности станков сохраняются. При обозначении металлорежущих станков с ЧПУ сохранена система обозначений, принятых для станков обычного типа. Для обозначения наличия числового программного управления в конце традиционного обозначения шифра модели станка ставится буква Ф и цифра.

Обозначение систем управления:

1 — системы с цифровой индикацией (они не являются системами программного управления, так как управление полностью осуществляется человеком, а цифровая индикация используется лишь для удобства отсчета);

2 — позиционная система ЧПУ;

3 — контурная система ЧПУ;

4 — комбинированная (контурная и позиционная) система ЧПУ.

Основные группы станков с ЧПУ остаются такими же, как и для станков общего назначения. Однако применение ЧПУ привело к появлению новой группы станков — многооперационных или мно­гоцелевых (в переводной литературе обозначение МС — Machining Center).

Под многооперационным (многоцелевым) станком понимают станок, позволяющий автоматически, по числовой программе, вы­полнять различные технологические операции без переустановки обрабатываемой детали, оснащенный инструментальным магази­ном и устройством для автоматической смены инструментов, а иногда и заготовок.

Многооперационные станки возникли на основе как фрезерных станков, которым присуща высокая мощность привода главного движения, так и сверлильно-расточных, которые характеризуются более высокой точностью обработки. Пример обозначения фрезер­ных станков, оснащенных различными системами управления, приведен в табл. 1.1.

Обозначение и основные технические данные фрезерных станков

Назначение и область

Фрезерный широкоуниверсальный инструментальный станок повышенной точности

Фрезерный широко­универсальный инстру­ментальный станок с пред набором координат и цифровой индикацией

Фрезерный широко­универсальный инстру­ментальный станок с числовым программным управлением, повышен­ной точности

сверлильно-фрезерно-расточный широкоунивер­сальный инструменталь­ный станок повышенной точности

Для обработки деталей простых и сложных контуров при ручном управлении

Для обработки дета­лей простых и сложных контуров с цифровой индикацией перемеще­ний по осям X, Y

Для обработки дета­лей простых и сложных контуров по управляю­щей программе

Для обработки дета­лей простых и сложных контуров по управляю­щей программе с автоматической сменой инст­рументов

в) ускоренный ход стола 1,8

система циф­ровой индика­ции типа ЛЮМО-61

а) Размеры рабочей поверхности стола, мм;

б) частота вращения шпинде­ля, об/мин;

в) скорость быстрого перемещения, м/мин.

Программное управление распространилось практически на все группы металлорежущих станков и на виды работ. Применяют контрольно-измерительные машины с ЧПУ. Установив в рабочую позицию измерительный датчик, используют станок, как контрольно-измерительную машину. Созданы гибкие производственные си­стемы, основными составляющими которых являются: гибкий про­изводственный модуль (ГПМ); роботизированный технологический комплекс (РТК).

Читайте также:  Сила тока в розетке 220в в россии

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ЧПУ

Системы ЧПУ можно классифицировать по различным призна­кам:

1. Исходя из технологических задач управления обработкой, все системы ЧПУ делятся на три группы: позиционные, контурные, комбинированные.

Позиционное числовое программное управление — управление станком, при котором перемещение его рабочих органов происходит в заданные точки, причем траектории перемещения не задаются (см. рис. 1.5а).

Типы станков с чпу

Рис. 11.5. Классификация систем ЧПУ исходя из технологических задач:

а – позиционные; б – контурные; в – комбинированные

Таким образом, позиционные системы ЧПУ могут быть исполь­зованы либо при перемещении рабочего органа станка без обра­ботки (например, при выводе сверла в заданную точку по коорди­натам X и Y), либо при обработке только по одной координатной оси (перемещение сверла по оси Z). Данными системами оснаща­ются в основном сверлильные и расточные станки.

Контурное числовое программное управление — управление станком, при котором перемещение рабочих органов происходит по заданной траектории и с заданной скоростью для получения необходимого контура обработки с заданной точностью в любой точке, рис. 11.5б.

При обработке задается результирующая скорость подачи вдоль контура V (см. рис. 11.4, в и 11.5,б), которая обеспечивает заданный режим обработки. Для получения заданного контура, в общем случае криволинейного, система управления выдерживает с высокой точностью мгновенное соотношение скоростей подач одновременно по двум и более координатам (Vx/Vz на рис. 11.4, в), изменяемое соответствующим образом во времени (см. формулу 1.2).

Контурными системами управления оснащаются станки токар­ной, фрезерной и других групп.

Комбинированное числовое программное управление сочетает функции контурного и позиционного числового программного уп­равления станками (рис. 11.5, в). Комбинированные устройства ЧПУ применяют в основном для управления многооперационными станками.

Отметим, что в начале развития контурные и позиционные системы ЧПУ резко различались схемой реализации — позиционные системы ЧПУ получалось значительно проще контурных. В настоящее время системы ЧПУ строятся на основе микропроцессоров и микроЭВМ, контурные и позиционные системы различаются лишь программным обеспечением. Поэтому чисто позиционные системы не выпускаются, а все системы ЧПУ являются контурными.

2. По степени совершенства и функциональным возможностям выделяют два основных типа систем ЧПУ: NC (Numerical Control) и CNC (Computer Numerical Control).

Системы типа CNC появились в связи с широким внедрением интегральных микросхем и микроЭВМ на их основе. Их отличительной особенностью является, во-первых, программируемость, и, во-вторых, наличие оперативной памяти для хранения УП. Про­граммируемость систем типа CNC позволяет реализовать все функции управления программным путем, в результате чего с помощью одного типа системы ЧПУ возможно обеспечить управление, широким классом объектов управления, изменяя лишь программное обеспечение системы. Очевидно, что такая особенность существенно облегчает эксплуатацию системы.

Определяющим фактором в развитии станков с ЧПУ является развитие электроники. Моральное старение УЧПУ наступает быстрее, нежели станков. Практически УЧПУ претерпевают существенные изменения через каждые 3—4 года, в то время как конструкция станков за это время лишь незначительно модифицируется, и сроки их морального старения в 2—2,5 раза больше.

. ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТАНКОВ С ЧПУ

Основным фактором, обусловившим необходимость создания и развития станков с ЧПУ, была и остается потребность автоматизации обработки в средне- и мелкосерийном производствах. Основные преимущества производства на базе станков с ЧПУ, по сравнению с производством, использующим универсальные станки с ручным управлением, следующие:

— повышение производительности труда за счет сокращения основного и вспомогательного времени изготовления детали;

— интенсификация труда и повышение стабильности обработки за счет устранения субъективных факторов и уменьшения утомляемости рабочего;

— возможность применения многостаночного обслуживания;

— повышение точности и стабильности обработки;

— снижение затрат на специальные приспособления;

— сокращение сроков подготовки производства новых изделий;

— сокращение потребности в высококвалифицированных ста­ночниках и изменение состава работников.

Применение станков с ЧПУ позволило решить некоторые соци­альные вопросы: увеличить долю интеллектуального труда, улучшить условия труда рабочих-станочников. Стоимость станков с ЧПУ значительно (в 3—10 раз) больше стоимости универсальных станков.

В то же время средний коэффициент сменности составляет 1,3—1,6, а коэффициент загрузки — 0,4—0,6. Встал вопрос о более эффективном использовании дорогостоящего оборудования.

Разработка многооперационных станков с ЧПУ, оснащенных устройствами автоматической смены заготовок и инструмента, робототехнические и транспортные средства и микроэлектронные системы управления, сделали возможным интеграцию систем автоматического проектирования, планирования, технологической под­готовки, управления производством и автоматического контроля в единый комплекс, координируемый как единое целое многоуровневой системой управления.

Основные тенденции развития автоматизированных механосборочного и механообрабатывающего производств: интегрирование систем, повышение гибкости, обеспечение безлюдного функционирования .

ПОДГОТОВКА УПРАВЛЯЮЩИХ ПРОГРАММ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ