0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конструкция и классификация токарно-фрезерных станков с чпу

Классификация токарно-фрезерных станков по металлу с ЧПУ

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.

Читать еще:  Угол заточки ножей таблица; материалы для лезвий в зависимости от назначения ножа

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.

Токарно-фрезерный станок по металлу

Токарно-фрезерный станок позволяет сделать деталь полностью, закрепив ее в шпинделе или центрах. Он одновременно выполняет функции различного узкоспециализированного оборудования: токарного, сверлильного, фрезерного. В зависимости от типа производства, приобретаются маленькие станки настольные или большие, высокопроизводительные.

Технические характеристики

Обработка на токарно фрезерном оборудовании совмещает точение цилиндрических поверхностей стационарно установленным резцом при вращении самой детали. С одной установки производится и фрезеровка – плоская обработка вращающимися инструментами. Станки с программным управлением работают самостоятельно и выполняют полностью все операции с высокой точностью. Достаточно набрать программу, задать допуски на размеры и класс чистоты поверхности. Такие станки называют токарными центрами с ЧПУ.

Токарно фрезерные станки имеют общие технические характеристики:

  • мощность;
  • размеры заготовок;
  • потребляемое напряжение;
  • обрабатываемый материал;
  • тип сверлильно-фрезерного шпинделя;
  • расстояние между центрами;
  • максимальный ход фрезерного суппорта;
  • максимальный диаметр обработки над станиной и суппортом;
  • обороты и скорость фрезерного шпинделя.

Производство деталей на станке

Выпускать небольшое количество запчастей можно на простом оборудовании весом менее 1 т. Верстачный токарно-фрезерный станок при относительно небольшой стоимости способен производить большие партии деталей, необходимых для ремонта автомобилей, бытовой техники и других механизмов. Он выполняет операции:

  • точение продольное и поперечное;
  • сверление;
  • нарезка резьбы;
  • фрезеровка пазов и шлицов;
  • растачивание;
  • фрезерование плоскостей и граней;
  • шлифовка круглая и плоская.

Обрабатывать можно длинные и плоские заготовки. Настольные и верстачные модели токарных центров имеют высокую производительность и способны обеспечить продукцией небольшое предприятие.

Устройство оборудования

Устройство токарно-фрезерных станков совмещает узлы разного вида оборудования узкой специализации. От токарного у него:

  • станина;
  • шпиндель;
  • винт для нарезки резьбы;
  • суппорт;
  • задняя бабка.

Двигатель для вращения фрезерного инструмента может располагаться на токарном суппорте. К нему подключается конус для крепления фрез, сверл и метчиков. Количество операций ограничено продольными фрезеровками, сверловкой и нарезкой резьбы. Фрезы используют только наборные и с твердосплавными пластинами.

Комбинированный токарно-фрезерный станок имеет второй суппорт с отдельным приводом для вращения фрезерного инструмента. Это позволяет обрабатывать плоскости под углом с высокой точностью и чистотой поверхности. Устанавливать можно цилиндрические, торцевые, дисковые и концевые фрезы, развертки, сверла, метчики.

Токарно-фрезерный станок с ЧПУ

Установка блока ЧПУ – числового программного управления – позволяет задавать нужные параметры работы. Станок самостоятельно выполняет обработку детали и останавливается. Оператор устанавливает новую заготовку и запускает процесс обработки. Наличие бункера на больших токарных центрах с ЧПУ позволяют станку работать без остановок. Установка заготовки и пуск следующего цикла операций производится автоматически.

Классификация токарно фрезерных станков

Классифицируют токарные обрабатывающие центры по нескольким параметрам: размер и вес, тип фрезерного суппорта, сложность и универсальность оборудования.

Размеры

По мощности и размерам токарные центры условно делятся по весу:

  • мини – весом менее 1000 кг;
  • средние от 1 т до 10 т;
  • большие весят более 10 т.

К мини относятся настольные токарно фрезерные станки по металлу и дереву. Они имеют вес 300 – 400 кг и позволяют обрабатывать детали длиной до 700 мм. Удлиненная станина дает возможность работать с заготовками до 1200 мм длиной. Диаметр цилиндрической поверхности не превышает 90 мм. Особенностью настольных токарно фрезерных станков является их компактность и возможность расположения в домашней мастерской.

Мини токарно-фрезерный станок

Настольный обрабатывающий центр по металлу с ЧПУ способен изготавливать сложные изделия с точностью до 0,01 мм и контролировать угол до 0,001°.

К классу мини относится и токарный станок по дереву. Относительно низкая твердость материала позволяет выпускать модели с двигателями, питающимися от сети в 220 V с потребительской частотой 50 Гц. Достаточно трехфазное подключение к бытовой розетке с заземлением.

Тип и привод фрезерной головки

По конструкции фрезерного шпинделя различают токарные центры;

  • простые;
  • с приводным центром;
  • шпиндель с С-осью;
  • с противошпинделем.

Схема устройства представляет соединение рабочих узлов с разного оборудования на станине токарного станка. Продольная обработка точением производится при вращении заготовки и стационарно закрепленном инструменте – резце. Фрезерный инструмент вращается от отдельного привода, режет поверхность и сверлит неподвижную болванку. Простая конструкция оборудования предполагает ручное управление. Для изготовления больших партий одинаковых деталей подключают ЧПУ.

Сложные фрезерные станки с ЧПУ имеют шпиндель с С-осью. Расположение фрезерного инструмента и самостоятельное его перемещение параллельно основной оси позволяет делать сложные детали с обработкой боковых поверхностей и торцов.

По назначению и сложности

По назначению, и сложности обработки токарные центры делятся:

  • деревообрабатывающие;
  • настольные по металлу;
  • многофункциональные;
  • универсальные.
Читать еще:  Гибочный станок: конструктивные особенности, виды и принцип работы, преимущества и недостатки

Управление деревообрабатывающими станками допускается ручное, при единичном изготовлении деталей и малыми партиями. Серии повторяющихся запчастей проще делать, подключив ЧПУ. Оператор набирает программу, устанавливает заготовку и нажимает кнопку пуска. Дальнейшее пребывание его возле станка не обязательно. Используют в столярных мастерских для изготовления ножек и стоек мебели.

Деревообрабатывающий токарный станок с фрезерной головкой

Настольные и верстачные станки по металлу применяются в мастерских с изготовлением продукции небольшими партиями и на крупных предприятиях, выпускающих большое количество различного оборудования. При малой нагрузке и единичном изготовлении управляются вручную. Большинство из них имеют ЧПУ и могут подключаться к компьютеру. Они обрабатывают детали сложной конфигурации с высокой точностью. Самостоятельно контролировать размеры не могут. При стирании режущей кромки и поломке инструмента продолжают работать по заданной программе. Оператор должен периодически проверять резцы и фрезы на целостность пластин и контролировать основные размеры.

Установленный на место задней бабки противошпиндель увеличивает количество выполняемых одновременно операций.

При наличии независимых суппортов и числового программного управления, плоские заготовки ставятся по 2 и обрабатываются одновременно. Возможна поочередная обработка одной заготовки в разных шпинделях. Многофункциональный токарный центр с ЧПУ имеет высокую производительность и позволяет обрабатывать детали со всех сторон, включая торцы. Точение, сверловка и фрезеровка производятся в любой плоскости и под углом.

Универсальные станки

Универсальные токарные станки с фрезерной головой имеют суппорт, расположенный параллельно оси детали – С-шпиндель. В нем крепится фрезерный инструмент и вращается от независимого двигателя. Головка с фрезой может перемещаться в любом направлении, производя обработку под разными углами. Сменщик меняет фрезерный инструмент по заданной программе, увеличивая количество операций. Станок выполняет:

  • точение цилиндрическое, коническое, торцевое;
  • изготовление червяков;
  • фрезеровку;
  • сверловку;
  • расточку;
  • торцовку;
  • зацентровку;
  • нарезку внутренней резьбы;
  • нарезку наружной резьбы резцом и плашкой;
  • фрезеровку пазов;
  • фрезеровку зуба;
  • шлифовку;
  • долбежку.

В результате получаются детали любой конфигурации, с проточками, канавками и отверстиями, как по торцам, так и на боковых сторонах. При этом выдерживается высокая точность и соосность всех рабочих поверхностей, поскольку обработка производится с одной установки.

При изготовлении валков и других деталей со сложной конфигурацией, применяется копир.

Универсальный центр движется, повторяя форму шаблона, установленного на станке. Делается специальный плоский копир и вставляется в специальное отделение программного блока. Резец при движении повторяет его форму. При подключении станка с ЧПУ к компьютеру, копир не нужен, движение инструмента контролируется специальной программой. В результате станок обрабатывает заготовки по заданной кривой линии. Получаются детали со сложной поверхностью в виде парабол, синусоид, кривых с разными радиусами и плавными переходами.

Токарно фрезерные станки с ЧПУ по металлу, имеют заложенную в программу корректировку действий. Например, при нагреве они снижают количество оборотов, уменьшая нагрузку. Если температура достигает критического значения, станок самостоятельно останавливается. Продолжить работу можно после охлаждения.

В старых моделях программа не корректируется, и работа станка начинается с первой операции. Некоторое время инструмент режет воздух. Затем продолжается обычная обработка. Современные станки с ЧПУ после аварийной остановки и охлаждения могут самостоятельно включиться и продолжить работу. Вмешательство оператора не требуется.

Рекомендации по выбору токарно фрезерного станка

Фрезерный станок по дереву подойдет для работы в домашней мастерской. Фирме по производству мебели удобнее будет обрабатывать детали на оборудовании с ЧПУ. Программа обеспечит выпуск совершенно одинаковых ножек и стоек при минимальном участии человека.

Выбор токарно-фрезерного станка начинается с анализа потребности в деталях различной сложности.

Если надо делать запчасти к машинам, которые ремонтируются в мастерской, достаточно токарно фрезерного станка по металлу.

Небольшой настольный агрегат полностью удовлетворит потребности в деталях для ремонта. На нем можно выточить даже коленвал легкового автомобиля, тормозные диски, нестандартный крепеж. Затраты на покупку оборудования с ЧПУ не оправдают себя.

Не все мастерские имеют возможность подключения к промышленной линии с напряжением в 380 V. Среди оборудования класса мини можно найти работающее от потребительской сети 220 V. Не надо тянуть кабель специально из-за возможности включить фрезерный станок.

Эксплуатация токарно-фрезерного станка

Большие токарные станки ЧПУ подходят для массового производства деталей большими партиями. В памяти блока управления сохраняется несколько набранных программ. Оператору надо только набрать код загружаемой партии.

Классификация фрезерных станков с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ предназначены для обработки плоских и пространственных поверхностей заготовок сложной формы. Конструкции фрезерных станков с ЧПУ аналогичны конструкциям традиционных фрезерных станков, отличие от последних заключается в автоматизации перемещений фрезы по УП при формообразовании.

Все станки с ЧПУ имеют одинаковые основные узлы (рисунок 1), где ось X и Yэто длина и ширина рабочего стола станка, а координата Z высота на которую поднимается шпиндель.

Рисунок 1 — основные узлы фрезерного станка с ЧПУ

8. Патрон для установки режущего инструмента;

9. Корпус станка.

В основе классификации фрезерных станков с ЧПУ лежат следующие признаки:

• расположение шпинделя (горизонтальное или вертикальное)

способ установки инструментов в шпиндель станка (вручную или автоматически) По принципу смены инструмента, станки с ЧПУ делят на три группы:

· с ручной сменой;

· с автоматической сменой в револьверной головке;

· с автоматической смене в инструментальном магазине.

число координатных перемещений стола

По технологическим возможностям фрезерные станки с числовым программным управлением делятся на следующие группы:

Токарно-фрезерные станки с ЧПУ (перемещение по линейным осям X, Z; перемещение по линейным осям X, Z поворотная ось А.)(рисунок 2);

Читать еще:  Дробилка валковая для мелкого дробления

Рисунок 2 — токарно-фрезерный станок с ЧПУ

Двух координатные станки с ЧПУ ( перемещение шпинделя по оси X и Y) (рисунок 3);

Рисунок 3 — Двух координатный станок с ЧПУ

Трех координатные станки с ЧПУ ( перемещение шпинделя по оси X и Y и высоте Z)


Рисунок 4 — трех координатный станок с ЧПУ

Четырех координатные станки с ЧПУ ( перемещение шпинделя по оси X и Y и высоте Z, с поворотной осью A ) (рисунок 4);


Рисунок 4 — Четырех координатные станки с ЧПУ

Пяти координтные станки с ЧПУ (перемещение шпинделя по линейным осям X, Y, Z и поворотные оси A и B ) (рисунок 5);

Рисунок 5 — Пяти координатные станки с ЧПУ

Для того чтоб лучше понимать, для чего применяется различные фрезы и для чего нужна САМ система и стратегии обработки, необходимо рассмотреть шаги создания изделия на фрезерном станке ЧПУ:

1. Разработка эскиза (для объемного изделия);

2. Создание 3Д модели по выполненным ранее эскизам ( для объемного изделия), создание чертежа изделия ( для 2 и 2,5D фрезеровки);

3. Подборка типа режущих инструментов и режима обработки заготовки;

4. Написание управляющей программы (УП) на основе 3Д модели или чертежа, с помощью САМ системы;

5. Загрузка файлов в память станка, установка инструмента для резки, закрепление заготовки и запуск. Дальнейшую работу фрезерный станок ЧПУ делает самостоятельно по уже заданной программе.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Назначение и классификация фрезерных станков

Назначение фрезерных станков и основные типы фрез

Фрезерный станок — это станок для обработки металлических и других деталей вращающейся фрезой при поступательном перемещении заготовки.

На фрезерных станках можно обрабатывать плоские и фасонные поверхности с прямыми и винтовыми образующими. Резание осуществляется фрезой — многолезвийным инструментом, у которого зубья расположены на поверхности тела вращения или на торце.

Ввиду многообразия работ, выполняемых фрезерованием, весьма разнообразные и типы фрез (рис. 1). Наиболее распространенными являются цилиндрические фрезы (рис. 1, a), применяемые для обработки поверхностей; дисковые (рис. 1, б) для изготовления пазов, уступов; концевые фрезы (рис. 1, в), используемые для обработки пазов, уступов, фасонных поверхностей; торцовые фрезы (рис. 1, г) для обработки поверхностей, уступов, пазов; фасонные фрезы (рис. 1, д) для изготовления фасонных поверхностей. Стрелками на рисунках показаны направления движения, сообщаемые фрезе и заготовке в процессе резания.

Для того чтобы получить фрезерованием на детали требуемую поверхность, необходимо сообщить инструменту и заготовке вполне определенные движения, согласованные друг с другом. Эти движения в станках разделяют на основные и вспомогательные.

К основным движениям относят главное движение, называемое еще движением резания, и движение подачи.

Во фрезерных станках главное движение (вращательное) совершает фреза, а движение подачи может выполнять либо заготовка, либо фреза.

Вспомогательные движения необходимы в станке для подготовки процесса резания. К вспомогательным движениям относятся движения, связанные с настройкой и наладкой станка, его управлением, закреплением и освобождением детали и инструмента, подводом инструмента к обрабатываемым поверхностям и его отводом; движения приборов для автоматического контроля размеров и т. д..

Рис. 1. Основные типы фрез и обрабатываемых ими поверхностей

Вспомогательные движения можно выполнять на станках как автоматически, так и вручную. На станках-автоматах все вспомогательные движения в определенной последовательности выполняются автоматически.

Классификация и расшифровка фрезерных станков

Каждая модель станка имеет цифровое или буквенно-цифровое обозначение — шифр (например, 6P12, 6Р82, 6Р82Ш, 6610 и т. д), по которому можно составить подробную характеристику станка. Шифр содержит три или четыре цифры, из которых первая обозначает, к какой группе станков относится станок, вторая— к какому типу, третья или третья и четвертая цифры характеризуют один из важнейших параметров станка или обрабатываемой заготовки. Буква, стоящая после первой цифры, означает, что данная модель станка модернизирована (или поколение). Буква в конце цифрового шифра показывает, что на базе основной модели станка выполнен станок с небольшими изменениями. Эти станки являются модификациями основной базовой модели.

По принятой в СССР классификации все металлорежущие станки делят на девять групп. Фрезерные станки относятся к шестой группе. В свою очередь, каждая группа станков делится на типы.

(Прим. СМ) Типы станков фрезерной группы:

  • 1 – вертикально-фрезерные консольные;
  • 2 – фрезерные станки непрерывного действия;
  • 3 – свободная группа;
  • 4 – копировально и гравировально-фрезерные;
  • 5 – вертикальные бесконсольные;
  • 6 – продольно-фрезерные,
  • 7 – широкоуниверсальные консольные ,
  • 8 – горизонтальные консольные,
  • 9 – разные.

Расшифровка фрезерного станка 6Р12

Рассмотрим, например, обозначение станка 6Р12. Это фрезерный станок (цифра 6) , модернизированный (буква Р), вертикально-фрезерный (цифра 1), типоразмер станка № 2 (цифра 2).

(Прим. СМ) В СССР производство консольно-фрезерных станков осуществлялось согласно пяти типоразмеров: № 0;1;2;3 и4, причем для каждого типоразмера выпускалась полная гамма станков — горизонтальные, универсальные и вертикальные. Каждый станок одной размерной гаммы имел в шифре одинаковое обозначение, совпадающее с номером типоразмера и оснащался фрезерным столом с одинаковыми размерами рабочей поверхности.

В табл. 1 представлены значения размеров рабочей поверхности стола консольно-фрезерных станков взависимости от типоразмера, а также список оборудования относящегося к определенному типоразмеру.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector