Металообробка: особливості верстата з ЧПУ, його види, основні елементи обладнання
За допомогою верстата відбувається технологічний процес, який на ньому передбачений. Системою управління є одне або кілька пристроїв, які здійснюють таку дію. На верстатах з числовим програмним управлінням (ЧПУ) для металообробки передбачена програма, яка встановлена на електронний носій, як набір даних. Сьогодні управління виробничими процесами в промисловості відбувається за допомогою програмованих логічних контролерів.
Особливості верстатів з ЧПУ
Фрезерні верстати з ЧПУ з металообробки допомагають здійснювати обробку просторових і плоских поверхонь, що мають складну конфігурацію, кулачків, прес-форм, штампів, при цьому використовуються кінцеві і торцеві фрези. На таких агрегатах можна виконувати свердлильні й разверточние роботи завдяки спеціальному інструменту, який монтується в відповідні робочі головки.
За конструкцією верстат з ЧПУ по металообробці майже нічим не відрізняється від звичайних фрезерних агрегатів. Але установка числового програмного керування на обладнання в кілька разів збільшує його продуктивність, а також підвищує надійність, точність при виконанні операцій з великою швидкістю різання, а також чітке позиціонування фрез та інших ріжучих інструментів.
Види
Класифікація у верстатів з ЧПУ відбувається за чотирма критеріями:
- Автоматична або ручна подача робочих інструментів для різання.
- Координатні пересування бабки пристрою або його робочої поверхні.
- Вузол шпінделя може розташовуватися вертикально або горизонтально.
- Верстати можуть бути одноінструментальной або багатоінструментальні.
Від компонування обладнання залежить розподіл його на різні категорії, а саме: широкоуніверсальний, поздовжньо-фрезерні, консольно-фрезерні, вертикально-фрезерні. Останній вид обов’язково забезпечується хрестової форми столом.
Для здійснення металообробки системи з ЧПУ можуть бути:
- Роз’єднаними. Завдяки шаговому двигуну відбувається чітке дозування процесу пересування робітників вузлів пристрою, що виключає необхідність у використанні датчиків зворотного зв’язку.
- Замкнутими. В агрегатах монтують датчики, які контролюють в ході роботи верстата операції по обробці, а також привід, що переміщає робочі вузли по схемі.
Рушійною силою в сучасних верстатах з ЧПУ з металообробки є електродвигуни постійного струму і асинхронні двигуни. За допомогою прямого приводу, спеціального редукторного механізму або пасової подачі вони направляють обертання на шпиндель.
Горизонтальний тип верстатів застосовується для обробки корпусних і великих виробів. Однак на виробництві частіше застосовуються вертикальні пристрої, так як зізнаються ефективнішими і універсальними.
Основні вузли обладнання
Станину роблять зварений чи литий. Коли потрібно отримати конструкцію складної форми її виконують зварної. Лита станина виготовляється у всіх інших випадках, так як вона характеризується жорсткістю і високою демпфирующим потенціалом.
Обов’язковим елементом широкоуніверсальний верстата є напрямні ковзання. Їх робота грунтується на терті ковзання, яке зменшує показник точності їх інтерполяції і знижує швидкість пересування робітників елементів. Однак вони характеризуються підвищеною жорсткістю.
Відмінну точність переміщень гарантують лінійні направляючі, адже їх робота базується на терті кочення, однак у них малий коефіцієнт жорсткості.
Шпиндель верстата з ЧПУ по металообробці підрозділяється на два типи:
- Електричний двигун з ротором, який потрібен для установки фрез і будь-яких інших інструментів з різання.
- Механізм, який з’єднаний з приводом за допомогою муфти або пасової подачею.
Перший тип встановлюється на обладнання, яке працює з прес-формами і складними штампами, адже він здатний працювати зі швидкістю обертання до 100 000 оборотів в хвилину. Не більше 15 000 оборотів може розвивати другий тип шпинделя, його ціна набагато менше, тому він широко поширений. Шпиндельний механізм на сучасних верстатах з ЧПУ по металообробці може мати гідростатичні, аеродинамічні і звичайні підшипники кочення.
Іншими важливими вузлами агрегатів з ЧПУ є:
- Електродвигун.
- Система ЧПУ.
- Магазин для робочих пристосувань.
Обробка заготовок
Технологія і особливості
Програмне управління фрезерного верстата, якщо правильно налаштовано, дає можливість переміщати фрези та інші інструменти по будь-якій траєкторії в зоні дії верстата. Завдяки цьому можна обробляти виріб з різних сторін за його одноразове закріплення. Більшість сучасних верстатів з ЧПУ здатне виробляти такі види робіт:
- Зенкування, розгортання, свердління отворів.
- Фрезерування криволінійних, циліндричних поверхонь і різних площин.
- Точіння зовнішніх поверхонь циліндричної форми.
Верстати з трьома координатними осями здатні виробляти таку роботу. Якщо обладнання забезпечено четвертої і п’ятої віссю, тоді можна здійснити більш складну обробку металевих заготовок. Наприклад, на п’ятикоординатних пристроях виконують роботу, пов’язану з різкою фасонних поверхонь, причому це робиться якісно і оперативно.
Устаткування з п’ятьма координатами є верстат, який робить можливим поворот деталі навколо заданого значення осі, що є доповненням до основного пересуванню інструменту по відношенню до оброблюваної деталі.
Зазвичай п’яту координату замінюють кутом нахилу шпінделя осі. Якщо протягом роботи його змінюють, вдаючись до програми управління ЧПУ, то за одне закріплення деталі на агрегаті може початися обробка малих по радіусу галтелів (перехідних поверхонь). Дану операцію виконують за допомогою конічних кінцевих фрез, що мають характерну закруглення в формі сфери.
Трьохкоординатний агрегат можна легко перетворити в четирехкоордінатний або п’ятикоординатне. Потрібно лише додати поворотну робочу поверхню на стіл. Однак при цьому робоча зона верстата зменшиться.
Отже, сучасні верстати з ЧПУ для обробки металу мають широкі функціональні можливості, вони виконують якісно і швидко безліч операцій. Завдяки їм скорочуються витрати часу на технологічний процес, що позначається на рівні продуктивності.
