Станок для токарных работ с программным обеспечением по металлу

Ключевые требования, которые предъявляются к современному металлорежущему оборудованию — это скорость запуска в производство, точность изготовления и быстрая переналадка на выпуск иного изделия. Всеми данными качествами обладает станок для токарных работ с программным обеспечением. Его основные положительные качества — точность, большая продуктивность, возможность многооперационной механообработки за одну установку и скорость переналадки. А использование системы ЧПУ (англ. CNC) с цифровым управлением электрическими приводами дает возможность исполнять все действия по изготовлению изделия без участия станочника-оператора. По существующей спецификации он относится к металлорежущим установкам, однако по факту станок по отделке металла — многоцелевой и может обрабатывать множество остальных материалов.

Назначение

Технологичные характерности токарного оборудования дают возможность исполнять на нем лишь определенные виды механообработки. По этому его используют во время изготовления изделий с цилиндрическими, сферообразными и конусообразными поверхностями, применяя при этом обработку точением, а еще операции с использованием сверл, метчиков, зенкеров и разверток. Точение является главным видом токарных работ и имеет следующие разновидности:

• внешнее обтачивание;
• внутренняя расточка;
• подрезка торцов;
• прорезка канавок;
• отрезка.

Универсальные токарные центры имеют дополнительный фрезерный шпиндель, который дает возможность исполнять все разновидности фрезеровочных работ. Многоцелевой станок для токарных работ с программным обеспечением по металлу также может снабжаться съемной фрезерной головкой. Очень часто подобные добавочные механизмы применяют на устройствах маленького размера, примером которых считается настольный станок для токарных работ с программным обеспечением.

Главные группы изделий, изготавливающиеся токаркой — это валы, втулки, плоские тела вращения, части корпусов, фланцы редукторов и эксцентрики. Для крупносерийного изготовления обычных деталей используют прутковые автоматы или специальные установки. А главное назначение токарных станков с программным управлением — единичное и мелкосерийное изготовления изделий очень высокой трудности.

Особенности конструкции

независимо от технических специфик в состав токарных установок входит приблизительно одинаковый набор узлов и агрегатов:

1. Станина. Это сварная или литая конструкция для расположения всех других механизмов. Она ставится на виброопоры или фиксируется анкерами к полу из бетона цеха. На станине устанавливается передняя бабка и горизонтальные направляющие.
2. Передняя бабка. В середине нее находится главный привод, коробка скоростей и шпиндель. Для зажима заготовки применяется кулачковый патрон или планшайба, которые прикрепляют на конец шпинделя.
3. Задняя бабка. Расположена на продольных направляющих напротив передней бабки. Необходима для фиксации второго конца заготовок или закрепления инструмента для работы с цилиндрическими и конусообразными отверстиями.
4. Суппорт. Служит для позиционирования резца или поворотной инструментальной головки. В его состав входят каретка, поперечные салазки, верхние салазки, резцедержатель и механизм, обеспечивающий перемещение данных устройств.

Конструкция токарного станка с числовым программным управлением

Эти агрегаты восполняют регулирующие устройства вращения основного привода и скорости перемещения инструмента для резки. При ручном механическом управлении — это коробка скоростей и коробка подач, а еще гитара — сменный набор шестерен для изменения скорости подачи или шага резьбы. В современных установках взамен механических приводов используют разделенные электрические приводы (главный, некоторых осей, дополнительных устройств) с цифровым управлением.

Токарное оборудование укомплектовывается разными вспомогательными устройствами. Самые популярные из них — это системы подачи СОЖ и транспортеры стружкоудаления.

Система СОЖ орошает зону для работы смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ), которая охлаждает обрабатываемый металл и инструмент, а еще делает лучше условия резания. Транспортеры стружкоудаления отводят железную стружку из зоны для работы и доставляют ее в накопительные контейнеры.

Основное отличие механообработки с применением ЧПУ от выполнения технологических операций в ручном режиме — это не только программное управление перемещениями и режимами резания, но и полная автоматизация всех добавочных операций. Конструкция токарного станка с числовым программным управлением дает возможность управлять не только позиционированием и работой инструмента, но и такими вспомогательными действиями, как:

• зажим заготовки;
• позиционирование револьверной головки;
• выключение и включение системы охлаждения;
• управление транспортером стружкоудаления;
• блокировка и разблокировка предохранительного ограждения.

При разрабатывании CNC-программ используют ПО, которое дает возможность вырабатывать очередность команд для вычисления пути резца на основании чертежа в электронном формате DXF. Технологу-программисту остается лишь задать параметры кромки резки и режимы резания. Множество современных систем ЧПУ отображают такие чертежи на собственном экране, что весьма комфортно для корректировки программы при ее отладке или пробном изготовлении детали.

Рабочий принцип

Технология токарной обработки в себя включает главные и подсобные операции. Первые — это сама обработка металла, а вторые — все, что связано с подготовкой и окончанием цикла обработки заготовки. В общем виде их очередность при точении одной поверхности детали выглядит так:

1. Базирование заготовки. Делается ее загрузка, центровка, нужные измерения и фиксация зажимными устройствами.
2. Расположение оснастки. Если понадобится ставится оснастка и устройства, используемые во время работы.
3. Выбор и фиксация резца. Согласно технологичной карте отбирается подходящий резец и монтируется в резцедержатель или поворотную инструментальную головку.
4. Пуск вращения шпинделя. Задается частота вращения и включается главный привод.
5. Позиционирование в начальную точку. Резец выводится в точку начала резания и ставится на заданном расстоянии от поверхности
6. Включение подачи. Включается поперечное перемещения резца, которое по достижении заданной глубины точения переключается на продольное.
7. Рабочий проход. Делается проход на заданной глубине со снятием железной стружки.
8. Отвод резца. По достижении конца поверхности которая обрабатывается продольное перемещение переключается на поперечное, и резец отводится от поверхности.
9. Новое позиционирование. Резец отводится в начальное положение (или обозначается для нового прохода).
10. Измерение. Замеряется геометрия обработанной поверхности.
11. Снятие детали. Расфиксация детали и снятие ее ручным способом или с применением механизмов для подъема грузов.

На основании показателей тех. процесса технолог рассчитывает нормы дополнительного и ключевого времени. С учетом данных данных определяются экономические критерии изготовления изделия. Автоматизированная механообработка гораздо уменьшает затраты труда на единицу продукции и повышает показатель загрузки оборудования.

Токарные работы на станке с ЧПУ

При токарной отделке с ЧПУ станок делает практически все действия по заданной программе, а участие станочника-оператора требуется исключительно во время установки и снятии детали и проверке инструмента, а еще замере готового изделия (часто это выполняется автоматично). Большое уменьшение дополнительного времени в несколько раз увеличивает экономическую результативность механообработки. По этому все современное токарное оборудование с ЧПУ имеет в собственном составе:

• быстрозажимную оснастку для закрепления заготовки;
• револьверные головки с программным позиционированием;
• цифровые электрические приводы основного привода и всех осей перемещения;
• программно-управляемые подсобные устройства.

Определенные виды оборудования с автоматическим управлением могут иметь в собственном составе приводной инструмент, противошпиндели, фрезерные и шлифовальные шпиндели, а еще приспособления для автоматизированного замера деталей.

Данное оборудование тоже именуется «токарным», потому как в его основе лежит классическая расположение. Но в действительности это уже обрабатывающие центры широкого профиля.

Виды токарных станков с ЧПУ

Токарное оборудование с ЧПУ классифицируются по тем же критериям, что и станки с ручным управлением:

• ориентация направляющих;
• класс точности (пять типов);
• масса (4-ре типа);
• степень специализации (многофункциональные, специальные и специализированные).

Плюс к этому, есть технологическая классификация токарных станков с числовым программным управлением, которая основана на компоновке узлов и агрегатов. В данном случае выделяют пять ключевых групп:

1. Горизонтальные токарно-револьверные. Очень популярная группа оборудования с программным управлением. Выпускаются в большом количестве типоразмеров и модификаций.
2. Токарно-лобовые станки с программным обеспечением. Не имеют задней бабки, а размер планшайбы достигает нескольких метров. Используются во время работы с крупноразмерными изделиями типа обечаек.
3. Токарно-карусельные. Планшайба расположена в горизонтальном положении, а ее размер достигает 10-12 метров. Установки с планшайбой более 2-х метров, в основном, имеют два вертикальных суппорта.
4. Многошпиндельные. Во время работы с заготовками применяется шпиндельный блок, который состоит из нескольких (в большинстве случаев 4-6) одновременно крутящихся шпинделей, и такое же кол-во недвигающихся суппортов с различными резцами. Поворотом блока каждая заготовка подводится к следующему суппорту и аналогичным образом за один оборот на ней делается четыре-шесть разных видов резания.
5. Токарно-фрезерные обрабатывающие центры. Универсальное оборудование, способное исполнять за одну установку детали весь спектр операций по механообработке.

Отдельная группа в составе токарного оборудования — это маленьких станки, которые применяются в профессионально-технических учебных заведениях, маленьких мастерских, лабораториях и домашними мастерами.

Мини станок для токарных работ ЧПУ по металлу как правило выполняет все те же операции, что и промышленные установки, но исключительно с меньшими по размерам деталями. В большинстве случаев они оборудованы системой CNC с обычным языком программирования G-code, которая управляет перемещением суппорта, а еще оборотами основного и дополнительного привода. Настольный станок для токарных работ с программным обеспечением может снабжаться сменной фрезерно-сверлильной головкой, что существенно расширяет сферу его предназначения.

Программирование токарного оборудования

Система ЧПУ токарного станка управляет обработкой детали в согласии с программой, составленной технологом-программистом. Данные программы пишутся на языке G-code (стандарт RS274), разработанном конкретно для установок, управляемых при помощи числового программного управления.

Программа на G-code состоит из последовательных нумерованных блоков, именуемых кадрами. Каждый такой блок имеет набор команд, на основе которых происходит элементарное технологическое действие, к примеру, позиционирование резца в начальную точку или его движение с конкретной подачей и оборотами вглубь металла. Перемещение кромки резки по заданной программе изготавливается в инкрементной системе координат. Это значит, что координаты каждой следующей точки указываются в виде приращения к координатам предыдущей позиции инструмента. И только выход на начальное положение задается в начале программы в полных координатах.

Программирование станков с числовым программным управлением

Язык G-code в себя включает две группы: G-команды и M-команды.

Первая группа — это предварительные команды, которые задают:

• систему координат и плоскость для работы;
• точку начала координат;
• вид движения (ускоренное, рабочее);
• вид пути движения (линейное, круговое);
• координаты позиционирования;
• значение подачи и оборотов шпинделя;
• переход к высверливанию и нарезанию резьбы;
• значение корректировки инструмента (по радиусу и по длине).

Группа M-команд — это подсобные команды. Они управляют электромеханическими и гидравлическими устройствами, а еще сделают служебные функции в середине программы. Очень часто используют следующие M-команды:

• включение шпинделя и задание ему направления вращения;
• остановка вращения шпинделя;
• автоматическая смена инструмента (поворот инструментальной головки);
• ручная смена инструмента;
• выключение и включение подачи СОЖ.

Принцип числового программного управления токарным станком

В отличии от фрезеровочных, в токарных станках крутится не инструмент, а заготовка. По этому программирование для их систем CNC имеет определенные свойства. Во-первых, перемещение в радиальном направлении задается по оси X, а в продольном — по оси Z. Второе, при создании программ ЧПУ параметры задаются в миллиметрах на оборот, а не в миллиметрах в секунду, как при операциях фрезеровки.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.