Станки с ЧПУ: классификация, основные узлы.

Современный технологический прогресс позволил усовершенствовать металлообрабатывающую отрасль, а также уменьшить риски для человека при работе с металлом. Использование числового программного управления на станках по обработке металла, дает возможность изготавливать детали в соответствии к заданным размерам. Кроме того, эта система уменьшает количество брака в готовом изделии, а также дает хорошее качество на выходе.

Устройство станка с ЧПУ и его основные узлы представляют собой металлообрабатывающий станок, на котором установлено числовое программное управление, с помощью которого минимизируется вмешательство человека в работу машины при изготовлении детали.

Станки с ЧПУ оснащаются направляющими качения, обеспечивающими высокую точность перемещений исполнительных механизмов, а также беззазорными механическими передачами.
Точность перемещения рабочих органов в большой степени зависит от точности срабатывания по времени механизмов останова: электромагнитных муфт, электродвигателей, тормозных устройств. Для уменьшения времени торможения и пуска конструкторы стремятся уменьшить маховые массы вращающихся деталей и электромеханическую постоянную времени привода

Дискретность (цена импульса) это перемещение механизма, соответствующее одному импульсу управляющей программы. Дискретность перемещения определяет значение ошибки, обусловленной представлением траектории движения в цифровой форме. Чтобы снизить эту погрешность, целесообразно уменьшить дискретность. Однако это приводит к увеличению управляющей частоты для обеспечения требуемой скорости перемещения. При возрастании частоты усложняются УЧПУ, привод подач и измерительные преобразователи обратной связи. Кроме того, снижение дискретности не везде является оправданным, так как система станок - деталь может вносить существенно большие погрешности. Исходя из требований точности и производительности в станках фрезерной и сверлильной групп в большинстве случаев принимается дискретность 10 мкм, для многоцелевых, координатно-расточных, шлифовальных, электроэрозионных вырезных станков 0,5—1 мкм. В токарных и фрезерных станках повышенной точности дискретность не должна превышать 1 мкм.

Виды и классификация станков с ЧПУ

Существует большое количество агрегатов с ЧПУ, которым отделена определенная роль.

Функции и характер работ

Станки делятся на виды согласно своим функциям и характера работ:

• Токарные. Предназначены для обработки заготовок, путем вращения и резания металла;
• Фрезерные станки. Используются для обработки плоских и фасонных поверхностей, деревянных, металлических, а также иных заготовок;
• Сверлильные. Служит для сверления глухих и сквозных отверстий в цельном изделии, закручивании или раскручивания и так далее;
• Шлифовальные. Используют для шлифовки изделия;
• Другие.

Классификация механических устройств с числовым программным управлением происходит в зависимости от их качеств и характеристик, различие которых довольно существенно.

Масса

Исходя из массы, станок с ЧПУ может быть:

• Легкий (вес до 1 т);
• Средний (вес до 10т);
• Тяжелый (вес до 100т);
• Уникабельный (вес более 100т).

Степень точности

Агрегаты с числовым программным управлением обладают высокой жесткостью и точностью, что дает возможность обеспечить высокое качество обработки изделия. По степени точности металлообрабатывающие машины делятся:

• Н – нормальной точности;
• П – повышенной точности;
• В – высокой точности;
• А – особо высокой точности;
• С – особо точные (мастер — станки).

Уровень универсальности

Область применения устройств, на которых применяется числовое программное управление довольно обширна. Они используются для изготовления, как единичных изделий, так и массового производства. Исходя из этого, можно выделить еще одну категорию классификации по уровню универсальности машины:

• Универсальные. Они используются для изготовления небольших партий деталей или одной единицы продукта, имеют широкое распространение на небольших предприятиях;
• Специализированные. Этот вид станков используют на специализированных предприятиях, так как они изготавливают детали одного типа большими партиями;
• Специальные. Эти станки производят одну деталь, как правило, используют для массового производства.

Расположение шпинделя

Еще одной важной особенностью, по которой можно классифицировать металлообрабатывающие устройства – это расположение шпинделя. Оно бывает:

• Горизонтальное;
• Вертикальное;
• Наклонное;
• Комбинированное.

Приведенная классификация не является исчерпывающей, приборы классифицируют еще по типоразмерам, назначением, но представленное описание даст вам оптимальное представление о разновидностях станков с чпу.

      Вид устройства ЧПУ обозначается индексами, входящими в наименование модели станка: Ф1- станки с цифровой индикацией, Ф2- станки с позиционными и прямоугольными системами координат, Ф3- станки с контурными и криволинейными системами управления, Ф4- станки с универсальной системой управления для позиционно-контурной обработки, Ц- станки с цикловым программным управлением.

 

 

Основные узлы станков с ЧПУ

Вся конструкция оборудования в основном состоит из узлов, задача которых выполнять положенную на них определенную функцию. В зависимости от ее вида возможно наличие дополнительных узлов, что обеспечивает индивидуальные особенности агрегата. На примере токарного станка, рассмотрим, какими основными узлами обладают машины с ЧПУ. Основной задачей токарных станков является обработка заготовок, путем вращения и резания металла.

Среди основных узлов токарного станка с ЧПУ выделяют:

1. Основание.
2. Станина.
3. Шпиндельная бабка.
4. Резцовая головка автомат.
5. Приводы передач.
6. Задняя бабка.
7. Датчик нарезания резьбы.
8. Панель управления.

Узлы токарного станка.

•      Основание. Представляет собой литую прямоугольную форму, которая в паре с сатиной обеспечивает крепкую конструкцию и виброустойчивость;

•      Сатина. Выступает главной деталью токарного станка. Она соединяет остальные узлы и механизмы устройства. Состоит из двух стенок, соединение между которыми осуществляется благодаря поперечным элементам, обеспечивающих жесткость и крепость. На сатину крепятся бабка, коробка передач, а также специальные направляющие, которые в зависимости от вида металлообрабатывающего устройства, перемещают заднюю бабку и суппорт с фартуком;

•      Шпиндельная бабка. В ней находится шпиндельный подшипниковый узел, который фиксирует и вращает установленную заготовку;

•      Резцовая головка автомат. Последовательно устанавливает режущие инструменты в рабочее положение;

•      Приводы подач (главного движения, продольной и поперечной подачи). Электромоторы преобразующие вращательное перемещению ротора в линейное движение узлов с помощью шарико-винтовых пар;

•      Задняя бабка. Ее задача, удерживать в центрах обрабатываемой заготовки;

•      Датчик нарезания резьбы. Специальный датчик, установлен на шпиндельной бабке. Он предназначен для нарезания резьбы;

•      Панель управления. В токарный станок встроено несколько панелей, для комфортной работы и контролирования процесса изготовления деталей. Они размещены как в рабочей зоне, так и иных системах ЧПУ.