Токарно-фрезерные работы на ЧПУ станках

Как выбрать ЧПУ станок для токарно-фрезерной металлообработки?

Обрабатывающий центр ЧПУ — это предмет производственной необходимости. Поэтому нужно чётко понимать для каких целей предприятие инвестирует покупку высокотехнологического оборудования.

Особенности ЧПУ станка

Понятие станка с ЧПУ подразумевает такой спектр технических решений:

  • вертикальный фрезерный;
  • горизонтальный фрезерный;
  • фрезерные со сменными столами;
  • горизонтальный токарный;
  • вертикальный токарный;
  • многофункциональные центры и т.д.

В станках с ЧПУ один или больше шпинделей, не одна рабочая зона, варианты силовых, габаритных характеристик. Это, не говоря уже об опциональной «начинке», которая разрешает автоматизировать обрабатывающий центр с ЧПУ.

Определение технологической задачи ЧПУ станка

Для начала перед выбором и покупкой станка с ЧПУ определяемся с технологической задачей. Какая обработка металла нужна — токарная или фрезерная.

Понятно, что самым лучше будет универсальное решение. Но понимание того, что универсальных решений нет несмотря на то, что некоторые фрезерные центры оснащены токарными функциями, а токарные центры — фрезерными.

Как правило, в токарных центрах фрезерные функции ограничены, соответственно в фрезерных центрах токарные функции далеко не соответствуют требованиям к полноценной «токарке». Причина таких ограничений габариты обрабатываемой детали и силовые параметры обработки.

Что такое система ЧПУ?

ЧПУ — это программно-силовой комплекс управления обрабатывающим центром, включающим в себя программно-графическую часть управления приводами, также непосредственно силовую часть, то есть двигателя.

FANUC Manual Guide i

Например: если центр управляется системой Fanuc, то это значит, что в комплекте станка не только пульт управления Fanuc (как в народе говорят – стойка), но и драйвера, способ передачи информации и двигателя этой же марки.

Программы управления:

  • Fanuc;
  • Siemens;
  • Hendenhain;
  • Mitsubishi;
  • Fagor;
  • LNC;
  • OSAI и т.д.

По поводу того, что лучше, много споров и дискуссий. Поэтому нельзя однозначно говорить о преимуществах программного продукта.

Например, если поверхностно сравнивать две популярные программы управления Fanuc и Siemens, то вкратце скажем так: Fanuc проще и надёжней, в то время как Siemens лучше по силовым характеристикам и уровню автоматизации. Но время не стоит на месте, и сравнение последних моделей этих производителей однозначно вызывают трудности.

Каждая программа управления отличается меню, управлением, интерфейсом и набором G-кодов. Поэтому для качества и производительности рабочего процесса наша компания предоставляет обучающую программу для операторов-наладчиков.

Промышленные предприятия стараются оснащать станочный парк программой управления одной марки для универсального применения умений и навыков наладчиков на предприятии.

Факторы при выборе станка с ЧПУ

Масса станка — это очевидный фактор при подборе.

Масса станка

В центрах ЧПУ скорость перемещений рабочих органов до 48 м/мин с ускорениями до 0.8-1.5G. При этом процесс обработки характерен резкими разгонами и остановками движения со сменой траектории.

Посторонний эффект такого процесса — удары, вибрации, что влияет на качество обработки детали.

Что бы избежать потери качества детали при проектировании станков применяется метод конечных элементов. Это помогает конструкторам оптимизировать станину, которая непосредственно принимает на себя нивелирование посторонних эффектов при обработке.

Количества осей обработки, возможные комбинации

При планировании технологического процесса обратим внимание на 3-х, 4-х и 5-и осевые фрезерные обрабатывающие центры, а также комбинации 3+2 и 4+1.

3-х осевая обработка — это перемещение рабочих органов в трёх плоскостях X, Y, Z. Но, если к этой комбинации добавить ещё вращение стола или шпинделя в двух осях, то деталь обрабатывается с пяти сторон за одну установку, что сокращает производственные расходы.

Оси токарно-фрезерной металлообработки

При обработке 3+2, 4+1, то такие комбинации называются четырёх- или пятисторонней обработкой.

В сравнении с четырёх-, пяти- осевой обработки, при которой происходит одновременная интерполяция перемещений по осях (обработка сложных деталей), то четырёх-, пятисторонняя задает положение детали относительно 4-й, 5-й оси. Это стоит дешевле, чем полноценная 4-х, 5-и осевая — такое решение подойдёт при обработке корпусных деталей.

Если говорить о токарных центрах с ЧПУ, то тут присутствует другая специфика.

Классический процесс токарной обработки происходит в двух осях: Z, X.

Этого хватит, чтобы обработать деталь — тело вращения. Но современные технологические решения укомплектованы фрезерной функцией с дополнительной осью Y и дополнительной осью С, то есть позиционирование шпинделя.

При такой комбинации получаем 4-х осевую токарно-фрезерную обработку тела вращения с обработкой шпоночных, шлицевых пазов, канавок, гравировки и т.д.

Если этого недостаточно, то в таком случае центр комплектуется ещё одним шпинделем (провошпинделем), тогда появляется дополнительно ещё 4-и схожих оси к главному шпинделю.

Такое конструктивное решение обрабатывает деталь с обеих сторон за одну установку путём передачи детали главного шпинделя к противошпинделю.

Если к такой комплектации добавить силовой фрезерный шпиндель (как в народе говорят – голову), то получаем многоцелевой токарно-фрезерный обрабатывающий центр.

Ещё один критерий обрабатывающих центров с ЧПУ — точность.

После полной сборки станка с ЧПУ производиться ряд тестов для гарантии и точности.

Главные показатели параметра:

  • точность позиционирования;
  • точность повторяемость по осях.

Производители современного оборудования стараются придерживаться значений 0.01мм позиционирования, 0.007мм повторяемости по осях.

Для улучшения этих показателей станки комплектуются оптическими линейками.

Таким образом улучшиться точность позиционирования 0.006мм, точность повторяемости по осях 0.004мм.

Заключение

Подбор обрабатывающего центра непростая комплексная задача, так как описанные выше критерии — это часть параметров подбора и расчета оборудования.

Обратите внимание, что наличие чертежа поможет решить насущную задачу.

Сформируйте задачу. Чёткость поставленной задачи влияет на результативность и целесообразность инвестирования в материальную базу современного металлообрабатывающего предприятия.

Автор: Олег Радецкий
Эксперт категории: «Обрабатывающие центры ЧПУ»

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *