Токарный станок с ЧПУ для обработки чугуна

Виды токарных станков с ЧПУ

Все виды токарных станков с ЧПУ подразделяются на три большие группы:

1. Карусельные

Предназначены для растачивания, точения цилиндрических и конических поверхностей, для подрезания торцов и проделывания канавок. Подходят для обработки деталей большого диаметра и малой высоты. Заготовка в карусельных станках устанавливается на планшайбу, которая имеет вертикальную ось. На стойках устанавливается суппорт с режущим инструментом.

2. Токарно-винторезные

Самый распространенный вид оборудования. Подходят для единичного и мелкосерийного производства. При наличие системы ЧПУ возможна и массовая обработка заготовок.

3. Полуавтоматические и автоматические

Предназначены для производства изделий сложной формы. В конструкции может использоваться как один или несколько резцов, обрабатывающих изделие по ранее заложенному алгоритму. Автоматическое оборудование наиболее подходит для массового производства деталей небольшого размера.

Устройство токарного станка

Вне зависимости от модели токарного станка и уровня его функциональности, оборудование включает в себя типовые конструктивные элементы, определяющие технические возможности данного устройства. Конструкция любого токарного станка включает в себя переднюю и заднюю бабку, суппорт, фартук устройства, коробку для изменения скоростей, коробку подач, шпиндель оборудования и приводной электрический двигатель.

Конструктивные преимущества станков с ЧПУ

Повышенная точность обработки изделий на токарном оборудовании с программным управлением выполняется с помощью таких конструктивных преимуществ, как:

• Почти нет зазоров в передаточных приводных устройствах;

   

• Длина кинематических цепей станка и число формирующих их механических передач являются минимальными

   

   

• Узлы, несущие составляющие и механизмы имеют повышенную жесткость;

   

• В конструкции агрегатов предусмотрены специальные датчики обратной связи;

   

• До начала обработки узлы разогреваются специальными системами, это делает риск появления тепловых деформаций во время резания минимальным;

   

• Станки отличаются повышенной устойчивостью к вибрационным нагрузкам во время обработки/

   

Токарные единицы с ЧПУ имеют высокую степень автоматизации. Отрабатывается не только геометрическая информация по осям X и Z, а также различные технологические указания.

Направляющие и несущие элементы оборудования

Направляющие металлорежущего станка имеют небольшое трение и высокую износостойкость. Из-за этого снижается рассогласование в следящей системе, механизмы перемещаются очень точно. Направляющие с элементами качения (роликами) выполнены так, чтобы при сильном нагреве из-за работы на высоких скоростях коэффициент трения в них не менялся. Для направляющих качения применяют прямоугольные, треугольные, трапециевидные и т. д исходные профили, такие же применяют и для направляющих скольжения.

Направляющие долговечны и имеют повышенную жесткость, которая осуществляется за счёт натяга, выполняемого предварительно специальными регулирующими механизмами. Направляющие в станке токарной группы с ЧПУ могут быть установлены под углом, а также горизонтально или вертикально. По этому признаку модели станков относят к разным категориям. Несущие элементы токарных агрегатов с ЧПУ изготавливают сваркой или литьём в коробчатой форме с необходимыми ребрами, расположенными внутри в длину или ширину, для обеспечения высокой жесткости. Раньше направляющие производили только из стали и чугуна, сейчас же изготовители зарубежных стран выполняют салазки и колонны из бетона с дополнением ненатурального гранита или полимеров. Это дает несущим элементам большую устойчивость к нагрузкам от вибраций и повышенную жесткость.

Особенности шпиндельного узла станка

Шпиндельный узел в значительной степени определяет качество обработки детали. Подвергающийся серьёзным нагрузкам при работе шпиндель - важнейший элемент любых металлообрабатывающих единиц, в том числе и токарных станков. Шпиндельные узлы выполняют жёсткими, точными, с повышенной износостойкостью шеек, поверхностей посадки и базы. Из-за встроенных в шпиндель устройств авто- зажима и разжима инструмента, индикаторов адаптивного контроля над процессом изготовления и автоматической диагностики шпиндель токарного станка с ЧПУ усложнен. Шпиндель вращается точно благодаря высокой точности изготовления опорных подшипников, к ним предъявляют особые требования по степени износостойкости.  Шпиндель может быть закреплен вертикально или горизонтально.

Приводы станка

В приводах главного движения станков с ПУневысокой мощности применяются электродвигатели постоянного тока, а значительной – переменного с бесступенчатым регулированием, автоматически переключаемых переборных коробок и клиноременных передач. В нашей стране используются токарные станки с электродвигателями асинхронными с 4 полюсами. Они исправно работают даже при наличии вокруг частиц масла и пыльной стружки металла. Также они хорошо переносят критические перегрузки. В приводах увеличен верхний предел диапазона частот вращения, а также увеличена мощность привода для инструмента с минералокерамической и твердосплавной пластинами. В шпиндельных механизмах устанавливаются только прецизионные подшипники для повышения точности.

Приводной механизм токарного станка D250х550 СNС

Привод механизма подач оснащён электродвигателем обычно асинхронного типа с датчиками обратной связи, магнитами и элементами тормоза. Реже используют электрогидравлические шаговые двигатели со скоростью ускоренных перемещений 5-10 м/мин.

Управляют асинхронным двигателем с помощью частотного преобразователя, собранного на микропроцессорах - программатора с цифровым или графическим экраном.

Управляющая панель токарного агрегата Trens

Токарные станки с ЧПУ всегда оснащены загрузочными механизмами, механизмами для зажима заготовок, смазывающими устройствами, устройствами для сборки стружки и механизмами для быстрой смены инструмента. Эти устройства отличаются долговечностью работы и производительностью выше, чем у тех, что используются на обычных станках.

Особенности обработки чугунных деталей

Детали из чугуна способны выдерживать большие нагрузки, поэтому их популярность растет, однако обработка этого материала точением обладает некоторыми трудностями. Операции осуществляются в несколько проходов. Если нужно снять большую часть объёма заготовки, то обычно используют чугунные отливки. На токарных станках с ЧПУ работа происходит с помощью прутков разного сечения из легированного серого чугуна. Для обработки заготовок используют сверхтвердый инструмент, лучше с покрытием, чтобы избежать абразивного износа. Часто можно не применять СОЖ при обработке. Припусках на отливках должен быть равномерным

Правила при работе с чугуном: 

• Использовать пластины со специальным покрытием для отвода тепла при изготовлении деталей в больших объемах. Размер заготовки может измениться при температурных расширениях. Для черновых операций следует использовать резание эльбором.

   

   

• Осуществлять отсос пыли и стружки воздушным инжектором или промышленным пылесосом.

   

• Обдирку чугунных отливок плоть до чистого металла осуществлять за один проход, так как резец должен оставаться в пределах литейной корки.

   

• Использовать пластины устойчивые к износу и имеющие низкий уровень хрупкости, чтобы песок и другие включения, характерные для чугунных сплавов, не портили инструмент.

Плохое качество обработки поверхности возникает из-за неправильного выбора пластины и режимов резания. При обработке деталей из чугуна следует уделять этому особое внимание.

Типичные представители станков

• Токарно-винторезный станок модели MK6713C5. Относится к патронному оборудованию высокой точности. В его конструкции стоит отметить шпиндель крестообразной формы и суппорт, в держателе которого есть возможность сразу фиксировать до шести инструментов.

   

   

• Токарный станок с ЧПУ модели 16A20ФЗ. Популярный агрегат, активно использующийся в России. Системой программного управления станка является электроника HЦ- 31 или 2P- 22. На станке установлен трехскоростной шпиндельный узел, асинхронный двигатель с регулирующей частотой, а также автоматическая головка.

Токарный станок 16A20ФЗ

• TRENS SBL300 CNC — токарная обрабатывающая единица с ЧПУ с двумя шпинделями зарубежного производителя. Также является популярным на российском рынке. Станок обладает широким функционалом. На нем можно обрабатывать фрезами, изготавливать детали особой конфигурации. Программное управление агрегата жестко привязано системой координат к геометрии режущего инструмента, что позволяет не осуществлять четкое ориентирование инструмента к детали, находящейся в обработке.

   

• Также типичными представителями металлообрабатывающих единиц с ЧПУ являются токарный станок с ЧПУ GF - 42, токарный станок с ЧПУ DМT СKУ6136Z, токарный станок с ЧПУ Flаsh SL280, токарный станок TN500 с ЧПУ Siеmеns 808D, токарный станок с ЧПУ JЕT JSК-1420 CNC SIEMENS 808DA, токарный станок с ЧПУ HAАS TL-1-E.