Пятница, 02 Ноябрь 2018 11:00

Токарный станок с ЧПУ по металлу

Автор 
Оцените материал
(2 голосов)

Преимущество станков с ЧПУ – возможность автоматизации производства. Функция рабочего (оператора), обслуживающего станок с ЧПУ, заключается в загрузке-выгрузке детали и нажатии кнопки для выполнения следующего автоматического цикла обработки заготовки. Станки с ЧПУ могут работать практически автономно, выпуская продукцию с неизменно высоким качеством. Это позволяет ввести многостаночное обслуживание металлорежущего оборудования, когда один оператор производит продукцию на двух и более станках одновременно. Станки с ЧПУ позволяют производить продукцию в круглосуточном режиме и обеспечивать функционирование автоматических цехов и заводов.

 

 

Конкурентоспособность

 

Конкурентоспособность токарных станков обеспечивается:

техническими инновациями на основе конфигурирования (комбинирования) технологических решений, конструктивной модульности узлов и цифровых технологий управления;

 

  • простотой конструкций при низкой цене;

  • уникальными габаритно-массовыми и рабочими характеристиками.

     

Преимущества токарных систем с ЧПУ:

 

  • кратчайшее вспомогательное время за счет параллельной по времени загрузки заготовок и выгрузки готовых деталей;

  • малая производственная площадь за счет компактной компоновки станка;

малые затраты на средства автоматизации и периферийное оборудование (накопители заготовок и готовых деталей являются составными элементами, интегрированными в конструкцию станка);

  • минимальное ручное вмешательство в работу станка (задняя бабка и люнеты перемещаются системой ЧПУ, оператору обеспечен непосредственный доступ к револьверной головке);

  • энергосбережение за счет очень высокой производительности и низком уровне потребления энергии в пересчете на деталь.

 

Основные тенденции и перспективы развития вида станков

 

Повышение производительности и точности

Станок с ЧПУ дает увеличение производительности, но лишь в случаях, когда весь производственный цикл построен с учетом применения подобного оборудования. Использование одиночных устройств, при отсутствии системы автоматизации в целом, далеко не всегда бывает оправдано.

Если с одного поста обработки на другой изделия приходится перетаскивать и устанавливать вручную, а в технологической линейке вперемешку присутствуют обычные станки и устройства с ЧПУ, то их достоинства окажутся бесполезны.

Уменьшение числа рабочих мест. Раньше оборудование с ЧПУ приходилось периодически налаживать и перенастраивать, и существовала специальная должность наладчика.

В современных станках применяются системы самодиагностики и автоматической настройки, делающие вмешательство человека необязательным.

 

 

Создание гибких и переналаживаемых комплексов и производств

 

Применение гибких и переналаживаемых комплексов и производств в механообработке показывает, что по сравнению с традиционным оборудованием они позволяют снизить следующие показатели:

  • число единиц технологического оборудования - на 50-70%;

  • число обслуживающего персонала максимально - на 80%;

  • удельные расходы на зарплату рабочих, отнесенные к одной детали на 20%;

  • производственные площади - на 60%;

  • производственные расходы - на 55%;

  • накладные расходы и расходы на вспомогательные работы - на 87%.



Модульный принцип конструирования

 

Модульный принцип проектирования токарных станков наиболее полно отвечает требованиям решения конкретной технологической задачи.

Увеличивается надежность работы станка за счет входящих в нее отработанных модулей и наибольшего соответствия данной конструкции модулей выполняемой задаче.

Модульное проектирование позволяет создавать новое высокопроизводительное оборудование.

 

Привода главного движения в станке

 

При ступенчатом регулировании применяются автоматические коробки скоростей в сочетании с одно или многоскоростными нерегулируемыми электродвигателями. Такой привод имеет высокий КПД, обеспечивает передачу больших крутящих моментов при сравнительно небольших габаритах и применяется в токарных станках с ЧПУ.

Бесступенчатое регулирование частот вращения осуществляется двигателями постоянного тока с тиристорным управлением. Такие двигатели в сочетании с упрощенными двух-трехступенчатыми коробками скоростей наиболее распространены в приводах главного движения станков с ЧПУ. Преимущество такого привода: простота конструкции и легкость управления.

 

Направляющие станка

 

В зависимости от траектории движения узлов подразделяются на: направляющие прямолинейного и кругового движения.

Они бывают нескольких видов: качения, направляющие скольжения и комбинированные

По форме поперечного сечения: ласточкин хвост (трапециевидные), прямоугольные, круглые и др.

 

Шпиндельные узлы станка

 

Шпиндель предназначен для крепления заготовки. Оказывает существенное влияние на точность, производительность и надежность всего станка.

 

Шпиндельные узлы станков в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями должны обеспечить следующее:

 

  • Передачу на заготовку расчетных режимов для заданных технологических решений;

  • Точность вращения;

  • Жесткость;

  • Высокие динамические качества, определяющиеся амплитудой колебаний переднего конца шпинделя и частотой собственных колебаний;

  • Минимальные тепловыделения и температурные деформации шпиндельного узла, так как они влияют, на точность обработки и на работоспособность опор;

  • Долговечность шпиндельных узлов, зависящая от долговечности опор шпинделя, которая в свою очередь во многом зависит от эффективности системы смазывания, уплотнений, частоты вращения, величины предварительного натяга в подшипниках качения;

  • Быстрое и точное закрепление обрабатываемой детали в шпинделе станка;

  • Минимальные затраты на изготовление, сборку и эксплуатацию шпиндельного узла.

 

Шпиндели станков с ЧПУ и многоцелевых станков, для которых требуется повышенная износостойкость поверхностей, используемых для центрирования и автоматического закрепления инструментов или приспособлений, изготовляют из сталей 20Х, 18ХГТ, 12ХНЗА с цементацией и закалкой до твердости 56…60 HRCэ.

 

Опоры шпиндельных узлов

 

В качестве опор шпинделей наиболее широко применяют подшипники качения. Для уменьшения влияния зазоров и повышения жесткости опор подшипники обычно устанавливаются с предварительным натягом или увеличивают число тел качения.

Для восприятия радиальных нагрузок широко применяют двухрядные подшипники типа 3182100 с цилиндрическими роликами.

 

 

Подшипник качения

Рис. 1 Подшипники качения для шпинделей станков

а – радиальный подшипник; б – радиальный – упорный подшипник

в – роликоподшипник с регулируемой величиной натяга

 

Опоры скольжения применяют в шпиндельных узлах тех станков, где подшипники качения не могут обеспечить требуемой точности и долговечной работы. В качестве таких опор используют в зависимости от свойств гидродинамические и гидростатические подшипники, а также подшипники с газовой смазкой.

 

 

Привода подач станка

 

В современных станках с ЧПУ применяются различные структурные схемы приводов подач. Схема с жесткой связью электродвигателя ходового винта изображена на рис. 2

 

 

 Схема привода

Рис.2 Схема привода:

1 - электродвигатель; 2 – муфта; 3 −передача винт-гайка качения; 4 – винт

 

Схема с одноступенчатым редуктором и выборкой зазора в зубчатом зацеплении рассмотрена на рис. 3

 

 Схема привода с редуктором

Рис.3 Схема привода с редуктором:

1 − электродвигатель; 2 − зубчатая передача; 3 − винтовая передача

Схема с применением беззазорной червячной и реечной передач изображена на рис.4

 

Привод с червячной парой

Рис.4 Схема привода с червячной и реечной передачами:

1 − электродвигатель; 2 − червячная передача; 3 − реечная передача

 

 

Несущая система станка

 

Токарный станок может достичь высокой точности за счет того, что в конструкцию данного станка заложены конструктивные особенности. Например, в приводе передачи подобных станков почти нет зазоров и очень жесткие несущие элементы, все механизмы и узлы.

Кинематическая цепь создана с минимальной длиной.
Механические передачи построены так же. 
В конструкции есть специальные сигнализирующие устройства, обеспечивающие обратную связь, они очень стойкие к вибрации и разным нагрузкам. Специальные системы ещё до работы разогревают гидравлические узлы, а также другие детали (например, направляющие, шпиндель), в результате чего снижаются тепловые деформации.

Чтобы у несущих элементов присутствовала очень высокая жесткость, необходимая в работе, их делают похожими на коробочки и там обязательно должны быть поперечные и продольные внутренние ребра.
Для того чтобы их изготовить применяют литьё а также сварку. Когда-то давно для их изготовления применяли чугун. А в наши дни, сейчас почти все производители делают и колонны и станины, а также салазки-спецприспособления из такого материала как бетон, только с добавкой полимеров, или из искусственного гранита, это повышает прочность и жесткость, а также устойчивость к вибрации.

 

 

Типичные представители

 

 

Токарный станок с ЧПУ OKUMA Genos L 300-М

 

Токарный станок с ЧПУ

Это многозадачный станок для высокопроизводительной обработки деталей типа тел вращения. Он сочетает в себе все возможности для достижения высокого качества обработки и простоту использования с огромным разнообразием комплектаций для выполнения различных операций – от обработки деталей, зажимаемых в патроне, до обработки сложных деталей из прутка.

 

Функциональные возможности

 

Максимальный диаметр обработки над станиной - 450 мм .

Максимальный диаметр обработки - 200 мм.

Максимальная длина обработки - 225 мм.

Диаметр над кареткой -300 мм.

Шпиндель

Скорость шпинделя - 75 - 3000 мин-¹.

Диапазоны скоростей - бесступенчато регулируемые

Диаметр отверстия шпинделя - 66 мм.

Диаметр переднего подшипника - 100 мм

 

Заключение

 

Появление станков с ЧПУ дало новый толчок в интенсивном развитии науки технология машиностроения. Появляются новые потребности и задачи, решение которых без технологии машиностроения и других наук в комплексе не возможно.

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Нет исполнителя
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2018
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Рассказать подробней про тему проекта
Прочитано 45 раз Последнее изменение Пятница, 02 Ноябрь 2018 11:26
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии