Четверг, 15 Ноябрь 2018 08:45

Вертикальный обрабатывающий центр по алюминию

Автор 
Оцените материал
(2 голосов)

Одно из самых важных преимуществ станков оснащенных числовым программным управлением –  это возможность высокой автоматизации производства. Функция оператора, обслуживающего станок с ЧПУ, заключается в установке/снятии детали и нажатии кнопки для выполнения следующей программы (автоматического цикла обработки заготовки).

 

Станки с ЧПУ могут работать практически автономно, выпуская продукцию с высоким качеством и повторяемостью. Это позволяет ввести многостаночное обслуживание металлорежущего оборудования, когда один оператор производит продукцию на нескольких  станках одновременно. Станки с ЧПУ позволяют производить продукцию круглосуточно.

 

 

1. Технико-экономические показатели станка

 Рис.1 Общий вид VMC-960/1060/1260

Рис.1 Общий вид VMC-960/1060/1260

 

1.1 Степень автоматизации

 

Степень автоматизации – один из главных параметров станка. Высокий уровень автоматизации может быть очень экономически выгоден – затраты времени  на установку/снятие детали, замену инструмента и затраты времени на непосредственно ручное управление станком могут быть снижены очень серьезно. При полной автоматизации станок может работать без непосредственного участия человека, оператору остается только установить заготовки и инструмент в магазин и заменять инструмент по мере износа, измерение которого так же можно измерять без участия человека, и делать корректировку на износ перед обработкой, загружать заготовки и убирать готовые изделия.

 

 

1.2 Конкурентоспособность

 

Два года назад упор делался на высокоскоростные 5-координатные станки с линейными приводами и сложными системами спутников. Фактически 5-координатная обработка была внедрена на предприятиях для производства штампов и пресс-форм, а также в аэрокосмической промышленности (высокоскоростное резание). Линейные приводы можно увидеть в основном на выставках и презентациях. Сложные системы спутников используются на подрядных предприятиях в автомобильной промышленности. Сегодня вошли в моду технологии обработки детали с одной установки. Многие из этих достижений помогут прозорливому заказчику стать более конкурентоспособным при условии правильного использования станка.

 

Будущее за такими технологиями, как измерение в процессе обработки или открытые системы управления. Последние позволяют осуществлять строгий контроль над производством за счет активных связей с компьютерными сетями, а в последнее время путем мониторинга производства на цеховом уровне.

 

1.3. Основные тенденции и перспективы развития

 

Основные тенденции развития станочного оборудования едины для всех видом станков – увеличение производительности. Но вот как именно увеличить производительность сложный вопрос.

 

Наиболее важные тенденции развития современных станков:

 

1)    Расширение номенклатуры оборудования для комплексной обработки на одном станке все более сложных деталей

 

2)    Объединение различных технологий снятия припуска

 

3)    Для повышения производительности и точности по сравнению с традиционными технологиями на базе резания, намечается тенденция дальнейшего объединения или согласования между собой термической, химической или электрохимической обработок. Разработаны станки, в которых сочетается лазерная обработка и механическое фрезерование.

 

4)    Увеличиваются скорости быстрых перемещений. За последние 5 лет скорости быстрых перемещений в европейских обрабатывающих центрах достигли более 100 м/мин.

 

5)    Уменьшение времени смены инструментов.

 

6)    Выпуск экологически безвредных станков (рабочая зона освобождается от вредных выбросов таких, как масло/охлаждающая жидкость, масляный туман, пыль, стружка, запахи, шумы, вибрации и электромагнитные волны). На станках делают кабинетную защиту.

 

7)    Характерно возрастание мощности и уменьшение размеров станков; механика станков упрощается и резко возрастает доля электронных устройств.

 

 

2.Выбор технических характеристик станка

 

Выбор характеристик станка – важное и сложное дело. Никогда не хочется ошибиться при дорогостоящей покупке. Выбор станка основывается в большей мере на двух факторах – технических и экономических, и в меньшей степени на таких факторах как репутация фирмы-изготовителя, отзывы покупателей, собственный опыт использования и прочих.

Первоначально нужно понять стоит ли покупать именно новое оборудование или можно модернизировать уже приобретенное. После этого необходимо определиться с номенклатурой и объемом производства. Можно приобрести как достаточно универсальное оборудование, которое пригодно для частой смены изготавливаемого изделия, но будет дороже того, которое будет «заточено» под какую-то одну операцию (например:  универсальный фрезерный и сверлильный станки). Далее идут технические характеристики и стоимость.

 

Скорость.

Рассматривая вертикальный обрабатывающий центр по алюминию в расчет следует взять особенности обрабатываемого материала – алюминий мягкий металл, а значит нам не нужен станок с высокими моментами, а нужен с высоким числом оборотов. Скорость шпинделя определяется рядом факторов, одним из которых являются его опоры. У высокоскоростного шпинделя обычно устанавливают специальные керамические опоры с малым тепловыделением, но они менее жесткие, чем металлические, которые позволяют брать больший припуск.

 

Жесткость.

Масса станка является традиционным показателем его жесткости, чем она выше, тем сильнее гасятся колебания. Конструкция станка также является фактором, от которого зависит жесткость. Литые базовые части станка лучше гасят колебания, но менее прочные, чем базовые сварные части.

 

Направляющие.

Значительным фактором жесткости и точности являются его направляющие (качения, скольжения и пр.). Направляющие качения (шариковые или роликовые) более скоростные, но менее жесткие и, как правило, более восприимчивы к нагрузкам. Зачастую применяются направляющие качения по осям Х и Y, а по Z направляющие скольжения.

 

Система ПУ также важна.

Если на предприятии большая часть станков работает в системе Siemens, то будет неразумно покупать станок с другой системой ПУ, просто потому что работникам нужно будет какое-то время на привыкание к новой операционной системе, что так же ведет к потере денег.

Надежность. Зависит от многих факторов: как смонтирован станок; какой фундамент под станком; температура и влажность в цехе не должна превышать предельные значения; как тщательно будут проводиться технические мероприятия (контроль и осмотр станка, долив масла, наладка и пр.)

 

3.Приводы станка

 

У станков фрезерной группы главный привод обеспечивает вращение инструмента, все остальные – вспомогательные и обеспечивают подачу по осям, как линейную подачу, так и возможное вращение стола или вращение фрезерной головки.

Главный привод фрезерных станков оснащается асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с автоматическими коробками скоростей. Для получения высокой частоты вращения шпинделя фрезерных станков применяют регулируемый привод постоянного тока. При этом необходимая частота вращения задается многопозиционными переключателями тиристорного преобразователя. На фрезерных станках устанавливают также вспомогательные приводы с асинхронными двигателями для приведения в действие конвейера уборки стружки, гидростанции, насосов охлаждения и смазки, вентиляторов.

 

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.

  

4. Направляющие станка

 

Линейными направляющими фрезерного станка с ЧПУ называют опоры, на которых закреплён и вдоль которых возвратно-поступательно перемещается инструментальный портал. В целом, линейные направляющие аналогичны классическим подшипникам, но в отличие от них совершают не вращательное, а прямолинейное движение (что и отражено в названии). В технике линейные подшипники используются очень широко и являются составной частью большого числа машин и механизмов, в частности обрабатывающих станков.

Линейные направляющие современного станка с ЧПУ являются очень ответственным узлом, влияющим на скорость и точность обработки, затрачиваемую на техпроцесс мощность, а также долговечность станочного оборудования в целом.

 

Типы направляющих:

 

Рис.2 Профильная рельса

Рис.2 Профильная рельса

 

 

1. Профильные рельсы.

Удобны тем, что находящиеся в конструкции направляющих подшипники можно смазывать с помощью подключения к системе смазки. Обеспечивают высокую скорость и точность перемещения. Для высокоточных фрезерных станков, работающих на режимах резания близких к предельным значениям. Высокая стоимость в связи с высоким качеством конструкции.

 

2. Полированные валы. 

Максимальная длина таких направляющих составляет около одного метра, связано это с возможным провисанием вала, что крайне негативно влияет на точность перемещения.

 

Рис.3 Полированный вал

Рис.3 Полированный вал

 

3. Цилиндрические рельсы. 

Опираются на станину по всей длине. Однако каретки, установленные на такие направляющие, воспринимают нагрузки направленные в разные стороны не одинаково. Данный тип направляющих сохраняет качество перемещения только при невысоких нагрузках. Грузоподъемность такого рода направляющих невелика, поэтому их устанавливают на станках, на которых будут проводить чистовые и получистовые операции над не тяжелыми деталями.

 

Рис.4 Цилиндрическая рельса

Рис.4 Цилиндрическая рельса

 

 

5.Шпиндельные узлы станка

 

Рис.5 Шпиндельный узел

Рис.5 Шпиндельный узел

 

Шпиндель фрезерного станка предназначен для надежного фиксирования оправки с режущим инструментом. Устройство шпинделя фрезерного станка обеспечивает его устойчивость к высоким осевым и радиальным нагрузкам, хороший запас прочности и долговечность работы при правильной эксплуатации.

Шпиндель фрезерного станка — это полый длинный вал, изготовленный из прочной стали. Передняя часть элемента изнутри расточена и отшлифована под конус (Морзе, ISO, BT, HSK и т.д). Это необходимо для плотной посадки фрезерной оправки и точной установки фрезы. Фиксация оправки с режущим инструментом осуществляется с помощью внешнего усилия, источник которого может быть как ручным (затяжка оператором тягового болта на универсальном станке), так и механизированным (гидро или пневмо разжим) с передачей оправки в магазин инструментов.

Шпиндель состоит из таких узлов, как: неподвижный корпус, вращающиеся части, подшипников, устройства зажима/разжима, охлаждения, обдува, подачи СОЖ, регулировочных гаек, балансировочных колец и т.д. Роль неподвижного корпуса может выполнять шпиндельная бабка.

 

Шпиндель вращается в опорах. Роль опор могут выполнять - высокоточные подшипники, а также масляная или воздушная прослойка.

 

Деталь изготавливают из углеродистых и легированных сталей, которые подвергают закалке с отпуском до высокой твердости. Для изделий, работающих в подшипниках скольжения, применяют обработку цементацией на глубину до 1 мм с последующей закалкой и отпуском.

 

6.Несущая система станка

 

Жесткость и вибростойкость это показатель качества деталей несущей системы станка. Станина и корпусные детали – главные части несущей системы. Принцип проектирования несущей системы заключается в том чтобы замкнуть силы, появляющиеся при взаимодействии инструмента и заготовки, не дав станку или инструменту  деформироваться или выйти из строя. Станки проектируются так чтобы элементы оборудования с запасом выдерживали нагрузки при работе.

 

 

7.Типичные представители

 

FJV 5 Face-60/120

Высокоточный производительный портальный вертикальный обрабатывающий центр с усовершенствованными характеристиками и функцией автоматической смены инструмента. Обработка 5 поверхностей детали за один установ. Конструкция станка спроектирована таким образом, что обеспечивает высочайшую точность обработки деталей в течение длительного периода эксплуатации, благодаря тому, что шпиндель не располагается консольно, как это часто наблюдается в вертикальных обрабатывающих центрах с С-образной станиной. Помимо этого, продуманная конструкция станка обеспечивает удобную загрузку/разгрузку больших заготовок и легкость работы на станке.

 

 Рис.6 FJV 5 Face-60/120

Рис.6 FJV 5 Face-60/120

 

Параметры заготовки Ширина 3000 мм / 118.110 дюйм
Длина 1250 мм / 49.210 дюйм
Шпиндель Тип конуса No. 50
Максимальная частота вращения 10000 об/мин
Максимальная мощность (30 мин. цикл) 37 кВт / 50.0 л.с.
Инструментальный магазин Количество инструмента 30
Перемещения по осям Ось X 3200 мм / 125.98 дюйм
Ось Y 1400 мм / 55.12 дюйм
Ось Z 660 мм / 25.98 дюйм

 

 

VCN-430A

 

Рис.7 VCN-430A

Рис.7 VCN-430A

 

Вертикальный обрабатывающий центр нового поколения, сочетающий в себе передовые технологии, легкость эксплуатации, производительность и качество. Самая высокая производительность среди вертикальных обрабатывающих центров данного класса. Сокращение времени обработки благодаря высоким скоростям подачи, ускорению/торможению и смене инструмента

 

Параметры заготовки Ширина 900 мм / 35.430 дюйм
Длина 430 мм / 16.930 дюйм
Шпиндель Тип конуса 40
Максимальная частота вращения 12000 об/мин
Максимальная мощность (30 мин. цикл) 11 кВт / 14.7 л.с.
Инструментальный магазин Количество инструмента 30
Перемещения по осям Ось X 560 мм / 22.05 дюйм
Ось Y 430 мм / 16.93 дюйм
Ось Z 510 мм / 20.08 дюйм

 

 

 

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 99 раз Последнее изменение Пятница, 16 Ноябрь 2018 07:46
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии