Воскресенье, 02 Декабрь 2018 10:18

Настольный фрезерный станок с ЧПУ

Автор 
Оцените материал
(1 Голосовать)

Настольные фрезерные станки в широком применении были ручными или автоматизированными. Но с развитием технологий появилась возможность оснащать такие станки компьютеризированной системой управления, которые раньше применялись только в оборудовании для крупного производства. Настольные фрезерные станки с ЧПУ значительно производительнее своих предшественников, так как программа может выполняться без участия оператора.

 

 

Технико-экономические показатели станка

 

         У каждого вида станка свои особенности, но технико-экономические показатели у всех одинаковы. К ним относятся: точность, производительность, долговечность и надежность.

         Точность является одним из главных критериев для выбора станка. Она проявляется в постоянстве получения необходимой геометрической формы обрабатываемой детали, качества по шероховатости поверхности и точности получаемых размеров. Данный показатель зависит от правильности эксплуатации станка, проведением необходимых работ по ремонту. Точность поддерживается тщательным и бережным уходом за оборудованием а также регулярным осмотром.

 

Характеристикой производительности является количество обрабатываемых деталей за единицу времени. Показатель довольно относительный, потому что на одном станке можно, при разной настройке и возможности выбора различных приспособлений, получить абсолютно разные значения. Чтобы улучшить показатель необходимо сократить вспомогательное время, к примеру, использовать многоинструментальную обработку.

Чем дольше служит станок, тем лучше показатель долговечности. Для обеспечения долгой службы станок необходимо повысить стабильность работы оборудования, исключить различные вибрации и т.д.

 

Показатель надежности отображает способность техники действовать исправно и стабильно обрабатывать детали в текущих условиях эксплуатации.

 

 

Выбор технических характеристик станка

 

Технические характеристики для настольно-фрезерных станков выбираются аналогично их крупных аналогов. Однако наиболее важными характеристиками для рассматриваемого типа оборудования являются: максимальные размеры заготовки, мощность шпинделя, типы ЧПУ, наличие стружкоотвода и охлаждения рабочей части.

Настольно-фрезерные станки обеспечивают высокую точность обработки – около 0,02…0,05 мм. Данные станки имеют преимущество в возможности их перемещения. Также настольные станки значительно дешевле промышленных аналогов.

 

 

Компоновка настольных фрезерных станков с ЧПУ

 

         По компоновке настольно-фрезерные станки с ЧПУ делятся на два типа: консольные и портальные. Особенностью станков консольного типа является то, что шпиндель в них неподвижен, а перемещается консоль – стол с закрепленной на нем заготовкой. У портальных станков шпиндель закреплен на поперечной балке между двумя вертикальными стойками, которые могут быть неподвижными или перемещаться вдоль оси Y. Шпиндель будет перемещаться по осям Z и X.

 

         Для настольно-фрезерных станков используется несколько типов программного обеспечения, применяемого в различных видах производства. Это ПО позиционного типа, контурного типа, комбинированного типа и   многоконтурного типа.

 

 

Привода главного движения в настольных фрезерных станках

 

         Главный привод станка использует всю мощность двигателя, чем отличается от приводов подач. Он работает значительную часть времени на постоянной частоте вращения. В главном приводе применяются несколько видов двигателей: асинхронные, постоянного и переменного тока, пневмодвигатели, гидродвигатели. По характеру регулирования скорости движения рабочих органов станка различают ступенчатые и бесступенчатые приводы. Ступенчатые приводы позволяют получать в заданных пределах определенные величины частот вращения, а бесступенчатые, в свою очередь, позволяют установить на станке выгодные режимы резания, что может осуществляться на ходу.

         Ступенчатые приводы выполняются в виде шестеренчатых коробок передач. Такие механизмы получили более обширное применение в современном оборудовании, чем бесступенчатые механизмы. Значение частот вращения в таких приводах, да и вообще в современных станках, могут принимать достаточно большие значения.

 

 

         Современные бесступенчатые приводы подразделяются на гидравлические, электрические, механические и пневматические. В электрических приводах источником питания является электродвигатель постоянного тока, получение которого обеспечивается специальными источниками. Если в таком двигателе присутствует тиристорное управление, то частота вращения шпинделя может достигать 4000 об/мин.

         Гидравлические приводы обширно применяются в современном оборудовании. Они используются для прямолинейных движений. Такие приводы могут бесступенчато регулировать скорости, обладают большим сроком службы, малым весом и объемом. Однако гидравлические приводы нежесткие, имеют возможность проникновения воздуха в рабочую жидкость.

         Регулирование скорости при ступенчатом приводе осуществляется скачками по определенному закону, а при бесступенчатом – возможность установить любую скорость внутри заданного диапазона происходит без скачков.

 

 

Направляющие настольных фрезерных станков с ЧПУ

 

         Направляющими называют узлы станка, которые обеспечивают перемещение инструмента, заготовки и прочих связанных с ними узлов по заданной траектории с необходимой точностью. Направляющие классифицируются на направляющие качения, скольжения и комбинированные. Направляющие, применяемые в станках с ЧПУ, делятся по виду профиля на круглые и прямоугольные.

         Направляющие качения бывают шариковыми и роликовыми. Такие направляющие просты и экономичны в эксплуатации, имеют хороший показатель трения, плавность и равномерность движения, точность перемещений. Недостатками такого вида направляющих являются сложность изготовления (относительно направляющих скольжения), высокие требования к защите от загрязнения и необходимость термической обработки для получения высокой твердости.

 

         Направляющие скольжения классифицируются на гидростатические, гидродинамические, аэростатические и аэродинамические. Такой вид направляющих применяется в оборудовании с небольшой мощностью. Из достоинств направляющих скольжения можно выделить большую нагрузочную способность и высокую точность перемещения. Однако в данном виде направляющих имеется существенный недостаток – в них возникают большие силы трения при непостоянстве скорости.

 

 

Шпиндельные узлы настольных фрезерных станков с ЧПУ

 

         Шпиндельный узел необходим для закрепления и вращения режущего инструмента и обеспечения его положения относительно других узлов станка. Они должны обладать виброустойчивостью, жесткостью, износостойкостью, долговечностью, обеспечивать быстрое и точное закрепление инструмента.

         Шпиндель в фрезерном станке – полый вал из прочной стали, передняя часть которого изнутри расточена под конус. Фиксация оправки с инструментом в станке с ЧПУ осуществляется с помощью гидро- или пневмозажима. Помимо этого, в шпинделе имеются устройство для подачи СОЖ, подшипники, регулировочные гайки и балансировочные кольца. Шпиндель изготавливают из углеродистых или легированных сталей, подвергаемых закалке с отпуском до высокой твердости.

 

         В качестве опоры шпинделя применяются несколько видов подшипников: качения, скольжения (с жидкой смазкой), гидростатические, магнитные.

Из них наибольшее применение получили подшипники качения и гидростатические, потому что у таких подшипников малые потери на трение, высокая надежность и практически неограниченная долговечность (при правильной эксплуатации).

         Неудачным решением в конструировании современного станка с ЧПУ можно назвать гидродинамические подшипники. Они имеют большие потери на трение, могут работать только при наличии зазора и весьма трудоемки в изготовлении.

 

 

Приводы подач настольных фрезерных станков с ЧПУ

 

         Привод подачи оказывает большое влияние на точность обработки. Движение в приводе бывает прямолинейным и круговым. Основными требованиями, выдвигаемыми к приводам подач, являются высокая статическая жесткость, отсутствие колебаний при подходе к нужной точке, выборка зазоров и хорошие динамические характеристики.

 

         В приводах подач применяются синхронные двигатели и бесконтактные двигатели постоянного тока, в определенных случаях – асинхронные двигатели. Данные двигатели должны обеспечивать широкий диапазон регулирования скорости, иметь высокую максимальную скорость и перегрузочную способность, обладать большой точностью позиционирования.

         В станках, предназначенных для финишной обработки детали, применяют привода микроперемещений. С помощью данного механизма можно добиться очень высокой точности, при этом точность установки будет тем больше, чем меньше скорость позиционирования.

 

 

Несущая система настольных фрезерных станков с ЧПУ

 

         Несущая система необходима для создания требуемого размещения узлов, несущих инструмент или деталь, в пространстве и обеспечивает точность их взаимного расположения. К несущей системе относятся: станины, стойки, колонны, столы, суппорты, корпуса шпиндельных бабок и т.д.

         Несущая система очень важный элемент в станке, поэтому она должна отвечать жестким требованиям. Несущая система должна обеспечивать высокую жесткость и высокие демпфирующие свойства, быть долговечной и иметь малые температурные деформации при эксплуатации.

 

 

         К материалам, из которых может изготавливаться несущая система, можно отнести чугун, сталь и бетон. Серый чугун применяется в изготовлении станин простой конфигурации, сталь используется для базовых деталей несущей системы. Бетон в изготовлении предназначен для сокращения металла.

         Конструктивные особенности несущей системы зависят от области применения станка, его размеров и назначения. Для настольно-фрезерных станков с ЧПУ важна массивность конструкции, ее возможность выдерживать вибрации в рабочих условиях и т.д.

 

 

Типичные представители настольных фрезерных станков с ЧПУ

 

         Первым представителем является настольный фрезерный станок с ЧПУ BF20 CNC. Он предназначен для обработки небольших деталей из различных материалов. Обладает хорошей точностью позиционирования (0,05 мм) за счет ходовых винтов скольжения, низким радиальным биением шпинделя, удобными размерами стола (500х180 мм), подходящим для обработки числом оборотов шпинделя (100-3000 об/мин) и точностью обработки, равной 0,04 мм.

         Вторым представителем является китайский станок LTT-K6090. Он также способен выполнять 2-мерное и 3-мерное фрезерование. Станок обеспечивает точность 0,025 мм. Величина частоты вращения достигает 24000 об/мин. Рабочая зона станка – 600х900 мм. Также его преимуществом является цена – около 240 тыс. руб.

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Нет исполнителя
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2018
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Рассказать подробней про тему проекта
Прочитано 43 раз
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии