Конкретный токарный автомат ЧПУ по металлу может использоваться в машиностроении, промышленности и в других сферах.
Основное назначение сводится к выпуску изделий:
- с отличающимися друг от друга (требуемыми) параметрами;
- с осевой симметрией.
Что собой представляет процесс
Под токарной обработкой принято понимать использование специального оборудования, оснащенного инструментом для резания. Цель – избавление от лишнего материала для выпуска той или иной детали. При этом упомянутый инструмент движется вдоль оси заготовки в процессе вращения на разных скоростях.Так, можно говорить, что токарная обработка на специальном оборудовании – управляемом станке – предполагает программируемое движение инструмента, предназначенного для резания. Цель – избавление от излишков материала для придания конкретной заготовке требуемых геометрических и иных параметров.
Понятие «токарная обработка» принято употреблять в отношении производства деталей. При этом предполагается резка только внешней поверхности определенной заготовки. «Обратная» операция – растачивание. В последнем случае конкретный станок используется для подготовки пустых (полых) изделий.
Так называемый токарный обрабатывающий центр с ЧПУ по металлу – один из первых вариантов оборудования для изготовления разных изделий в полуавтоматическом режиме. Многие современные предприятия и организации, специализирующиеся на производственной деятельности, используют токарные станки с ЧПУ для решения задач, связанных с единичным изготовлением и серийным выпуском. При этом 90% процессов являются автоматизированными.
Аббревиатура ЧПУ образована первыми буквами слов следующего понятия: числовое программное управление. Суть сводится к компьютеризации: программа управляет оборудованием в течение разных этапов процесса, а не человек. Управляющий сигнал – это заранее подготовленный код. Результат его обработки оборудованием – движение инструмента для резания, регулирование параметров вращения, дополнительные операции (охлаждение и другие).
Токарная обработка на профессиональном оборудовании с ЧПУ
Токарная обработка деталей включает ряд последовательных этапов. Их 4:- Подготовка цифровой модели.
- Создание кода, необходимого для работы.
- Настройка работы токарного станка с ЧПУ.
- Изготовление деталей.
Шаги 1-2: моделирование и подготовка кода
Для решения данной задачи можно использовать программные средства, например, САПР. Подойдет среда CAD-CAM. Она более совершенна по сравнению с аналогичными, потому что дает возможность конструктору заранее определить, возможно ли на имеющемся в распоряжении токарном станке осуществить изготовление детали.Благодаря инструментам моделирования и кодирования специалист получает возможность визуализации процессов от запуска оборудования до получения детали.
В редких случаях моделирование и кодирование осуществляются вручную. Яркий пример – невозможность сгенерировать код на основе двухмерного чертежа. В такой ситуации можно:
- подготовить код без использования программных средств без изменения модели;
- изменить модель, преобразовать ее в трехмерную, а после осуществить программную обработку.
Совет: даже современные системы моделирования и программирования процессов по токарной обработке редко, но могут ошибаться. Поэтому перед запуском используемого токарного станка для получения требуемой детали рекомендуется проконтролировать, правильно ли все настроено.
Шаг 3: настройка
Это важный этап. Отмечено, что токарный станок работает автоматически, но роль оператора не нужно недооценивать.Его задачи в рамках этапа настройки следующие:
- проверка питания. Оно должно отсутствовать. Любой станок, который используется для токарной обработки деталей с ЧПУ – это в первую очередь серьезное и опасное оборудование. Оно требует осторожного обращения. По данной причине и нужно в первую очередь убедиться в том, что станок не подключен к сети;
- установка детали (будущей). Для решения данной задачи предусмотрен патрон. Он удерживает заготовку до момента, пока протекает цикл токарной обработки. Оператор должен убедиться в том, что заготовка зафиксирована корректно. В иной ситуации возникает объективная опасность для его жизни и здоровья, а также вероятность неправильной работы используемого оборудования – определенной модели токарного станка;
- установка револьверной головки. Оператор должен удостовериться, что выбран правильный инструмент, подходящий для обработки. Данный элемент представлен как специальный узел, который может удерживать сразу несколько режущих инструментов;
- калибровка. Потому как инструмент и деталь должны быть расположены правильно, оператор обязан удостовериться, что ошибок не возникнет;
- загрузка программы (кода). Она необходима для корректной работы токарного станка.
Шаг 4: изготовление деталей
Это последний этап. В зависимости от используемого инструмента, типа и характеристик оборудования, а также от других параметров, что нужно учитывать, может потребоваться как одна обработка, так и несколько.Время каждого очередного цикла обработки складывается из нескольких важных составляющих:
- загрузка детали (заготовки) и установка специального инструмента для резания;
- резка инструментом. Продолжительность в данном случае зависит от глубины обработки и скорости токарного станка;
- период простоя. Он включает в себя такие операции, как перемещение инструмента, изменение настроек, замену режущего узла.
На длительность цикла влияет используемый для резания инструмент. Его выход из строя из-за износа или некорректного выбора может привести к незапланированному простою.
От чего зависят параметры процесса
Параметры зависят от ряда факторов. Это материал заготовки, используемый инструмент, имеющиеся требования.1. Скорость вращения шпинделя
Измеряется она в оборотах в минуту. Параметр токарного станка с ЧПУ показывает, какова скорость шпинделя. Он связан с вращением будущей детали – заготовки. Имеется зависимость от скорости резки. Для поддержания постоянного вращения параметр должен меняться в зависимости от диаметра детали, иначе токарный станок с ЧПУ будет работать некорректно.2. Диаметр будущей детали
Измеряется в миллиметрах. Параметр важен, с его учетом выбирают режущий инструмент, задают параметры ЧПУ и не только.3. Скорость резания
Определить оптимальное значение можно, если воспользоваться формулой:Скорость = (3,14 * диаметр детали * вращение (скорость)) / 1000.
Результат – численное выражение скорости вращения болванки относительно инструмента станка с ЧПУ, предназначенного для резания.
4. Скорость подачи
Измеряется в миллиметрах на обороты. Показывает расстояние перемещения инструмента для резания за один оборот будущей детали в течение токарной обработки. Измерение принято осуществлять в направлении оси.5. Глубина реза осевая
Это ключевой параметр, если дело касается облицовки. Чем выше значение, тем хуже для инструмента. Это приводит к его ускоренному износу, возникает объективная необходимость регулярной замены.6. Глубина реза радиальная
Это почти то же, что и предыдущий параметр, но перпендикулярно оси. Чем ниже значение, тем лучше для режущего инструмента станка с ЧПУ. Можно утверждать, что баланс глубин реза позволяет несколько продлить срок полезной эксплуатации используемого для резания инструмента.
Основные элементы станка с ЧПУ
Для понимания работы станков с числовым программным управлением необходимо знать, какие элементы предусмотрены в конструкции определенной модели оборудования. В общем случае это:- передняя бабка. Она представляет фронтальную часть оборудования. Здесь привод расположен вдоль относительно механизма, отвечающего за движение шпинделя. Патрон и цанга при этом крепятся к последнему, удерживают будущую деталь во время резания;
- патрон и цанга. Первый захватывает деталь, фиксируется на шпинделе. Патрон может меняться, что позволяет обрабатывать разные по диаметру и другим геометрическим параметрам детали. Вторая – цанга – это разновидность патрона, являющаяся уменьшенной. Используется, когда нужно обеспечить повышенный уровень сцепления с небольшими заготовками;
- задняя бабка. Это тыльная часть центра с ЧПУ. Данный элемент зафиксирован на корпусе оборудования, он предназначен для поддержки длинных деталей при их обработке во избежание деформаций. Специальный элемент – пиноль – поддерживает их с помощью гидравлики. Движение осуществляется благодаря шпинделю, при этом бабка становится активной из-за вращения последнего;
- станина станка. Это в общем смысле основа в виде опорной плиты. Она связывает все части оборудования, служит основой для них;
- каретка станка. Она опирается на «маршруты» скольжения вдоль заготовки. Суть сводится к удержанию режущего инструмента для беспрепятственной резки;
- башня оборудования. Это альтернатива каретки, часто встречающаяся в новых машинах. Особенность сводится к возможности удержания большего количества инструментов. Это экономит время оператора, позволяет переключаться между разными операциями без временных затрат.
Дополнительно следует отметить сменные вращающиеся инструменты. Это фрезы, сверла и т.д. Некоторые в современных моделях станков с ЧПУ обладают собственными приводными элементами.
Также в станках с числовым программным управлением есть специальные рабочие панели. Они необходимы для обеспечения ЧПУ. «Мозг» конкретной модели оборудования расположен непосредственно за панелью управления, обеспечивающей настройку программной части и установку ряда важных параметров.
