Основные преимущества станков с ЧПУ

Таким образом, к числу важнейших преимуществ станков с ЧПУ, в сравнении со станками с ручным управлением, следует отнести следующие:

1. Доля основного (машинного) времени, в общем, штучном времени изготовления детали на станке, вырастает до 50 % (в сравнении с 10-12 % для станков с ручным управлением). Сроки подготовки производства и общая продолжительность изготовления снижаются на 50-75 %.

2. Станки с ЧПУ обладают большей точностью. Например, принято считать, что экономическая точность токарных и фрезерных станков общего назначения лежит в пределах 9-11 квалитетов, а станков с ЧПУ – 6-9 квалитетов [2].

3. Большая жёсткость и точность конструкции станков привела к большей точности изготовления изделий, а устранение вмешательства человека в ход обработки привело к увеличению стабильности процесса обработки.

4. Появилась возможность многостаночного обслуживания.

5. Отпала необходимость в применении сложных, фасонных режущих инструментов и различных приспособлений к ним, за счёт обеспечения сложной траектории движения относительно простого режущего инструмента по программе (т.н. инструменты для контурной обработки).

6. Изменилась конструкция вспомогательных приспособлений для установки режущего инструмента на станке. Было сокращено их разнообразие и создан единый ряд унифицированных конструкций посадочной и хвостовой части.

7. Появилась возможность предварительной настройки режущих инструментов вне станка с использованием специальных приборов с отсчётными микроскопами. В связи с этим повысились требования к качеству изготовления и заточки режущих инструментов.

8. Был создан новый тип шаговых двигателей для привода исполнительных органов станка по программе. Если в обычных станках для переключения подач и скоростей шпинделя используют зубчатые муфты, переключаемые вручную, то в станках с ЧПУ эти переключения производятся электромагнитными муфтами. Это обеспечило, в частности, бесступенчатое регулирование оборотов шпинделя и подач. Большое распространение нашли, в частности, шариковые винтовые пары для беззазорной передачи движения от привода к исполнительному органу. Таким образом, в приводах подач устранены люфты, которые имеют место в станках с ручным управлением.

9. Изменилась структура операции. Высокая точность позиционирования, а также возможность различных поворотов и перемещений режущего инструмента и заготовки, привели к уменьшению числа установов за счёт увеличения числа позиций.

10. Изменились требования в отношении квалификации станочника и наладчика: к первому – упростились (за ним остались действия по установке и снятию изделий, а также наблюдение за ходом процесса), ко второму – возросли (основная работа связана с настройкой инструмента, его установкой на станке и программированием).

11. Повысилась культура производства, снизилась утомляемость станочника. Особенно это касается сверлильных работ, которые, среди всех видов работ на металлорежущих станках с ручным управлением, являются наиболее утомительными [5].

12. Изменились требования к технологичности заготовок, поступающих на станок, и деталей, изготавливаемых на станках с ЧПУ. К заготовкам требования стали более жёсткими (отсутствие литейной корки и неоднородностей материала по глубине, наличие малых припусков и незначительных отклонений размеров, формы и расположения поверхностей).

Требования к деталям, наоборот, снизились: допускается и приветствуется наличие сложных поверхностей с высокой точностью и малой шероховатостью Примеры моделей станков с ЧПУ

1. Токарно-револьверный станок с ЧПУ модели 1325Ф30 (рис. 1.17.4)

Рис. 1.17.4. Эскиз рабочей зоны станка 1325Ф30:

1 – неподвижная передняя бабка; 2 – цанговый самоцентрирующий патрон;

3 – заготовка; 4 – револьверная головка; 5 – револьверный суппорт;

6 – деталеуловитель

 

Расшифровка обозначения: 1 – токарная группа оборудования, 3 – разновидность (револьверный тип станка), 25 – наибольший диаметр обрабатываемой заготовки (мм), Ф30 – контурная система управления.

Работу данных станков можно наблюдать, в частности, в механическом цехе № 47 Новосибирского приборостроительного завода (НПЗ). Станки применяются в мелко- и среднесерийном производстве для изготовления деталей типа тела вращения со ступенчатым и криволинейным профилем, и отношением длины к диаметру не более 4-х. На станках выполняют точение, растачивание, подрезку, прорезку, отрезку, сверление, нарезание резьбы и т.п.

Особенностями 1325Ф30 являются следующие конструкторские и технологические характеристики.

· Обрабатываются, чаще всего, кратные заготовки (прутки или трубы круглого сечения), устанавливаемые в цанговый самоцентрирующий патрон. Это объясняется возможностью программирования автоматической подачи заготовки в зону обработки с помощью цангового патрона и подающей цанги. Диаметр заготовки должен лежать в пределах 6-25 мм. Наибольшая длина заправляемого прутка – 3000 мм.

Использование штучных заготовок технически возможно, но это прерывает процесс обработки и затрудняет многостаночное обслуживание. Наибольший диаметр штучной заготовки, устанавливаемой на станке в трёхкулачковом самоцентрирующем патроне, равен 125 мм.

Наибольшая длина обработки составляет всего 100 мм.

· Применяемые на станке резцы и осесимметричные инструменты (свёрла, зенкеры, развёртки, метчики), размещаются в 12-ти позиционной револьверной головке (РГ) с горизонтальной осью поворота, и перемещается по двум линейным координатам (вдоль Z – в направлении оси вращения шпинделя, и вдоль X – перпендикулярно этому направлению в горизонтальной плоскости). Время поворота РГ на одно гнездо равно 2 сек.

· Инструменты могут занимать все 12 гнёзд РГ. В обычном револьверном станке с ручным управлением, при изготовлении детали из прутка, одно гнездо, как правило, оставляют для упора (вспомогательного инструмента в виде стержня для ограничения выдвижения прутка на заданную длину). В станке с ЧПУ это выдвижение заготовки обеспечивается по программе.

· Револьверная головка расположена за осью вращения шпинделя, что облегчает оператору наблюдение за обработкой. Такое расположение револьверной головки требует применения только левых резцов, работающих «слева – направо». Применение на металлорежущих станках левых резцов не часто. Поэтому, с одной стороны, их использование на данном станке выгодно: нет претендентов на эти резцы со стороны других станков, а с другой – не очень удобно, как раз потому, что не у кого заимствовать, в случае необходимости.

· Имеется детале-уловитель (программируемая «ладошка»), которая раскрывается непосредственно перед отрезкой детали от заготовки и не даёт детали упасть вниз. Данное устройство повышает культуру производства.

· Наиболее технологичной для данного станка является деталь с односторонним сбегом концентричных поверхностей вращения, обрабатываемых за один установ.

· Наибольшее число оборотов шпинделя станка – 3 500 об/мин. Мощность главного привода – 11 кВт. Наибольшая точность размеров, достигаемая на станке – 7-8 квалитеты. Наименьшая шероховатость обработанных поверхностей по шкале R_a составляет 1,6 мкм для стали и 0,63 мкм для цветных металлов.

· Основными видами отказов станка, по данным опроса станочников цеха № 47 НПЗ, являются заклинивание подающей цанги и заклинивание револьверной головки.

· Имеется возможность одновременного обслуживания оператором двух – трёх станков.

2. Вертикально-сверлильный станок с ЧПУ модели 2Р135Ф2 (рис. 1.17.5)

 

9. Общая характеристика станков с ЧПУ типа «обрабатывающий центр»

Задачу наибольшей централизации станочных работ решают станки с ЧПУ нового поколения, которые имеют несколько названий в технической литературе, обозначающих одно и тоже: «многоцелевые станки», «многооперационные станки», «обрабатывающие центры».

Многоцелевым данный станок вряд ли можно назвать, т.к. цель на самом деле одна – изготовить качественную деталь с наименьшими издержками. Неверно называть такой станок и многооперационным, поскольку, согласно определению, операция – это часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Самым «удачным» будет определить станок как обрабатывающий центр (ОЦ), из-за наибольшей централизации всего разнообразия станочных работ в пределах одного станка.

Под обрабатывающим центром будем понимать многофункциональный станок с ЧПУ, обеспечивающий наибольшую централизацию станочных работ для окончательного изготовления различных деталей сложной формы, и обладающий следующими основными характеристиками:

- стабильно высокая производительность;

- стабильно высокая точность (6-7 квалитеты);

- быстрая переналаживаемость;

- универсальность в отношении вида станочных работ;

- оснащённость устройством ЧПУ высокого уровня с расширенной памятью;

- оснащённость устройством автоматической смены инструмента;

- оснащённость устройствами всесторонней диагностики;

- высокий уровень автоматизации всех механизмов станка;

- техническая эстетика и эргономичность.

 

Наиболее рациональным является применение ОЦ в условиях мелко- и среднесерийного производства.

Различают две основные группы ОЦ: токарные обрабатывающие центры и обрабатывающие центры сверлильно-фрезерно-расточной группы. В основе такого деления – классификация деталей на «тела вращения» и «не тела вращения», поскольку их поведение в ходе изготовления на станке принципиально отличается: «тела вращения» обязательно должны вращаться, а «не тела вращения» – нет.

Рассмотрим общую характеристику и некоторые модели первой группы станков.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: