Устройство токарного станка по металлу с чпу

Обновлено: 17.05.2024

Токарный станок с ЧПУ – прибор станочного типа с системой числового программного управления, предназначенный для высококачественного точения изделий с различными формами.

Токарный станок с ЧПУ – прибор станочного типа, работающий при помощи системы числового программного управления. Этот агрегат позволяет выполнять изготовление различных изделий высокой точности. Благодаря системе ЧПУ устройство может работать в автоматическом или полуавтоматическом режиме. При этом вмешательство оператора в обработку деталей сводится к минимуму.

Предназначение

Токарные станки с ЧПУ – современные варианты стандартных станочных аналогов, оснащенные рядом дополнительных функций, одной из которых является наличие системы ЧПУ. Такие устройства предназначены для обработки металлических заготовок токарным способом, но могут быть использованы и для работы с другими материалами. Благодаря этому токарные станки превратились в универсальные приборы, используемые в различных областях. Основная область применения – в заводских условиях и в быту.

С использованием станков с ЧПУ:

производится внешнее и внутренне вытачивание деталей;
изготовляются конусообразные элементы, или имеющие другие сложные формы;
выполняется продольная обработка заготовки;
производится черновая и чистовая обработка;
регулируется длина деталей;
вытачиваются пазы, выемки, отверстия;
нарезается резьба дюймового и метрического типа.

Классификация

Данные машины бывают трех типов:

контурного;
позиционного;
адаптивного.

Первый тип включает приборы, работающие по заданной траектории. Такие агрегаты требуют контроля со стороны оператора. Ко второму типу относятся станки, способные выполнять обработку на устройстве точечным образом. Третий тип объединяет возможности контурного и позиционного станка.

Станки отечественного производства поступают в продажу с определенной маркировкой, при помощи которой можно определить возможности оборудования. Маркировка включает букву и цифру. Наиболее распространенные модели имеют маркировки:

Ф1 – рабочий механизм выполняет обработку по заранее заданным координатам;
Ф2 – рабочий механизм осуществляет точечную обработку;
Ф3 – задается траектория, по которой выполняется точение на станках с ЧПУ под контролем оператора;
Ф4 – комбинированная обработка, объединяющая возможности контурных и позиционных станков.

Также токарные станки с программным управлением отличаются:

расположением оси шпинделя;
расположением направляющих;
конструкционными особенностями;
видом осуществляемой обработки.

Приборы с числовым программным управлением делятся по уровням точности, каждому из которых соответствует определенная маркировка:

Н – нормальная;
П – повышенная;
В – высокая;
А – особо-высокая;
С – особо точные устройства (только мастер-станки).

Маркировка выбирается в зависимости от того, где планируется применение станочного прибора. Если в маркировке отечественного станка присутствует буква «С», это указывает на наличие дополнительных возможностей устройства.

Конструкция

В отличие от более старых аналогов современные станки, имеющие числовое программное управление, обладают более высоким показателем жесткости, и позволяют выполнить сложную обработку детали за более короткий период. Эти преимущества обусловлены конструкционными особенностями:

отсутствием зазоров между придаточными элементами;
высоким уровнем прочности несущих элементов, узлов агрегата и других комплектующих;
минимальной длиной кинетических цепей и количеством механических передач;
наличием сигнализаторов обратной связи;
повышенной устойчивостью к вибрационным нагрузкам, возникающим при обработке деталей;
наличием специальных систем, созданных для снижения иска тепловых деформаций.

Токарная обработка на станках обеспечивается благодаря направляющим. Этим комплектующие подвержены износу, но устойчивы к трению. Элементы конструкции взаимосвязаны между собой, и работают в одном режиме. Это условие связано с высокой точностью изделий.

Базовая конструкция токарного станка состоит из:

станины;
шпиндельной или передней бабки;
суппорта;
коробки подач;
электрической части;
револьверных головок.

Станина – основа оборудования, на которой размещаются остальные компоненты станочного прибора. Передняя бабка состоит из двух основных элементов агрегата: коробки скоростей и шпинделя. Суппорт включает нижнюю и верхнюю каретку – элементы, фиксирующие рабочий механизм. Суппорт получает движение через коробку подач. Устройство работает при помощи электромотора. Этот компонент аналогичен для различных моделей токарных станков, и может отличаться только мощностью. При помощи револьверных головок выполняется автоматическая замена инструмента.

При работе с габаритными заготовками могут использоваться станки, в конструкцию которых входят специальные тумбы. Они используются для фиксации детали на нужной высоте.

В продаже также имеются токарные центры, добавляющие токарному станку функции фрезеровочного аппарата.

Принцип работы

Работа на токарных станках с ЧПУ зависит от характеристик используемого прибора. Выбор станка зависит от:

допустимого показателя толщины обрабатываемой заготовки;
максимального расстояние, которое можно установить между центральными частями бабок;
допустимого диаметра детали, устанавливаемой над суппортом.

Задняя бабка используется для установки фрезы, или другого рабочего инструмента. Движение бабки выполняется по траектории рельс, расположенных на станине. Длина перемещения равна размерам заготовки. Вдоль обрабатываемой детали перемещается рабочий инструмент, движение которого зависит от каретки. Суппорт отвечает за то, чтобы его положение не сбилось в ходе точения.

Одиночный держатель применяется для простой обработки станками. Более сложные задачи выполняются при помощи головок, способных разместить несколько резцов. Наибольшее количество резцов составляет четыре.

Использованию деталей при помощи такого устройства следует отдать предпочтение при работе со сложными формами.

Электромотор использует ременную передачу. Она способна обеспечить высокую производительность. Недостаток такой передачи заключается в растягивании ремня. Чтобы производительность сохранялась на высоком уровне, ремень периодически подтягивается.

Несмотря на то, что условно токарное оборудование с числовым программным управлением относится к автоматизированным системам, роль оператора в работе прибора очень важна. В обязанности оператора входит:

выбор рабочего инструмента, необходимого для обработки на современном станке конкретной заготовки в соответствии с размерами и материалом;
наладка станочного оборудования;
тестирование агрегата перед запуском;
внесение корректив в работу станка в случае необходимости;
проверка готовых деталей на соответствие требований.

Оператор станка отвечает за работу современного токарного станка, контролирует ее выполнение, а также принимает меры безопасности при возникновении непредвиденных ситуаций. В случае поломки агрегата оператор оценивает степень проблемы, и выполняет ремонт, если это возможно. Также оператор должен уметь создавать управляющие программы, работать с ними, и изменять в случае возникновения ошибки. Это условие является обязательными при работе с устройствами ЧПУ.

Управляющая программа

Токарный станок с ЧПУ выполняет обработки детали на основе параметров управляющей программы (УП). Изготовление деталей без нее невозможно. Выбор управляющей программы зависит от области применения. Она может быть разработана самостоятельно специалистом, или приобретена уже готовой. Второй способ используется при изготовлении станком деталей со стандартными параметрами.

В большинстве же случаев при применении станков для производства новых деталей требуется создание индивидуальной управляющей программы. УП состоит из набора последовательных действий, необходимых для изготовления конкретной детали.

При помощи команд настраивается:

перемещение рабочих инструментов;
перемещение заготовки;
скорость токарной обработки детали.

Программа пишется при помощи специального софта, устанавливаемого на компьютер. Для создания УП чаще всего используются приложения:

AutoCAD;
T-FlexCAD;
NanoCAD;
ArtCam;
SolidWorks.

Управляющая программа создается в несколько этапов. На первом этапе разрабатывается трехмерная модель будущей заготовки. Эта работа осуществляется дизайнерами-программистами, использующими вышеуказанное программное обеспечение. После этого модель сохраняется в файл определенного формата, совместимого с управляющим блоком станка.

На втором этапе выполняется создание управляющей программы. Она включает комплекс команд, которые при последовательном выполнении создают реальную заготовку по ранее разработанной трехмерной модели. Управляющая программа также сохраняется в отдельный файл, который можно считывать со съемных носителей.

На третьем этапе УП загружается управляющий блок токарного станка, и запускается. Первый запуск является пробным, поскольку часто возникает необходимость в доработке программы. В этом случае сохраняются ошибки, при помощи программа которых программа корректируется, и снова загружается в ЧПУ станка. Если тестовый запуск показал соответствие нужным требованиям, разработка программы официально завершена, и ее можно использовать для чистовой обработки, и запускать в серийное производство.

Токарный обрабатывающий центр с ЧПУ

Для изготовления высокотехнологичных деталей сложной конструкции применяют специальный токарно-фрезерный центр. Повышение качества обработки, расширение способов обработки, соблюдение порядка операций происходит благодаря применению блока числового программного управления.

Токарный обрабатывающий центр

Виды токарно-фрезерных центров

Их классифицируют по следующим признакам:

наличие или отсутствие блока ЧПУ;
направлению перемещения шпинделя (оно может быть вертикальным или горизонтальным);
перечню разрешённых операций.

Агрегаты, не оснащённые ЧПУ, производятся:

с управлением вручную;
полуавтоматические;
полностью автоматические.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ имеет несколько разновидностей:

так называемой классической компоновки;
оборудованный специальным противошпинделем;
обладающий встроенным приводом;
фрезерный станок с токарной осью;
установленной так называемой С-осью.

Токарный обрабатывающий центр с ЧПУ Токарный обрабатывающий центр с противошпинделем

Каждый из них способен одновременно выполнять большую последовательность обрабатывающих операций.

Основные характеристики

Токарно-фрезерный центр – это многофункциональное устройство. В его составе присутствует сложная кинематика и электронное программное оборудование. Перечислить все характеристики таких агрегатов достаточно сложно. Они включены в описание на каждый станок. К основным характеристикам можно отнести следующие:

количество выполняемых операций;
класс точности обработки;
допустимый диаметр и разрешённая длина обрабатываемой детали;
тип установленного ЧПУ;
максимально допустимое перемещение суппорта в продольной и поперечной плоскости;
мощность каждого из двух приводов (привода главного движения и вращающегося инструмента);
допустимые пределы частоты вращения шпинделя (главного, фрезерно-сверлильного);
скорость быстрого хода (в плоскостях Х и Z мм/мин, вращения С об/мин);
количество позиций головки;
точность позиционирования по всем плоскостям;
время смены инструмента;
геометрические размеры станка;
полная масса.

Примерные характеристики токарно-обрабатывающего центра

Выполняемые операции

Обрабатывающий центр токарный с ЧПУ способен выполнять следующие операции: сверление, токарная и фрезерная обработка. Сверление производиться на плоских и криволинейных поверхностях. На них проводят все токарные операции:

точение различных цилиндрических деталей (конусов, валов, сфер);
точение различной глубины канавок;
растачивать внутренние поверхности цилиндров (под подшипники или сальники);
производить развёртывание и хонингование;
нарезка различной резьбы.

Токарно-фрезерный станок производит фрезеровальные операции:

плоскостей;
различных тел вращения;
фасонное и профильное фрезерование;
обработку винтовых изделий;
зубофрезерование.

Токарный обрабатывающий центр в процессе эксплуатации

Универсальные многофункциональные токарные центры применяют в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении, авиационной и космической отрасли. С их помощью изготавливают детали сложной геометрической формы с высокой точностью. Сначала деталь обрабатывают на токарном центре. Затем производиться фрезерная обработка на станках с ЧПУ. Это позволяет получить высокое качество поверхности.

Конструктивные особенности

По направлению перемещения шпинделя делятся на две категории: вертикальный и горизонтальный.

У станков с вертикальным перемещением шпиндель двигается вдоль оси Z, то есть вертикально. В плоскостях обозначенных координатами Х и Y располагаются направляющие. Они жёстко закреплены к станине. Это способствует повышению точности обработки. Кроме этого, в вертикальных станках предусмотрена возможность обрабатывать детали с большими массогабаритными характеристиками.

Ещё одной особенностью конструкции подобных центров является внешняя система подачи охлаждающей жидкости для снижения температуры всего комплекса, в который входит деталь, режущий инструмент и сам шпиндель.

Такая система охлаждения позволяет повысить производительность центра за счёт повышения скорости вращения заготовки.

Составляющие токарного обрабатывающего центра

В станках, имеющих вертикальное перемещение шпинделя, применяется автоматическая смена режущего инструмента. Он может оснащаться 30 типами инструмента.

Конструктивно — это барабан револьверного типа. Горизонтальный токарный обрабатывающий центр при необходимости оснащается дополнительным оборудованием. Например, поворотными или наклонно-поворотными столами. Они превращаются в станки, способные работать в 3-х или 4-х координатах.

В обрабатывающих центрах с горизонтальным перемещением шпинделя для смены инструмента используются устройства ленточного типа. Они имеют три главных достоинства:

Горизонтальные шпиндели имеют систему противодействия вибрациям.
Обладают двухпаллетным рабочим столом. Добавление второй паллеты позволяет сократить время на снятие и установку заготовки.
Применение гусеничной системы крепления инструмента позволяет использовать более двух таких колёс. В отдельных экземплярах удаётся довести количество инструмента до 120 штук.

Отдельным классом станков являются агрегаты с так называемой С-осью. Она позволяет во время обработки контролировать скорость вращения, точность углового положения детали.

Определение угла может достигать одной тысячной градуса. Применение этой оси позволяет проводить операции, которые невозможно осуществить на других станках. Например, изготовление коленчатых валов для двигателей, точная обработка шестерёнок, фрезерование червячных передач с высокой точностью.

Универсальные многофункциональные токарные центры оснащены противошпиндельным приспособлением. Им заменяют заднюю бабку. Противошпиндель надёжно удерживает правую часть заготовки, не мешая её обработке.

Токарный обрабатывающий центр 1728

Популярным является токарно-фрезерный станок с ЧПУ 1728f 2d. Он обладает целым рядом достоинств. К ним относятся: повышенная виброустойчивость, наличие подшипников высокой точности, установлены термосимметричные элементы, высокопроизводительная система ЧПУ. Благодаря этим элементам удаётся устранить негативное влияние деформации. Она возникает при высокой температуре во время обработки.

Технические характеристики токарного станка с ЧПУ

Токарный станок с ЧПУ, технические характеристики которого использует электроника, может работать с высокой точностью. Применяю в мелкосерийном производстве.

В настоящей статье рассмотрим токарный станок с ЧПУ, технические характеристики которого задействованы специальными программами числового управления, а также целой системой приводов, двигателей. Рассматривая описание таких станков, нужно отметить, что они оборудованы специальными револьверными головками, которые обеспечивают автоматическую замену инструментов.

Токарные станки обычно применяют для обрабатывания всевозможных вращательных поверхностей сферического, цилиндрического или конического вида, нарезания внутренней резьбы. Такой агрегат может работать с достаточно высокой точностью. Применяются подобные устройства чаще при мелкосерийном производстве.

Функциональное оснащение токарных приспособлений дает возможность практично применять их в виде не дорогостоящих многозадачных систем, которые способны взять на себя выполнение различных производственных заданий при небольшой их себестоимости за минимально короткие сроки.

Об оснащении и некоторых особенностях

Основные узлы станка и жесткие закаленные направляющие, для гарантии выполнения точных работ, требуют к себе применения специальной импульсной смазки. Охлаждение их смазочно-охлаждающими жидкостями (СОЖ), подведенными непосредственно к каждому инструменту, дает доступность обработки детали, используя высокие режимы резки, что существенно увеличивает сроки их изнашиваемости.

К тому же для улучшения работы оператора:

пиноль задней бабки управляется гидрофицированным прибором;
производится автоматическое транспортирование стружки;
патрон можно разжимать или зажимать механизированным способом;
станок оснащен специальной борштангой для расточки глубоких отверстий и одной револьверной головкой.

Подобное оснащение оборудования под программным управлениеми и техническими характеристиками такого вида, существенно расширяет область их технологических возможностей, повышается класс точности.

О технических свойствах устройств типа РТ305М

Токарный станок РТ305М с ЧПУ, технические характеристики коего дают возможность выполнять ротационную вытяжку изделий цилиндрического, а также сферического или конического типа, может производить все необходимые действия токарно-производственного режима.

Технические свойства этого устройства, его жесткость дают возможность использования его в качестве твердосплавного или быстрорежущего инструмента для обрабатывания цветных или черных металлов. Основными техническими характеристиками таких установок являются:

максимальный допуск диаметра детали, установленной над станиной, может быть до 500мм;
детали, для обработки могут быть диаметром до 350мм;
отверстия шпинделя допускаются диаметром до 110мм;
максимальная толщина стального листа имеет предел прочности не более 120кг/мм2;
максимальный вес деталей, устанавливаемых на оборудовании, может достигать до 3000кг;
станина имеет ширину 560мм;
мощность двигателя в киловаттах – 22.

При всех этих характеристиках, такая установка имеет цельную, литую из чугуна, станину, а жесткость ей придают ребра и коробчатые формы конструкции. Также к техническим характеристикам токарного станка относят наличие двух закаленных призматического вида направляющих, которые способны многократно уменьшать диапазон движения и направления каретки станка, что способствует повышению качества обрабатывания деталей.

О назначении

Такие специализированные токарно-давильные устройства программного управления обычно предназначаются для выполнения операций связанных токарной обработкой изделий. Станки с ЧПУ на основе устройств РТ305М, устанавливают для раскатывания деталей, у которых впоследствии завальцовывают и подрезают торцы.

О преимуществах устройств с ЧПУ

Главным преимуществом специального токарно-давильного станка с ЧПУ РТ305М, является высокий показатель степени автоматизации производства, так как вмешательство оператора устройства в его технологический процесс сведено минимально. Главной задачей обслуживающего персонала при числовом управлении установкой, является токарная обработка изделий, практически выполняя только лишь подготовительные и заключительные производственные операции, например:

установка и закрепление детали;
снятие уже обработанного изделия;
техническая наладка инструментов.

Важно. Оператор наладчик, при подобном программном управлении, способен проводить техническое обслуживание одновременно нескольких таких токарных устройств с ЧПУ.

К преимуществам использования токарных приспособлений с числовым управлением также относят:

производственная гибкость, при которой для обрабатывания разных изделий достаточно только заменить или скорректировать управляющую программу;
бесконечное число повторяющих циклов при достаточно высоком уровне параметра обработки деталей;
возможность такой обработки изделий, которая порой недоступна на обычных простых токарных устройствах;
долгий срок эксплуатации токарных станков с ЧПУ, технические характеристики, которых на порядок выше, по сравнению с обычными станками, особенно при использовании автоматической подачи СОЖ (смазочно-охлаждающих жидкостей) в области резки.

О функциональности токарных устройств

На таких токарных станках ЧПУ благодаря наличию специальных программ, можно выполнять токарные операции в патронах, к примеру:

расточку;
обточку;
нарезку резцами внутренней резьбы;
обработку таких изделий как крышки, втулки.

Для этого в станке используют специальные центровые инструменты. Применяя закаленные шлифовальные направляющие скольжения можно делать обработку деталей, имеющих большую толщину снимания припуска. При этом все направляющие плоскости шлифуются, имеют специальное антифрикционное покрытие, позволяющее достигать наиболее точного расположения необходимых узлов, перемещений.

Токарный станок с ЧПУ по металлу

Основные требования, предъявляемые к современному металлорежущему оборудованию — это скорость запуска в производство, точность изготовления и быстрая переналадка на выпуск другого изделия. Всеми этими качествами обладает токарный станок с ЧПУ. Его главные достоинства — точность, высокая производительность, возможность многооперационной механообработки за одну установку и скорость переналадки. А применение системы ЧПУ (англ. CNC) с цифровым управлением электроприводами позволяет выполнять все действия по изготовлению изделия без участия станочника-оператора. По существующей классификации он относится к металлорежущим установкам, но по факту станок по обработке металла — универсальный и может обрабатывать множество других материалов.

Токарный станок с ЧПУ

Назначение

Технологические особенности токарного оборудования позволяют выполнять на нем лишь некоторые виды механообработки. Поэтому его применяют при изготовлении изделий с цилиндрическими, сферическими и коническими поверхностями, используя при этом обработку точением, а также операции с применением сверл, метчиков, зенкеров и разверток. Точение является основным видом токарных работ и имеет следующие разновидности:

наружное обтачивание;
внутренняя расточка;
подрезка торцов;
прорезка канавок;
отрезка.

Многофункциональные токарные центры имеют дополнительный фрезерный шпиндель, который позволяет выполнять все виды фрезерных работ. Универсальный токарный станок с ЧПУ по металлу также может оснащаться съемной фрезерной головкой. Чаще всего такие дополнительные механизмы используют на устройствах небольшого размера, примером которых является настольный токарный станок с ЧПУ.

Основные группы изделий, изготавливаемые токаркой — это валы, втулки, плоские тела вращения, части корпусов, фланцы редукторов и эксцентрики. Для крупносерийного изготовления простых деталей применяют прутковые автоматы или специализированные установки. А основное назначение токарных станков с программным управлением — единичное и мелкосерийное производства изделий повышенной сложности.

Конструктивные особенности

Независимо от технических характеристик в состав токарных установок входит примерно один и тот же набор узлов и агрегатов:

Станина. Это сварная или литая конструкция для размещения всех остальных механизмов. Она устанавливается на виброопоры или крепится анкерными болтами к бетонному полу цеха. На станине монтируется передняя бабка и горизонтальные направляющие.
Передняя бабка. Внутри нее находится главный привод, коробка скоростей и шпиндель. Для зажима заготовки используется кулачковый патрон или планшайба, которые крепят на конец шпинделя.
Задняя бабка. Расположена на продольных направляющих напротив передней бабки. Предназначена для фиксации второго конца заготовок или закрепления инструмента для работы с цилиндрическими и коническими отверстиями.
Суппорт. Служит для позиционирования резца или поворотной инструментальной головки. В его состав входят каретка, поперечные салазки, верхние салазки, резцедержатель и механизм, обеспечивающий перемещение этих устройств.

Конструкция токарного станка с ЧПУ

Эти агрегаты дополняют устройства регулировки вращения главного привода и скорости перемещения режущего инструмента. При ручном механическом управлении — это коробка скоростей и коробка подач, а также гитара — сменный набор шестерен для изменения скорости подачи или шага резьбы. В современных установках вместо механических приводов применяют раздельные электроприводы (главный, отдельных осей, дополнительных устройств) с цифровым управлением.

Токарное оборудование комплектуется различными вспомогательными устройствами. Самые распространенные из них — это системы подачи СОЖ и транспортеры стружкоудаления.

Система СОЖ орошает рабочую зону смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ), которая охлаждает обрабатываемый металл и инструмент, а также улучшает условия резания. Транспортеры стружкоудаления отводят металлическую стружку из рабочей зоны и доставляют ее в накопительные контейнеры.

Главное отличие механообработки с использованием ЧПУ от выполнения технологических операций в ручном режиме — это не только программное управление перемещениями и режимами резания, но и полная автоматизация всех вспомогательных операций. Конструкция токарного станка с ЧПУ позволяет управлять не только позиционированием и работой инструмента, но и такими вспомогательными действиями, как:

зажим заготовки;
позиционирование револьверной головки;
включение и выключение системы охлаждения;
управление транспортером стружкоудаления;
блокировка и разблокировка защитного ограждения.

При разработке CNC-программ применяют программное обеспечение, которое позволяет генерировать последовательность команд для вычисления траектории резца на основании чертежа в электронном формате DXF. Технологу-программисту остается только задать параметры режущей кромки и режимы резания. Большинство современных систем ЧПУ отображают такие чертежи на своем экране, что очень удобно для корректировки программы при ее отладке или пробном изготовлении детали.

Принцип работы

Технология токарной обработки включает в себя основные и вспомогательные операции. Первые — это сама металлообработка, а вторые — все, что связано с подготовкой и завершением цикла обработки заготовки. В общем виде их последовательность при точении одной поверхности детали выглядит так:

Базирование заготовки. Выполняется ее загрузка, центровка, необходимые измерения и фиксация зажимными приспособлениями.
Размещение оснастки. При необходимости устанавливается оснастка и приспособления, используемые в процессе работы.
Выбор и фиксация резца. Согласно технологической карте отбирается соответствующий резец и устанавливается в резцедержатель или поворотную инструментальную головку.
Запуск вращения шпинделя. Задается скорость вращения и включается главный привод.
Позиционирование в исходную точку. Резец выводится в точку начала резания и устанавливается на заданном расстоянии от поверхности
Включение подачи. Включается поперечное перемещения резца, которое по достижении заданной глубины точения переключается на продольное.
Рабочий проход. Выполняется проход на заданной глубине со снятием металлической стружки.
Отвод резца. По достижении конца обрабатываемой поверхности продольное перемещение переключается на поперечное, и резец отводится от поверхности.
Новое позиционирование. Резец отводится в исходное положение (или позиционируется для нового прохода).
Измерение. Замеряется геометрия обработанной поверхности.
Снятие детали. Расфиксация детали и снятие ее вручную или с использованием грузоподъемных механизмов.

На основании параметров технологического процесса технолог рассчитывает нормы вспомогательного и основного времени. С учетом этих данных определяются экономические показатели изготовления изделия. Автоматизированная механообработка намного сокращает трудозатраты на единицу продукции и увеличивает коэффициент загрузки оборудования.

Токарные работы на станке с ЧПУ

При токарной обработке с ЧПУ станок выполняет почти все действия по заданной программе, а участие станочника-оператора требуется только при установке и снятии детали и проверке инструмента, а также замере готового изделия (иногда это делается автоматически). Значительное сокращение вспомогательного времени во много раз повышает экономическую эффективность механообработки. Поэтому все современное токарное оборудование с ЧПУ имеет в своем составе:

быстрозажимную оснастку для закрепления заготовки;
револьверные головки с программным позиционированием;
цифровые электроприводы главного привода и всех осей перемещения;
программно-управляемые вспомогательные устройства.

Некоторые виды оборудования с автоматизированным управлением могут иметь в своем составе приводной инструмент, противошпиндели, фрезерные и шлифовальные шпиндели, а также устройства для автоматического замера деталей.

Такое оборудование тоже называется «токарным», поскольку в его основе лежит традиционная компоновка. Но на самом деле это уже обрабатывающие центры широкого профиля.

Виды токарных станков с ЧПУ

Токарное оборудование с ЧПУ классифицируются по тем же показателям, что и станки с ручным управлением:

ориентация направляющих;
класс точности (пять типов);
масса (четыре типа);
степень специализации (универсальные, специализированные и специальные).

Кроме того, существует технологическая классификация токарных станков с ЧПУ, основанная на компоновке узлов и агрегатов. В этом случае выделяют пять основных групп:

Горизонтальные токарно-револьверные. Самая распространенная группа оборудования с программным управлением. Выпускаются во множестве типоразмеров и модификаций.
Токарно-лобовые станки с ЧПУ. Не имеют задней бабки, а размер планшайбы может достигать нескольких метров. Применяются при работе с крупноразмерными изделиями типа обечаек.
Токарно-карусельные. Планшайба расположена горизонтально, а ее размер может достигать 10-12 метров. Установки с планшайбой более двух метров, как правило, имеют два вертикальных суппорта.
Многошпиндельные. При работе с заготовками используется шпиндельный блок, состоящий из нескольких (обычно 4-6) одновременно вращающихся шпинделей, и такое же количество неподвижных суппортов с разными резцами. Поворотом блока каждая заготовка подводится к очередному суппорту и таким образом за один оборот на ней выполняется четыре-шесть различных видов резания. . Многофункциональное оборудование, способное выполнять за одну установку детали весь спектр операций по механообработке.

Горизонтальный токарно-револьверный станок с ЧПУ Токарно-лобовой станок Токарно-карусельный станок

Отдельная группа в составе токарного оборудования — это малогабаритные станки, которые используются в профессионально-технических учебных заведениях, небольших мастерских, лабораториях и домашними умельцами.

Мини токарный станок ЧПУ по металлу может выполнять все те же операции, что и промышленные установки, но только с меньшими по размеру деталями. Обычно они оснащены системой CNC со стандартным языком программирования G-code, которая управляет перемещением суппорта, а также оборотами главного и вспомогательного привода. Настольный токарный станок с ЧПУ может оснащаться сменной фрезерно-сверлильной головкой, что значительно расширяет область его применения.

Программирование токарного оборудования

Система ЧПУ токарного станка управляет обработкой детали в соответствии с программой, составленной технологом-программистом. Эти программы пишутся на языке G-code (стандарт RS274), разработанном специально для установок, управляемых с помощью числового программного управления.

Программа на G-code состоит из последовательных нумерованных блоков, называемых кадрами. Каждый такой блок содержит набор команд, на основании которых совершается элементарное технологическое действие, например, позиционирование резца в исходную точку или его движение с определенной подачей и оборотами вглубь металла. Перемещение режущей кромки по заданной программе производится в инкрементной системе координат. Это означает, что координаты каждой последующей точки указываются в виде приращения к координатам предыдущей позиции инструмента. И только выход на исходное положение задается в начале программы в абсолютных координатах.

Программирование станков с ЧПУ

Язык G-code включает в себя две группы: G-команды и M-команды.

Первая группа — это подготовительные команды, которые задают:

систему координат и рабочую плоскость;
точку начала координат;
тип движения (ускоренное, рабочее);
вид траектории движения (линейное, круговое);
координаты позиционирования;
значение подачи и оборотов шпинделя;
переход к сверлению и нарезанию резьбы;
значение коррекции инструмента (по радиусу и по длине).

Группа M-команд — это вспомогательные команды. Они управляют электромеханическими и гидравлическими устройствами, а также выполнят служебные функции внутри программы. Чаще всего применяют следующие M-команды:

включение шпинделя и задание ему направления вращения;
остановка вращения шпинделя;
автоматическая смена инструмента (поворот инструментальной головки);
ручная смена инструмента;
включение и выключение подачи СОЖ.

Принцип числового программного управления токарным станком

В отличие от фрезерных, в токарных станках вращается не инструмент, а заготовка. Поэтому программирование для их систем CNC имеет некоторые особенности. Во-первых, перемещение в радиальном направлении задается по оси X, а в продольном — по оси Z. Во-вторых, при составлении программ ЧПУ параметры задаются в миллиметрах на оборот, а не в миллиметрах в секунду, как при операциях фрезерования.

Читайте также: