Станок виды: Виды станков: токарные, сверлильные, расточные, шлифовальные, ЧПУ

alexxlab | 31.12.2022 | 0 | Разное

Виды токарных станков | Топ Станок

Все токарные станки объединяет вращающаяся заготовка, закрепленная в патроне, которая обрабатывается подающимся на нее статичным инструментом. Это могут быть различные резцы, резьбовые плашки и метчики, сверла, развертки, зенкеры и др. В классических токарных станках вращается деталь, совершая главное движение – это основной признак данного вида оборудования.

Наиболее часто встречающийся станок группы – токарно-винторезный. Он выполняет широкий спектр токарных работ и применяется как для серийного, так и для штучного выпуска деталей. У этого агрегата имеется станина, передняя и задняя бабка, суппорт для крепления режущего инструмента. Заготовки могут быть закреплены с двух сторон, если они имеют большую длину.

Токарно-винторезные станки выполняют следующие операции:

• проходное и фигурное точение;
• отрезка;
• торцовка;
• нарезка внутренней и наружной резьбы;
• сверление;
• точение внутренних диаметров.

Кроме токарно-винторезных, группа металлообрабатывающих токарных станков охватывает большой парк оборудования различной специализации. В промышленном применении важна высокая производительность и качество обработки, что достигается применением станков, чья конструкция и функциональная схема наиболее подходит для выпуска деталей определенного типа. Существуют различные классификации токарного оборудования, где специализированные и универсальные станки выделены в отдельные категории. Общая классификация включает в себя следующие виды станков:

• токарно-винторезные;
• токарно-револьверные;
• токарно-карусельные;
• лоботокарные;
• токарно-затыловочные;
• обрабатывающие центры;
• автоматы;
• полуавтоматы;
• с ЧПУ.

Функции этих станков могут пересекаться, но само оборудование имеет ряд конструктивных отличий, определяющих технологию обработки. Наибольшее распространение после токрано-винторезных станков, долгое время были токарно-револьверные.

Сегодня их практически вытеснил в новых производствах станки с ЧПУ. По принципу работы они идентичны с классическим токарно-винторезным станком, но имеют инструментальную головку револьверного типа, которая позволяет быстро сменять инструмент в соответствии с технологической картой обработки. Такая головка экономит время работы с заготовкой за счет быстрой смены инструмента. Кроме этого, револьверные головки во многих станках имеют множеством позиций подачи режущего инструмента. В станках с программным управлением могут быть задействованы сразу две револьверные головки, дающие возможность изготовления деталей сложной геометрии.

Токарно-карусельные станки оснащены горизонтальной планшайбой, на которую устанавливается и фиксируется деталь. Такая схема хороша для очень массивных заготовок, которые технически сложно фиксировать в станках с горизонтальным шпинделем. Для изготовления тяжелых деталей с криволинейным профилем применяются токарно-карусельные станки с ЧПУ.

Лоботокарные станки служат для работы с заготовками большого диаметра, превышающего их высоту. Это массивные шкивы, маховики, ж/д колеса, профилированные диски, заготовки для шестерен. В лоботокарных станках деталь крепится на планшайбу, насаженную на горизонтальный шпиндель.

Токарно-затыловочные станки служат для заточки режущего инструмента. Они предназначены для выполнения затылования, имеют большое сходство с токарно-винторезными, но обладают рядом особенностей. В частности они оснащены приспособлениями, позволяющими совершать проход затачиваемого инструмента на один зуб.

У токарных полуавтоматов процесс обработки автоматический, но установка детали производится оператором. Автоматы работают в полностью автоматическом режиме, включая смену заготовок.

Самым дорогим и технически продвинутым токарным станком является токрано-фрезерный обрабатывающий центр. Данное оборудование выполняет множество операций в автоматическом режиме. Программный алгоритм руководит процессами, осуществляемыми роботизированной оснасткой.

Виды станков для распиловки камня – Гантельстан

Камнеобработка – одна из наиболее востребованных операций на производстве и в строительстве. Разные виды каменных изделий используются в качестве строительных материалов и сырья для изготовления различной продукции (столешницы, памятники, ступени, балясины и т.п.). Самый простой способ обработки камня – резка, позволяющая получить заготовку необходимого размера. Для выполнения подобной операции используется камнерезный станок. Данное оборудование имеет несколько разновидностей, может быть громоздким и очень компактным, что позволяет выбрать станок, как для производственного цеха, так и для домашней мастерской.

Назначение и разновидности станков для резки камня

Станки для распиловки камня предназначены для порезки каменных блоков и брусков-заготовок на плиты и прочие плоские детали нужного размера. Некоторые виды распиловочного оборудования используются для разделки монолитных плит на блоки, крупных глыб на более мелкие заготовки и т.п.

По рабочему инструменту камнераспиловочные станки делятся на:

• штрипсовые;
• дисковые;
• с кольцевыми пилами;
• с гибким рабочим органом.

Дисковый станок

Дисковый станок состоит из массивной рамы, стола, дисковой пилы, установленной на валу, электродвигателя и насоса, подающего охлаждающую жидкость на режущий инструмент. Большинство станков оснащено сегментными пилами с алмазным напылением и лишь незначительное количество – твердосплавными дисками.

Станок для распиловки слэбов. Производитель Гантельстан.

Дисковая распиловка камня в настоящее время приобрела широкое распространение и применяется для работы с породами любой прочности. Она разделяется на два вида: алмазно-дисковая порезка и дисковая распиловка резцами. Распиловочные дисковые станки по камню отличаются компактностью, высокой производительностью, возможностью осуществлять непрерывное пиление, а также незначительной металлоемкостью. К недостаткам стоит отнести низкий коэффициент использования диаметра рабочего инструмента, ограничивающий высоту обрабатываемых блоков и получаемых заготовок, а также повышенную энергоемкость процесса обработки камня.

В зависимости от назначения и конструктивных особенностей дисковые станки делятся на:

1. Однодисковые. Данное оборудование, как правило, оснащается пилами большого размера – 2000-3500 мм и предназначено для пассировки каменных блоков различной плотности и изготовления из них заготовок в виде утолщенных пластин. Однодисковые станки бывают портальными, мостовыми и консольными.

2. Многодисковые. Станок оснащен валом с комплектом дисковых пил (до 30 шт.) диаметром 1250 мм. Его основное предназначение – распиловка каменных блоков и брусков различной плотности на плиты-заготовки. Достоинства многодисковых станков заключаются в простоте конструкции и высокой производительности.

Многодисковый станок. Производитель Гантельстан.

Многодисковые распиловочные станки в зависимости от конструкции делятся на одновальные, многовальные и ортогональные (прямоугольные).

Одновальные станки оснащены комплектом дисковых пил, закрепленных на одном валу. В зависимости от крепления вала различают портальное и консольные оборудование. Также одновальные станки различаются по способу подачи: позиционные и конвейерные. Позиционные станки оснащены подвижной столешницей, перемещаемой вместе заготовкой относительно неподвижного диска. Конвейерные станки обеспечивают непрерывную подачу заготовок.

Многовальные станки оснащены несколькими (2-3 шт.), параллельно расположенными валами с комплектом дисковых пил. Как и одновальные аналоги, они бывают позиционные, конвейерные, портальные и консольные.

Ортогональные станки имеют одну или несколько вертикальных дисковых пил, расположенных на горизонтальном валу, и установленный горизонтально, подрезной режущий инструмент, зафиксированный на вертикальном валу. Такая конструкция дает возможность распиливать крупногабаритные блоки на плиты, даже при относительно небольшом диаметре дисков.

Станок для распиловки мраморных и гранитных блоков с диаметром пилы 3 м. Производитель Гантельстан.

Как выбрать алмазные диски

Чтобы оборудование работало эффективно необходимо приобретать и использовать качественные расходные материалы. Для нормальной работы станка по распиловке камня очень важно правильно выбрать алмазный диск и учесть некоторые нюансы, а именно:

• решение конкретных задач. Для каждого вида работ следует приобретать отдельный диск, а в случае с плиткой и керамогранитом под каждую толщину. Использование грубых дисков для работы с отделочным материалом приведет к его порче;
• напайки. В зависимости от содержания алмазных гранул режущие кромки имеют разное название, свойства и назначение. Самый прочный материал с прочностью 80-90 ед. по шкале Роквелла – победит. Диски с такой напайкой служат более 10 лет;
• маркировка. Производители всегда указывают на изделии диаметр диска, направление вращения и максимально допустимые обороты.

Канатный станок

Особенность данного вида камнепильного станка – использование гибкого режущего инструмента, приводимого в движение при помощи шкивов. Данное оборудование применяется для распила монолитов и крупногабаритных блоков на более мелкие сегменты, а также для их пассировки. В зависимости от типа режущего инструмента станки делятся на канатопильные, баровые и ленточнопильные.

В канатопильных станках в качестве рабочего инструмента используют канатные пилы различного типа (абразивные, алмазные, твердосплавные). Их конструкция довольно проста, они легки в эксплуатации, отличаются низким уровнем шума, высокой скоростью реза и позволяют распиливать монолиты и блоки больших размеров. Канатопильный станок состоит из приводной станции, состоящей из направляющих шкивов, пильных стоек, натяжного устройства и пильного стального каната диаметром 3,5-6 мм. Режущий инструмент также оснащен специальными шайбами с алмазным напылением.

Канатный станок. Производитель Гантельстан.

Использование канатопильного станка по резке камня имеет массу преимуществ:

1. Высокая скорость работы. Благодаря компактным размерам рабочего инструмента добыча и обработка камня может осуществляться в условиях ограниченного пространства.
2. Практичность. Гибкость алмазного каната позволяет придавать камню любые геометрические формы.
3. Экономия. Использование алмазного каната позволяет значительно сократить трудозатраты, энергопотребление, человеко-часы и сэкономить на приобретении и аренде абразивного материала.
4. Низкий уровень шума и вибраций благодаря использованию безударных технологий.
5. Экологичность. Благодаря конструктивным особенностям станка практически не образуется пыль, которая может навредить здоровью оператора.
6. Качество реза. Использование алмазного каната позволяет получить идеальный пропил, который не требует дальнейшей шлифовки.

Как выбрать канат для канатного станка

При выборе алмазных канатов для камнерезных станков нужно учитывать в первую очередь тип каменной породы, с которой придется работать. Для обработки стандартных или рассеченных блоков из гранита или мрамора следует использовать режущий инструмент, предназначенный только для резки блоков. Такие канаты удобны, легки и безопасны в эксплуатации, отличаются малошумностью и позволяют работать с очень большими мраморными и гранитными блоками.

Если предполагается обработка только плит, то рекомендуется использовать специальный алмазный канат, предназначенный для гранита. Режущий инструмент подобного типа обеспечивает высокую скорость работы, идеально ровный, аккуратный и гладкий срез, а также снижение энергопотребления. Такие канаты безопасны для окружающей среды и отличаются доступной ценой.

Штрипсовой станок с полосовыми пилами

Штрипсовая (ленточная) распиловка – один из наиболее широко распространенных технологий обработки камня еще с древних времен. Современные штрипсовые станки оснащены полосовой пилой, закрепленной на раме при помощи шарниров. Рабочий инструмент представляет собой стальную полосу длиной 3-4 м, высотой несколько десятков миллиметров и толщиной 4-5 мм. Большинство пил имеет на боковых гранях наклонные или вертикальные пазы. Штрипсовые станки работают с помощью свободного абразива, представляющего собой дробь из закаленной углеродистой стали высокой твердости.

В зависимости от конструктивных особенностей штрипсовые станки разделяются на рамные и специальной конструкции. На отечественных камнеобрабатывающих предприятиях наиболее востребованы штрипсовые станки с криволинейным движением рамы. Оборудование данного типа отличается наличием подвесок, сочленяющих раму с механизмом рабочей подачи и придающих ей криволинейное движение. Подобные станки оснащены системой подачи абразивной пульпы, особенно необходимой при обработке высокопрочного камня неармированными пилами.

Штрипсовые рамные станки предназначены для распиловки каменных блоков различной прочности на плиты-заготовки. Они востребованы благодаря возможности установки большого количества пил, высокой производительности и возможности получения плит небольшой толщины.

Станки с прямолинейным движением рамы предназначены для распиловки каменных блоков средней и низкой прочности алмазными пилами. В зависимости от расположения пильной рамы различают горизонтально- и вертикально-распиловочные станки.

Горизонтально-распиловочные станки предназначены для распила каменного блока по длине, для чего рама размещается и совершает возвратно-поступательные движения в горизонтальной плоскости. В зависимости от подачи разделяют на станки с опусканием пильной рамы непосредственно на блок и с подъемом рабочего стола с заготовкой.

Вертикально-распилочный станок предназначен для распила каменного блока вдоль высоты. Пильная рама расположена и совершает возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости, а рабочий стол вместе с заготовкой в процессе распиловки подается в горизонтальном положении.

Камнепильные станки специальной конструкции отличаются ограниченным количеством пил (1-5). Данное оборудование, как правило, используется для пассировки блоков, распиловки крупногабаритных заготовок на более мелкие и выпиливания утолщенных брусков-заготовок. Использование алмазных штрипсовых пил позволяет обрабатывать камень любой прочности.

Баровый станок с цепными пилами

В баровых камнераспиловочных станках в качестве рабочего инструмента используются цепные пилы. Конструктивно они разделяются на:

• портальные;
• мостовые;
• консольные.

Баровый станок

Большое влияние на конструкцию баровых станков оказывает характер используемого рабочего инструмента. В основном они оснащены пилами с твердосплавными режущими элементами. Подобное оборудование получило широкое применение в некоторых странах Европы, в частности во Франции. Баровые станки чаще всего применяют для распиловки низкопрочных пород камня (до150 МПа), поскольку именно в этом случае достигается высокая производительность. Порезку можно проводить как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, благодаря поворотному механизму.

К недостаткам баровых станков с твердосплавным режущим инструментом следует отнести большую ширину пропила, высокую энергоемкость, низкую эксплуатационная надежность рабочего инструмента. Однако использование пил с алмазными сегментами позволяет избежать этих недостатков.

Правила техники безопасности

Обработка камня – достаточно травмоопасное производство, поэтому очень важно соблюдать правила техники безопасности (ПТБ). Они регламентируют медицинский осмотр и инструктаж персонала по технике безопасности и производственной санитарии, обучение безопасной работе, контроль над состоянием рабочих мест и поведение рабочего во время трудового процесса.

В случае изменения технологического процесса, модернизации или замене оборудования и инструмента, при переменах в условиях производства, связанных с безопасностью труда, при нарушении требований ПТБ, которые могли или привели к травме, пожару, аварии и т.п., а также при перерыве в работе более 60 дней требуется внеплановый инструктаж. Помимо инструктажей на производстве должно быть налажено обучение безопасному выполнению необходимых работ с соответствующей проверкой знаний и выдачей соответствующих удостоверений.

Перед каждой сменой рабочие места осматриваются бригадиром или мастером, а раз в сутки мастером. Если выявлены какие-либо нарушения правил техники безопасности, то до их устранения запрещено приступать к работе. Помимо того, каждый рабочий должен сам убедиться в безопасном состоянии своего рабочего места, а при обнаружении неполадок сообщить о них мастеру или бригадиру до начала работ.

В ходе производственного процесса запрещено отвлекаться на посторонние дела и разговоры, а также мешать другим. На рабочем месте не должно быть посторонних людей, а также работников, не имеющих отношение к выполнению данной работы. Все подвижные элементы распиловочного оборудования должны быть ограждены, в противном случае, работать на неогражденных станках запрещено. Перед запуском подается предупредительный сигнал.

Как выбрать отрезной станок

Для выбора функционального и качественного отрезного станка для камня не обязательно быть специалистом, достаточно знать важные моменты, которых не так уж и много. Однако их игнорирование, особенно если оборудование приобретается для профессиональной деятельности, приведет к тому, что приобретение окажется бесполезным. Итак, при выборе отрезного станка для камня нужно обратить внимание на следующее:

1. В первую очередь необходимо определиться с назначением и специализацией оборудования. Некоторые камнерезные станки разработаны специально для выполнения конкретной операции.
   Если предполагается осуществление разных видов камнеобработки, то лучшим вариантом будет приобретение универсального оборудования, способного выполнять самые различные операции.
2. Второй момент, на который обязательно нужно обратить внимание – рабочие параметры станка для резки плитки и камня. Среди них очень важна глубина реза, которая непосредственно зависит от размеров рабочего инструмента. Также имеет значение длина пропила, от которой зависит возможность обрабатывать каменные блоки разного размера.
3. Не менее важна и предельно допустимая нагрузка на камнерезный станок. Качественное, даже полупрофессиональное оборудование должно выдерживать значительные нагрузки даже в течение длительного времени.
4. Точность оборудования. Только при высоких показателях данного параметра можно сделать качественный распил каменной заготовки. Обычно данная информация указана в технической документации станка.
5. Настраиваемые параметры резания. В камнеобработке очень важна возможность изменения глубины и наклона пропила, ширины получаемой заготовки и т. п. В хороших станках для распиловки есть большое количество различных регулировок, которые предоставляют массу возможностей. Также стоит обратить внимание на наличие различного рода защит, которые предотвращают разбрасывание мельчайших частиц обрабатываемого камня.

Стоит принимать во внимание и такие мелочи, как ровность рабочего стола, надежность и прочность направляющих и прочих элементов оборудования для порезки камня. Также важно наличие и объем резервуара для охлаждающей жидкости.

Заключение

Камнеобработка – очень популярный и прибыльный вид деятельности. Порезка камня может осуществляться разными способами. Станки с алмазными дисками позволяют обрабатывать камень без лишних затрат и специальной организации процесса. Такое оборудование может использоваться как на строительной площадке, так и на небольшом частном производстве. Однако на крупных предприятиях уже давно используются высокотехнологичные станки термо- и гидроабразивной обработки твердотельных материалов. Они позволяют осуществлять порезку с высокой точностью и скоростью, хотя такое оборудование стоит намного дороже традиционных станков и отличается сложностью организации процесса.

Каковы общие типы и классификации станков?

Станок является незаменимым инструментом для производства промышленных деталей. Долгое время механическая обработка выполнялась вручную поэтапно. С развитием компьютерных технологий и технологий обработки операционные технологии были интегрированы в обрабатывающие инструменты для производства станков с ЧПУ. Обрабатывающие станки с ЧПУ значительно повышают эффективность производства, освобождая персонал для выполнения других обязанностей. Многие производители используют станки с ЧПУ для производства высокоточных изделий и деталей, которые невозможно изготовить на традиционных станках. Это один из предпочтительных элементов оборудования, используемого во многих производственных отраслях.

Классификация станков

Станки обычно относятся к машинам, которые производят другие машины, и подразделяются на металлорежущие станки, кузнечные станки и деревообрабатывающие станки.

По способу обработки или назначению их можно разделить на токарные, фрезерные, строгальные, шлифовальные, сверлильные, расточные, протяжные, зубообрабатывающие и т. д.

По размеру и качеству обрабатываемой детали производимых, их можно разделить на инструментальные станки, средние и малые станки, большие станки (10–30 т), тяжелые станки (30–100 т) и сверхтяжелые станки (более 100 т).

По точности обработки их можно разделить на относительную точность и абсолютную точность.

В соответствии с различными методами управления станки можно разделить на традиционные станки и станки с ЧПУ. Традиционный станок — это станок, которым управляет человек, а станок с ЧПУ — это автоматический станок, оснащенный системой программного управления. По сравнению с традиционными станками станки с ЧПУ значительно повысили эффективность и точность обработки и стали основным направлением в современной станкостроительной промышленности.

В зависимости от области применения станков их можно разделить на три типа: станки общего назначения, специализированные станки и станки специального назначения.

В соответствии со структурой и расположением станков их можно разделить на вертикальные, горизонтальные, портальные и т. д.

Применение станков с ЧПУ

Функциональные компоненты станков с ЧПУ в основном включают систему ЧПУ , шпиндель, двигатель, привод, ходовой винт, направляющая, инструментальный магазин, поворотная головка и поворотный стол и т. д. Эти компоненты станка с ЧПУ определяют уровень производительности станка с ЧПУ. Давайте посмотрим, в каких областях можно использовать станки с ЧПУ:

Авиационная промышленность: для таких деталей, как крылья самолетов, фюзеляж, хвост, детали двигателя и т. д., необходимые станки включают высокоскоростные пятиосевые обрабатывающие центры, портальные мобильные высокоскоростные обрабатывающие центры, прецизионные токарные станки с ЧПУ, прецизионные горизонтальные обрабатывающие центры, многокоординатные напильниковые фрезерные центры, прецизионные станки для управления зубчатыми колесами и резьбой и т. д.

Производство железнодорожных локомотивов: Для корпусов, осей, колес и других деталей высокоскоростных железнодорожных локомотивов, больших и средних станков с ЧПУ необходимы. Сюда входят токарные станки с ЧПУ, вертикальные и горизонтальные обрабатывающие центры, пятиосевые обрабатывающие центры и портальные фрезерные станки.

Оружейная промышленность: Для танков, бронемашин, пуль, орудий, сердечников и других изделий механическая обработка производится на токарных станках с ЧПУ, вертикальных и горизонтальных обрабатывающих центрах, пятикоординатных обрабатывающих центрах, портальных опиловочных и фрезерных станках, опиловочных и фрезерные обрабатывающие центры, инструменты для обработки зубчатых колес и т. д.

Производство пресс-форм: пресс-формы для автомобильных панелей, пресс-формы для литья под давлением, формовочные экструзионные формы и т. д., требующие высокоскоростных фрезерных станков с ЧПУ, прецизионных электрических обрабатывающих инструментов, высокоточной обработки. центры и прецизионные шлифовальные станки.

Производство электронного информационного оборудования: Для корпусов высококачественных электронных продуктов, статоров роторов двигателей, крышек корпусов двигателей и т. д. необходимы небольшие прецизионные станки с ЧПУ. К ним относятся: высокоскоростные фрезерные центры, высокоскоростные обрабатывающие центры, малые прецизионные токарные станки, малые прецизионные пуансоны, прецизионные и сверхвысокоточные станки с ЧПУ для прецизионной обработки и прецизионные электрообрабатывающие инструменты.

Производство энергетического оборудования: портальные опиловочные и фрезерные станки с ЧПУ для тяжелых условий эксплуатации, крупногабаритные напольные опиловочно-фрезерные станки, крупногабаритные токарные станки с ЧПУ, специальные фрезерные станки для обработки корневых канавок лопаток и обрабатывающие станки с ЧПУ для лопаток необходимы для обработка энергетического оборудования

Производство металлургического оборудования: Для непрерывной разливки и прокатки требуются большие портальные фрезерные станки и большие токарные станки с ЧПУ.

Производство строительной техники: Для коробок передач, экскаваторов, кузовов автомобилей, двигателей и других компонентов необходимы малые и средние станки с ЧПУ. К ним относятся: токарные станки с ЧПУ, обрабатывающие центры среднего размера, фрезерные станки с ЧПУ и зубообрабатывающие станки.

Судостроительная промышленность: Обработка корпусов дизельных двигателей требует использования тяжелых и сверхтяжелых портальных фрезерных и опиловочных станков, сверхмощных напольных фрезерных и опиловочных станков с ЧПУ, крупногабаритных токарных станков с ЧПУ и токарно-фрезерных центров, крупногабаритных Зубошлифовальные станки с ЧПУ, фрезерные станки с коленчатым валом и крупногабаритные токарно-фрезерные центры с коленчатым валом.

Автомобильная промышленность: Для автомобильных компонентов и двигателей требуются высокоэффективные, высокопроизводительные, специальные станки с ЧПУ и гибкие производственные линии. Обработка запчастей требует использования токарных станков с ЧПУ, вертикальных и горизонтальных обрабатывающих центров, высокопроизводительных шлифовальных станков с ЧПУ.

Преимущества и недостатки станков с ЧПУ

Преимущества:

• Высокая точность обработки

Точность обработки станков с ЧПУ выше, чем у обычных станков, и достигается допуск от 0,05 до 0,1 мм. Поскольку станок с ЧПУ использует цифровые сигналы для управления работой, точность позиционирования высока. Устройство числового программного управления может выдавать выходные импульсные сигналы, которые перемещают части машины с шагом 0,001 мм.

• Стабильное качество обработки
Многократное повторение операций гарантирует, что партии продуктов обрабатываются в одних и тех же условиях обработки, производя детали с очень стабильным качеством.
• Высокая эффективность производства

Появление станков с ЧПУ значительно повысило эффективность производства. Высокоскоростное производство эффективно сокращает время настройки и обработки. Инструкции можно хранить в компьютере с ЧПУ, что избавляет от необходимости вносить коррективы при настройке, что значительно сокращает трудозатраты и время.

• Эффективная модернизация управления производством

Станки с ЧПУ в высшей степени стандартизированы, что облегчает управление процессами их обработки.

Недостатки:

Несмотря на высокую эффективность станков с ЧПУ, они требуют более высоких технических навыков для операторов и обслуживающего персонала. Если машина повреждена, потребуется квалифицированный персонал для обслуживания, которое может быть относительно дорогим.

Что такое станок и типы станков (классификация по 4 признакам)

Станок относится к машине, которая производит машину, также известную как рабочая машина или инструментальная машина, которую традиционно называют станком.

Как правило, станки делятся на металлорежущие станки, кузнечные станки, деревообрабатывающие станки и так далее.

Способов обработки механических деталей в современном машиностроении много: кроме резки, есть литье, ковка, сварка, штамповка, экструзия и так далее.

Все детали с высокой точностью и мелкой шероховатостью поверхности, как правило, необходимо обрабатывать методом резания на станке.

Станки играют важную роль в строительстве модернизации национальной экономики.

Типы станков

Существует множество разновидностей и спецификаций станков с ЧПУ, и методы классификации также различаются.

Как правило, их можно классифицировать по функциям и структуре в соответствии со следующими четырьмя принципами.

Классификация по траектории управления движением станка

(1) Станок с ЧПУ с управлением точкой

Управление точкой требует только точного позиционирования подвижных частей станка из одной точку в другую, а требования к траектории движения между точками не являются строгими.

Во время движения обработка не выполняется, и движение между осями координат не имеет значения.

Чтобы обеспечить быстрое и точное позиционирование, смещение между двумя точками обычно сначала перемещается быстро, а затем медленно приближается к точке позиционирования, чтобы обеспечить точность позиционирования, как показано на рисунке ниже, который представляет собой дорожку движения управления положением точки. .

Станки с функцией точечного управления в основном включают сверлильный станок с ЧПУ, фрезерный станок с ЧПУ, пуансон с ЧПУ и т. д. для точечного контроля встречается редко.

(2) Станок с ЧПУ с линейным управлением

Станок с ЧПУ с линейным управлением также называется станком с ЧПУ с параллельным управлением. Его особенность в том, что помимо точного позиционирования между контрольными точками, он также контролирует скорость движения и маршрут (траекторию) между двумя связанными точками.

Однако его маршрут движения движется только параллельно оси координат станка, то есть одновременно управляется только одна ось координат (то есть в системе ЧПУ нет необходимости в функции интерполяции) .

В процессе перемещения инструмент может резать с заданной скоростью подачи. Как правило, он может обрабатывать только прямоугольные и ступенчатые детали.

Станки с функцией линейного управления в основном включают относительно простые токарные станки с ЧПУ, фрезерные станки с ЧПУ, шлифовальные станки с ЧПУ и т. д.

Система ЧПУ этого станка также называется системой ЧПУ с линейным управлением.

Точно так же станки с ЧПУ, используемые просто для линейного управления, встречаются редко.

(3) Станок с ЧПУ с контурным управлением

Схема обработки станка с ЧПУ с контурным управлением

Станок с ЧПУ с контурным управлением также называется станком с ЧПУ с непрерывным управлением.

Его особенность управления заключается в том, что он может контролировать смещение и скорость двух или более координат движения одновременно.

Чтобы обеспечить относительную траекторию движения инструмента по контуру заготовки и удовлетворить требования к контуру обработки заготовки, управление перемещением и регулирование скорости каждого координатного движения должны быть точно согласованы в соответствии с заданным пропорциональным соотношением.

Следовательно, в таком режиме управления требуется, чтобы устройство ЧПУ имело функцию операции интерполяции.

Так называемая интерполяция предназначена для описания формы линии или дуги посредством математической обработки калькулятора интерполяции в системе ЧПУ в соответствии с основными данными, введенными программой (такими как конечные координаты линии, конечная точка координаты дуги и координаты центра или радиус).

То есть при расчете импульсы распределяются на каждый контроллер оси координат в соответствии с результатами расчета, чтобы контролировать перемещение рычажного механизма каждой оси координат для соответствия требуемому контуру.

В процессе движения инструмент может непрерывно резать поверхность заготовки, обрабатывать все виды прямых линий, дуг и кривых.

Такие станки в основном включают токарные станки с ЧПУ, фрезерные станки с ЧПУ, станки с ЧПУ для резки проволоки, обрабатывающие центры и т. д. координатные оси рычажного механизма, которыми он управляет:

① Двухосевой рычажный механизм

Он в основном используется для токарного станка с ЧПУ, обрабатывающего вращающуюся поверхность, или фрезерного станка с ЧПУ, обрабатывающего изогнутую цилиндрическую поверхность.

② Двухосный полурычаг

В основном используется для управления станками с более чем тремя осями. Две оси могут быть связаны, а другая ось может периодически подаваться.

③ Трехосное соединение

Обычно делится на две категории. Одним из них является соединение трех линейных осей координат X / Y / Z, которое в основном используется в фрезерных станках с ЧПУ, обрабатывающих центрах и т. д.

Другой для управления осью координат вращения, вращающейся вокруг одной из осей линейных координат в дополнение к двум линейным координатам в X / Y / Z одновременно.

Например, в токарном центре помимо сопряжения продольной (ось Z) и поперечной (ось x) линейных осей координат необходимо также контролировать сопряжение главного вала (ось c) одновременно вращаются вокруг оси Z.

④ Четырехосевое соединение

Одновременно контролируйте связь между тремя линейными осями координат X/Y/Z и вращающейся осью координат.

⑤ Пять осей

В дополнение к одновременному управлению связью трех осей координат X/Y/Z, он также управляет двумя осями координат в осях координат A, B и C, вращающихся вокруг этих осей линейных координат, чтобы сформировать связь одновременного управления пятью осями.

В это время инструмент можно установить в любом направлении в пространстве.

Например, управляйте инструментом так, чтобы он вращался вокруг оси x и оси y одновременно, чтобы инструмент всегда сохранял нормальное направление с обработанной контурной поверхностью в точке резания, чтобы обеспечить плавность обрабатываемой поверхности, повысить точность обработки и эффективность обработки, а также уменьшить шероховатость обработанной поверхности.

2. Классификация по режиму сервоуправления

(1) станок с ЧПУ с управлением без обратной связи

Сервопривод подачи этого типа станков является разомкнутым, то есть устройство обратной связи обнаружения отсутствует.

Как правило, приводным двигателем является шаговый двигатель.

Основная особенность шагового двигателя заключается в том, что каждый раз, когда схема управления изменяет сигнал командного импульса, двигатель поворачивается на угол шага, а сам двигатель обладает способностью самоблокировки.

Сигнал команды подачи, выдаваемый системой ЧПУ, управляет цепью возбуждения через распределитель импульсов.

Управляет смещением координат по количеству импульсов преобразования, скоростью смещения частотой импульсов преобразования и направлением смещения порядком распределения импульсов преобразования.

Таким образом, самой большой особенностью этого режима управления является удобное управление, простая структура и низкая цена.

Поток командных сигналов, отправляемых системой ЧПУ, является односторонним, поэтому проблем со стабильностью системы управления нет.

Однако, поскольку ошибка механической передачи не корректируется обратной связью, точность смещения невысока.

Ранние станки с ЧПУ использовали этот режим управления, но частота отказов была относительно высокой.

В настоящее время, благодаря усовершенствованию схемы управления, он по-прежнему широко используется.

Особенно в Китае этот режим управления часто используется при преобразовании ЧПУ общеэкономической системы ЧПУ и старого оборудования.

Кроме того, этот режим управления можно настроить с помощью микрокомпьютера с одной микросхемой или одноплатного компьютера в качестве устройства числового управления, чтобы снизить стоимость всей системы.

(2) станок с замкнутым контуром управления

Сервопривод подачи этого станка с ЧПУ работает в режиме управления с обратной связью с обратной связью.

Приводным двигателем может быть серводвигатель постоянного или переменного тока, и необходимо настроить обратную связь по положению и обратной связи по скорости.

Во время обработки фактическое смещение движущихся частей определяется в любой момент и своевременно передается обратно на компаратор в системе ЧПУ.

Он сравнивается с командным сигналом, полученным операцией интерполяции, и его разница используется в качестве управляющего сигнала сервопривода, который приводит в движение смещаемую часть для устранения ошибки смещения.

В зависимости от положения установки элемента обнаружения обратной связи по положению и используемого устройства обратной связи он делится на режимы полного и полузамкнутого контура управления.

① Полностью замкнутый контур управления

Как показано на рисунке, устройство обратной связи по положению использует элемент обнаружения линейного смещения (в настоящее время обычно используется решетчатая линейка) и устанавливается на седле станка, то есть оно непосредственно определяет линейное смещение станка. координаты.

Благодаря обратной связи ошибка передачи во всей цепи механической передачи от двигателя к опоре станка может быть устранена, чтобы обеспечить высокую точность статического позиционирования станка.

Однако во всем контуре управления фрикционные характеристики, жесткость и зазор многих звеньев механической передачи нелинейны, а время динамического отклика всей цепи механической передачи очень велико по сравнению со временем электрического отклика

Это приводит к большим трудности с коррекцией устойчивости всей замкнутой системы, а проектирование и настройка системы также очень сложны.

Этот полный режим управления с обратной связью в основном используется для координатных станков с ЧПУ и прецизионных шлифовальных станков с ЧПУ с высокими требованиями к точности.

② Полузамкнутый контур управления

Как показано на рисунке, его обратная связь по положению использует элемент обнаружения угла (в настоящее время в основном используется энкодер) и устанавливается непосредственно на конце серводвигателя или ходового винта.

Поскольку большинство механических звеньев передачи не включены в замкнутый контур системы, это необходимо для получения более стабильных характеристик управления.

Механические ошибки передачи, такие как ходовой винт, не могут быть исправлены в любое время с помощью обратной связи, но для надлежащего повышения точности можно использовать метод компенсации настроек программного обеспечения.

В настоящее время большинство станков с ЧПУ используют полузамкнутый режим управления.

③ Станок с ЧПУ с гибридным управлением

Характеристики вышеуказанных режимов управления выборочно сконцентрированы для формирования схемы гибридного управления.

Как упоминалось ранее, режим управления без обратной связи имеет хорошую стабильность, низкую стоимость и низкую точность, в то время как полная стабильность с обратной связью плохая.

Поэтому, чтобы компенсировать друг друга и соответствовать требованиям управления некоторых станков, следует использовать гибридный режим управления.

Компенсация разомкнутого контура и компенсация полузамкнутого контура широко используются.

3. Классификация по функциональному уровню системы ЧПУ

В соответствии с функциональным уровнем системы ЧПУ системы ЧПУ обычно делятся на низкие, средние и высокие.

Границы низших, средних и высших степеней относительны, и стандарты деления будут разными в разные периоды.

В соответствии с текущим уровнем развития, различные типы систем ЧПУ можно разделить на низкие, средние и высокие по некоторым функциям и показателям.

Среди них средние и высококачественные обычно называются полнофункциональными ЧПУ или стандартными ЧПУ.

4. Классификация по типу технологии обработки и использованию станка

(1) Резка металла

Относится к станкам с ЧПУ с различными процессами резания, такими как точение, фрезерование, столкновение , развертывание, сверление, шлифование и строгание.

Его можно разделить на следующие две категории.

① Обычный станок с ЧПУ

Например, токарный станок с ЧПУ, фрезерный станок с ЧПУ, шлифовальный станок с ЧПУ и т. д.

② Обрабатывающий центр

Его основной особенностью является инструментальный магазин с механизмом автоматической смены инструмента, через который заготовка проходит один раз.

После зажима, за счет автоматической смены всех видов режущих инструментов, различные процессы, такие как фрезерование (точение) ключом, петлей, сверление и нарезание резьбы, непрерывно обрабатываются на каждой обрабатываемой поверхности заготовки на одном и том же станке, таком как (строительство / фрезерный) обрабатывающий центр, токарный центр, сверлильный центр и т.