Все, что вам нужно знать о Токарный станок с ЧПУ

Токарный станок с ЧПУ, также известный как токарный станок с ЧПУ, - это прецизионный обрабатывающий инструмент, который вращает заготовку вокруг своей оси, одновременно отрезая или формируя ее с помощью фиксированных режущих инструментов.

ЧПУ означает, что оператор вводит команды в машину через компьютер для автоматизированной работы.

Хотя ручные фрезерные и токарные станки существуют еще со времен Древнего Египта, они не могут обеспечить уровень точности, достижимый на современных токарных станках с ЧПУ.

Как работает токарный станок с ЧПУ?

Токарная обработка с ЧПУ - это субтрактивный процесс обработки, использующий принципы токарного станка для придания цилиндрической формы деталям.

Вот основной обзор работы токарного станка с ЧПУ:

Дизайн и программирование

Сначала создается дизайн детали с помощью программного обеспечения CAD (Computer-Aided Design).

Затем CAD-проект переводится в программу ЧПУ с помощью программного обеспечения CAM (Computer-Aided Manufacturing).

Программа ЧПУ содержит инструкции для станка по перемещению и работе режущих инструментов.

Настройка заготовки

Исходный материал, называемый заготовкой, устанавливается на шпиндельный патрон. Патрон надежно фиксирует заготовку и позволяет ей вращаться.

Настройка инструмента

Режущие инструменты выбираются в соответствии с требованиями проекта и устанавливаются на инструментальную башню.

Револьверная головка может вмещать несколько инструментов, что позволяет выполнять различные операции без ручной смены инструмента.

Инициализация машины

Оператор загружает программу ЧПУ в компьютер станка.

Программа содержит информацию о траекториях инструментов, скоростях резания, подачах и других параметрах.

Вращение заготовки

Шпиндель вращает заготовку с контролируемой скоростью. Вращение синхронизировано с движением режущего инструмента.

Движение инструмента

Контроллер ЧПУ посылает сигналы на двигатели, которые управляют движением инструмента по запрограммированным траекториям. Инструмент может перемещаться как в радиальном, так и в осевом направлении.

Операция резки

При вращении заготовки режущий инструмент входит в зацепление с материалом, удаляя излишки материала, чтобы придать детали форму, соответствующую запрограммированному дизайну.

Охлаждающая жидкость и смазка

Охлаждающая жидкость часто используется для охлаждения зоны резания и удаления стружки с заготовки. Также на режущий инструмент может наноситься смазка для уменьшения трения и нагрева.

Мониторинг и контроль качества

Для контроля размеров и качества обработанной детали в ходе процесса могут использоваться датчики и системы мониторинга.

При обнаружении отклонений корректировка может быть выполнена автоматически.

Отделочные операции

В зависимости от конструкции и требований, токарный станок с ЧПУ может выполнять дополнительные операции, такие как нарезание резьбы, торцевание, обработка канавок и другие процессы чистовой обработки.

Выгрузка готовой детали

После завершения процесса обработки готовая деталь снимается со станка.

Что такое Основные компоненты токарного станка с ЧПУ?

Токарный станок с ЧПУ состоит из нескольких ключевых компонентов, которые обеспечивают его точность и производительность, включая такие важные механизмы, как бабка, задняя бабка, шпиндельный патрон, каретка станины, режущие инструменты и револьверные головки.

Изголовье

Бабка в токарном станке с ЧПУ - это как двигатель, отвечающий за надежное вращение заготовки.

Он включает в себя такие важные компоненты, как шпиндель, шестерни, валы, подшипники и механизмы управления.

Эта деталь облегчает выполнение таких токарных операций, как нарезание резьбы, сверление и снятие фасок. В бабке также размещаются и закрепляются режущие инструменты, что позволяет выполнять точные и повторяющиеся сложные резы на цилиндрических поверхностях.

Хвостовая бабка

Задняя бабка обеспечивает опору и устойчивость заготовок во время токарной обработки. Она соединяется со станиной станка, удерживая заготовку в устойчивом положении и параллельно оси станка.

Этот важнейший инструмент повышает точность обработки благодаря пиноли и патронам задней бабки, обеспечивая стабильный контакт между инструментом и материалом.

Шпиндель

Шпиндель обеспечивает крутящий момент, скорость и точность для выполнения вращательных операций на высоких скоростях. Привод шпинделя обеспечивает постоянство каждого оборота и стабильность при удалении материала.

При выборе токарного станка с ЧПУ важно учитывать соответствие шпинделя конкретным потребностям, например, тип подшипника (роликовый или шариковый), число оборотов, выходную мощность и эксплуатационные характеристики для различных проектов.

Патроны

Патроны - это автоматические устройства, используемые на токарных станках с ЧПУ для удержания заготовок. Они крепятся к бабке, но не интегрируются в нее.

Различные типы патронов, включая трехкулачковые универсальные, могут использоваться в зависимости от потребностей в обработке, формы деталей и требуемых усилий зажима.

Большинство токарных станков оснащены стандартной системой фиксации заготовки с трехкулачковым патроном и гидравлическим приводом.

Кровать

Станина служит основанием для станка. Она обеспечивает плавное перемещение каретки и задней бабки вдоль оси шпинделя.

Кровати обычно изготавливаются из таких материалов, как чугун, низкоуглеродистая сталь, ковкий чугун или тип Granitan, известный своими виброгасящими свойствами.

Эта прочная конструкция повышает устойчивость, обеспечивая надежную поддержку таких компонентов, как турель инструмента, особенно при больших нагрузках в процессе обработки.

Вагоны

Токарные станки с ЧПУ используют каретки для управления движением режущего инструмента с запрограммированной точностью.

Каретка, состоящая из седла и фартука, обеспечивает линейное перемещение по осям X и Z. Такая синхронизация обеспечивает точность размеров при производстве деталей и снижает износ инструмента.

Каретки также поддерживают тяжелые инструменты, сводя к минимуму их износ по сравнению со старыми конструкциями токарных станков с ручным управлением. Они повышают производительность, позволяя быстро менять настройки между модульными блоками, сокращая время простоя и уменьшая участие оператора в выполнении определенных операций.

Режущие инструменты

Токарные станки с ЧПУ используют режущие инструменты, установленные на различных частях токарного станка, таких как бабка, каретка и револьверная головка.

Эти инструменты, включая сверла, концевые и торцевые фрезы, развертки, резьбонарезные инструменты и инструменты для накатки, имеют различные формы и размеры и предназначены для выполнения конкретных задач по обработке.

Панель управления

Панель управления - это центральный компонент станка с ЧПУ. Операторы должны понимать ее функции, поскольку они взаимодействуют со станком.

Она оснащена экраном и клавиатурой для программирования команд. Кнопки, регуляторы и клавиши на панели позволяют пользователям управлять различными аспектами обработки, такими как направление движения, скорость подачи материала и скорость вращения в минуту.

В конструкции предусмотрены мониторы для просмотра программ, микросхема контроллера с данными о работе техники и педали для ручного ввода при необходимости.

Револьверные головки

Револьверные головки позволяют легко размещать различные режущие инструменты. Эти вращающиеся держатели инструментов могут вмещать несколько инструментов во вращающейся турели или в стационарном держателе.

Обе конфигурации сокращают время настройки между операциями, что позволяет сократить время цикла и повысить точность производства высококачественных изделий.

Ножные педали

Ножные педали обычно используются для помощи операторам при загрузке и выгрузке материалов, а также для управления такими функциями, как открытие и закрытие патрона.

Эти педали обеспечивают точное управление, повышая эффективность, безопасность и точность обработки. Несмотря на кажущуюся простоту, педали обеспечивают точный контроль над сложными процессами, позволяя легко получить доступ к ним во время технического обслуживания или других работ.

Восемь основных типов токарных станков с ЧПУ

Существуют различные типы токарных станков с ЧПУ, каждый из которых предназначен для конкретных задач и требований к обработке. Вот восемь основных типов:

Горизонтальные токарные центры

Горизонтальные токарные центры позволяют подавать материалы с левой стороны и обрабатывать их с обеих сторон, используя одноточечный процесс резания с вращающимися инструментами.

Такой подход позволяет эффективно изготавливать сложные детали с точными деталями в больших количествах, что делает его популярным выбором для массового производства.

Они оснащены мощными шпинделями, которые вращаются с высокой скоростью, управляя несколькими фрезами на одном держателе. Это позволяет выполнять такие операции, как торцевание, прорезание канавок, сверление и нарезание резьбы, без ручной настройки инструмента.

Головная бабка оснащена автоматическим устройством смены инструмента для быстрой настройки, что сокращает время простоя при производстве больших партий деталей.

Вертикальные токарные центры

Вертикальные токарные центры - это станки с ЧПУ, используемые для вращения заготовок в процессе обработки. Этот процесс, осуществляемый при вращении, позволяет выполнять точные операции по резке металла, такие как сверление и нарезание резьбы.

В этих станках часто используется сила тяжести для подачи режущего инструмента, что позволяет выполнять более глубокие пропилы, чем в горизонтальных токарных станках. Некоторые конфигурации имеют перевернутую конструкцию для лучшего доступа оператора.

Вертикальные токарные центры имеют преимущества благодаря использованию силы тяжести при обработке шероховатых поверхностей, что обеспечивает точность.

Горизонтальные токарные станки

Горизонтальные токарные станки с ЧПУ - самый распространенный тип токарных станков. В них используется горизонтальная оправка с различными головками, которые могут обрабатывать детали разных форм и размеров.

Такая универсальность повышает точность при выполнении таких задач, как растачивание и нарезание резьбы. Боковые держатели инструмента позволяют использовать сложные техники ориентации.

Однако по сравнению с вертикальными токарными станками они обладают меньшей гибкостью из-за действия силы тяжести, поскольку только одна сторона обращена вниз.

Несмотря на это, возможность одновременной установки нескольких инструментов делает горизонтальные токарные станки весьма востребованными для профессионалов металлообработки, позволяя экономить время по сравнению с традиционными методами.

Вертикальные токарные станки

Вертикальные токарные станки оснащены вращающимся шпинделем, установленным вертикально, для обработки цилиндрических заготовок различных размеров.

Конфигурация может быть различной, в некоторых конструкциях используются два патрона, расположенные горизонтально или по диагонали для быстрой загрузки и выгрузки материала.

Кроме того, вертикальные токарные станки могут иметь несколько инструментальных револьверных головок для повышения производительности. Эти станки работают с автоматически приводимыми в движение каретками и режущими инструментами, следуя запрограммированным инструкциям с панели управления или программного интерфейса системы ЧПУ.

2-осевые токарные станки с ЧПУ

Двухосевые токарные станки с ЧПУ - это станки с компьютерным управлением, в которых инструментальная головка перемещается в двух направлениях, X и Z. Они предназначены для обработки металлических деталей с помощью операций фрезерования, отрезания, профилирования и нарезания резьбы.

Эти токарные станки имеют горизонтальный шпиндель с патроном на каждом конце, что делает их пригодными для обработки крупных цилиндрических деталей.

Они отличаются высокой точностью при изготовлении небольших деталей, таких как втулки или уплотнения валов, но их возможности ограничены перемещением в двух плоскостях - X и Z.

Несмотря на отсутствие сложности многоосевых токарных станков, они эффективны для быстрой и точной обработки, особенно небольших деталей, с минимальной последующей обработкой.

Многоосевые токарные станки с ЧПУ

Многоосевые токарные станки с ЧПУ - это современные машины, предназначенные для точной обработки, такой как сверление, фрезерование и резка. Они превосходят старые 3-осевые модели и ручные станки по скорости и гибкости.

Эти токарные станки имеют 3, 4 или 5 осей, что позволяет им создавать сложные детали за один установ. Станки двигаются в нескольких направлениях, что делает их пригодными для выполнения различных задач, таких как нарезание резьбы, контуров и растачивание отверстий с обеих сторон детали.

Токарные станки с ЧПУ швейцарского типа

Токарные станки с ЧПУ швейцарского типа используют специализированную цангу в задней части направляющей втулки, что позволяет точно обрабатывать мелкие детали, включая такие сложные операции, как поперечное сверление.

Технология направляющих втулок предотвращает помехи между движущимися частями, что делает эти токарные станки идеальными для задач, требующих детальной работы за короткое время.

Токарные станки швейцарского типа часто имеют такие функции, как несколько шпинделей, вращающиеся револьверные головки и специализированные режущие инструменты для миниатюрных применений, таких как микротрубки и зубные имплантаты.

Токарные станки с наклонной и плоской станиной

Токарные станки с косой и плоской станиной - это два типа токарных станков с ЧПУ, разработанных для конкретных задач в зависимости от потребностей в обработке и сложности деталей.

Токарные станки с наклонной станиной имеют 30-градусный наклон, что позволяет им удерживать большие детали и достигать большей точности в иллюстрациях.

С другой стороны, токарные станки с плоской станиной подходят для тяжелых режимов обработки, обеспечивая устойчивость крупных деталей благодаря более длинной области резания.

Оба типа обеспечивают высокую точность, скорость вращения шпинделя от 500 до 5500 об/мин, что позволяет добиться отличных результатов в таких процессах, как нарезание резьбы, сверление, растачивание и торцевание.

Преимущества токарных станков с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ - это бесценное оборудование для производства прецизионных деталей, обеспечивающее повышенную точность, повторяемость и автоматизацию. Эта высокоразвитая технология дает промышленному сектору массу преимуществ.

Точность и аккуратность

Токарная обработка с ЧПУ обеспечивает непревзойденную точность благодаря использованию компьютерного числового программного управления (ЧПУ) для управления режущими инструментами. Это обеспечивает гладкую отделку и жесткие допуски, сокращая количество отходов и обеспечивая эффективное производство.

Эффективность и производительность

Станки с ЧПУ превосходят ручные операции по эффективности и производительности. Они работают автономно, производя высококачественные компоненты без постоянного вмешательства человека.

Итеративная оптимизация позволяет максимизировать производительность, экономить ресурсы и деньги за счет увеличения объемов производства.

Универсальность в обработке

Токарные станки с ЧПУ обеспечивают универсальность при обработке деталей различного размера и сложности.

Они подходят для различных промышленных применений, включая аэрокосмическую промышленность, автомобильный, и производство медицинского оборудования. Автоматизированные системы управления обеспечивают точность и повторяемость партий.

Автоматизация и сокращение ручного труда

Технология ЧПУ позволяет работать автономно, снижая потребность в ручном труде. Это приводит к повышению производительности и оптимизации производственных процессов.

Автоматизированная оснастка еще больше повышает эффективность, делая токарные станки с ЧПУ идеальным решением для отраслей, требующих точных размеров на выходе.

Области применения токарных станков с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ могут использоваться для различных целей в самых разных отраслях промышленности, от аэрокосмической до медицинской.

Ознакомьтесь с многочисленными вариантами их применения и узнайте, как они могут принести пользу вашей отрасли!

Аэрокосмическая промышленность

• Корпуса для систем авионики
• Лопатки и лопатки турбин двигателей
• Узлы карданных сопел в сборе
• Различные типы шлифовальных механизмов
• Структурные компоненты
• Сплавы для теплоизоляции космических аппаратов
• Нанесение покрытия на поверхности космических аппаратов

Автомобильная промышленность

• Детали подвески
• Двигатели внутреннего сгорания
• Фары и компоненты выхлопной системы

Медицинская промышленность

• Суставные имплантаты
• Машинные инструменты для хирургии
• Компоненты для медицинской электроники
• Задачи микрообработки
• Прототипы новых медицинских изделий

Электроника и технологии

• Электронные детали и компоненты
• Микрочипы
• Печатные платы

Машины и компоненты общего назначения

• Нестандартные пластиковые детали
• Стержни
• Винты

Как вы обслуживаете и ухаживаете за станком с ЧПУ?

1. Проверяйте уровень смазки и при необходимости ежедневно пополняйте его, чтобы обеспечить бесперебойную работу станка с ЧПУ.
2. Смажьте детали, которые выглядят сухими, чтобы предотвратить трение и износ компонентов машины.
3. Регулярно проверяйте концентрацию охлаждающей жидкости и уровень заполнения, чтобы поддерживать надлежащие условия работы станка с ЧПУ.
4. Ведение тщательного учета технического обслуживания и обеспечение надлежащего обучения сотрудников для эффективного управления техническим обслуживанием станков с ЧПУ.
5. Тщательное планирование, внимательные технические специалисты, доступные запчасти и полная документация помогут вам не пропустить вопросы технического обслуживания станков с ЧПУ.
6. При ежегодном техническом обслуживании токарных станков с ЧПУ особое внимание уделяется обработанным станинам, гидравлическим системам, шпинделям, патронам и держателям инструментов, чтобы гарантировать оптимальную производительность.
7. Регулярно очищайте все поверхности безворсовой тканью или сжатым воздухом; при необходимости всегда используйте соответствующие смазочные материалы в соответствии с рекомендациями производителя машины (см. руководство).
8. Смазывайте подшипники, например шпиндельные головки или каждый привод подвижной оси отдельно, следуя инструкциям производителя (см. руководство).
9. Регулярно затачивайте кромки режущего инструмента, чтобы уменьшить силу кручения при резке металла. Это предотвращает повреждение профилей врезных пазов, вызванное повышенным нагревом при высоком давлении резания из-за слоев ржавчины, соединяющих два материала. Кроме того, обеспечьте плотное завинчивание резьбовых колес, чтобы избежать резких рывков в течение всего срока службы инструмента.

Заключение

Токарные станки с ЧПУ произвели революцию в производстве и остаются незаменимым инструментом для многих отраслей промышленности.

Они обеспечивают большую точность, аккуратность, эффективность, производительность и универсальность при изготовлении сложных форм, чем ручные токарные или фрезерные станки.

Автоматизируя процесс вычитания материала из заготовки с помощью современных технологий числового программного управления, токарные центры с ЧПУ позволяют изготавливать невероятно точные детали, требующие гораздо меньше трудозатрат, чем традиционные методы обработки.

Токарные станки с ЧПУ обладают огромным технологическим и экономическим потенциалом, поскольку с течением времени они продолжают развиваться.

Если вы ищете поставщика точеных деталей, компания DEK может предоставить высокоточные Токарные услуги с ЧПУ. Добро пожаловать, чтобы узнать больше о нас.