Що таке токарний верстат з ЧПУ

Сьогодні наша компанія провела лекцію про токарні верстати з ЧПУ，

Технічний директор Maxtors CNC підсумував для нас знання токарних верстатів з ЧПУ:

Що таке токарний верстат з ЧПУ

Токарний верстат з ЧПУ або металообробний токарний верстат – це велика категорія токарних верстатів з ЧПУ, призначених для точної обробки відносно твердих матеріалів. Спочатку вони були розроблені для обробки металів; проте, з появою пластмас та інших матеріалів, а також з притаманною їм універсальністю, вони також можуть бути використані в широкому діапазоні застосувань і широкому діапазоні матеріалів. На жаргоні механічної обробки, де вже зрозумілий більший контекст, їх зазвичай називають просто токарними верстатами або називаються більш конкретними назвами підтипів (токарний верстат, токарний верстат тощо). Ці жорсткі верстати видаляють матеріал з обертової заготовки за допомогою (як правило, лінійних) рухів різних ріжучих інструментів, таких як насадки та свердла.

Токарний верстат з ЧПУ / Токарний центр з ЧПУ

Токарні верстати з комп’ютерним числовим керуванням (ЧПУ) швидко замінюють старі виробничі токарні верстати (наприклад, багатошпиндельні тощо) завдяки їх простоті налаштування, експлуатації, повторюваності та точності. Токарний верстат з ЧПУ - це пристрій, керований комп'ютером. Це дозволяє виконувати основні операції механічної обробки, такі як токарні та свердління, як на звичайному токарному верстаті. Вони розроблені для використання сучасного твердосплавного інструменту та повного використання сучасних процесів. Деталь може бути спроектована, а шляхи інструменту запрограмовані за допомогою CAD/CAM-процесу або вручну програмістом, а отриманий файл завантажується на машину, і після встановлення та випробування машина продовжуватиме виробляти деталі під час від часу нагляду оператор.

Токарний верстат з ЧПУ по металу керується електронним шляхом через інтерфейс стилю комп’ютерного меню, програма може бути змінена та відображена на верстаті разом із моделюванням процесу. Налаштувач/оператор потребує високого рівня навичок для виконання процесу. Однак база знань ширша в порівнянні зі старими виробничими машинами, де глибоке знання кожної машини вважалося важливим. Ці машини часто встановлюються та керуються однією і тією ж особою, де оператор буде контролювати невелику кількість машин (комірки).

Конструкція токарного верстата по металу відрізняється у різних виробників, але всі вони мають деякі спільні елементи. Револьверна головка утримує тримачі інструменту та індексує їх за потреби, шпиндель утримує заготовку, а є ковзанки, які дозволяють револьверній головці переміщатися по кількох осях одночасно. Машини часто повністю закриті, багато в чому через проблеми з гігієною та безпекою праці (OH&S).

Зі швидким зростанням цієї галузі різні виробники токарних верстатів із ЧПУ використовують різні інтерфейси користувача, що іноді ускладнює операторів, оскільки їм доводиться з ними ознайомитися. З появою дешевих комп’ютерів, безкоштовних операційних систем, таких як Linux, і програмного забезпечення з ЧПУ з відкритим кодом, початкова ціна верстатів з ЧПУ різко впала.

Горизонтальне фрезерування з ЧПУ

Горизонтальна обробка з ЧПУ виконується за допомогою горизонтально-конфігурованих токарних верстатів, обробних центрів, розточувальних верстатів або розточувальних фрез. Використовується обладнання, як правило, складається з обертових циліндричних різців, що рухаються вгору і вниз уздовж п’яти осей. Ці машини здатні виготовляти різноманітні форми, прорізи, отвори та деталі на тривимірній деталі.

Вертикальне фрезерування з ЧПУ

Вертикально-орієнтовані верстати з ЧПУ використовують циліндричні фрези на вертикальній осі шпинделя для створення занурювальних надрізів і просвердлених отворів, а також нестандартних форм, пазів і деталей на тривимірних деталях. Устаткування, що використовується для цього типу фрезерування, включає вертикальні токарні верстати, вертикальні обробні центри та 5-осьові верстати.[7]

Токарний верстат у швейцарському стилі / Швейцарський токарний центр

Вид всередині корпусу токарно-гвинтового верстата з ЧПУ у швейцарському стилі

Токарний верстат у швейцарському стилі — це особлива конструкція токарного верстата, що забезпечує надзвичайну точність (іноді має допуски в кілька десятих тисячних дюйма — кілька мікрометрів). Токарний верстат у швейцарському стилі утримує заготовку як за допомогою цанги, так і напрямної втулки. Цанга знаходиться за напрямною втулкою, а інструменти — перед направляючою втулкою, нерухомо тримаючись на осі Z. Щоб розрізати вздовж деталі, інструменти будуть рухатися, а сам матеріал рухатиметься вздовж осі Z. Це дозволяє виконувати всю роботу з матеріалом біля направляючої втулки, де вона є більш жорсткою, що робить їх ідеальними для роботи з тонкими заготовками, оскільки деталь тримається міцно без ймовірності прогину або вібрації. Цей стиль токарного верстата зазвичай використовується під керуванням ЧПУ.

Більшість токарних верстатів з ЧПУ у швейцарському стилі сьогодні використовують один або два основних шпинделя плюс один або два задніх шпинделя (вторинні шпиндели). Головний шпиндель використовується з направляючою втулкою для основних операцій обробки. Вторинний шпиндель розташований позаду деталі, вирівняний по осі Z. У простій експлуатації він забирає деталь, коли вона відрізана, і приймає її для повторних операцій, а потім викидає її в бункер, усуваючи потребу вручну змінювати кожну деталь, як це часто буває зі стандартними токарними центрами з ЧПУ. . Це робить їх дуже ефективними, оскільки ці машини здатні виконувати швидкі цикли, виробляючи прості деталі за один цикл (тобто, немає потреби в другому верстаті, щоб закінчити деталь за допомогою інших операцій), всього за 10–15 секунд. Це робить їх ідеальними для великих тиражів виробництва деталей малого діаметра.

Токарні верстати та живий інструмент у швейцарському стилі

Оскільки багато швейцарських токарних верстатів мають додатковий шпиндель або «підшпиндель», вони також мають «напругу інструменту». Інструменти під напругою — це обертові ріжучі інструменти, які живляться від невеликого двигуна незалежно від двигуна(ів) шпинделя. Живі інструменти підвищують складність компонентів, які можуть бути виготовлені на швейцарському токарному верстаті. Наприклад, автоматичне виготовлення деталі з отвором, просвердленим перпендикулярно головній осі (вісь обертання шпинделя), є дуже економічним за допомогою живої оснастки, і так само неекономно, якщо виконується як додаткова операція після завершення обробки на токарному верстаті по металу. . «Вторинна операція» — це операція механічної обробки, яка вимагає, щоб частково завершена деталь була закріплена на другому верстаті для завершення виробничого процесу. Як правило, розширене програмне забезпечення CAD/CAM використовує активні інструменти на додаток до основних шпинделей, тому більшість деталей, які можуть бути намальовані системою CAD, насправді можуть бути виготовлені на машинах, які підтримує програмне забезпечення CAD/CAM.

Комбінований токарний верстат / верстат 3-в-1

Комбінований токарний верстат, який часто називають верстатом 3-в-1, вводить в конструкцію токарного верстата операції свердління або фрезерування. Ці верстати мають фрезерну колону, яка піднімається над станиною токарного верстата, і вони використовують каретку і верхню ковзун як осі X і Y для фрезерної колони. Назва 3-в-1 походить від ідеї мати токарний, фрезерний верстат і свердлильний станок в одному доступному верстаті. Вони є ексклюзивними для ринків любителів і технічне обслуговування, оскільки вони неминуче передбачають компроміси в розмірі, характеристиках, жорсткості та точності, щоб залишатися доступними. Тим не менш, вони досить добре задовольняють потреби своєї ніші і здатні на високу точність за умови достатнього часу та навичок. Їх можна знайти в невеликих підприємствах, не орієнтованих на машини, де час від часу доводиться обробляти невеликі деталі, особливо там, де точні допуски дорогих інструментальних верстатів, крім того, що вони недоступні, були б надмірними для застосування з інженерної точки зору.

Токарний верстат з ЧПУ, міні-токарні та мікротокарні верстати є мініатюрними версіями центрального токарного верстата загального призначення (токарного верстата з двигуном). Зазвичай вони обробляють лише роботи діаметром від 3 до 7 дюймів (76–178 мм) (іншими словами, радіусом від 38 до 89 мм). Це невеликі та доступні токарні верстати для домашньої майстерні чи цеху ТО. До цих машин застосовуються ті ж переваги та недоліки, що й раніше щодо машин 3-в-1.

Як і в інших місцях в англомовній орфографії, в назвах цих машин існують відмінності у стилі префіксів. Вони по черзі мають вигляд міні-токарних, міні-токарних і міні-токарних верстатів і як мікротокарні, мікротокарні та мікротокарні.

Гальмовий токарний верстат

Токарний верстат, що спеціалізується на ремонті гальмівних барабанів і дисків в автомобільних або вантажних гаражах.

Токарний верстат

Токарні колісні верстати - це машини, які використовуються для виготовлення та відновлення поверхні коліс залізничних вагонів. Коли колеса зношуються або псуються через надмірне використання, цей інструмент можна використовувати для повторного розрізання та відновлення колеса вагона поїзда. Доступний ряд різних токарних верстатів, включаючи варіанти підлогового покриття для шліфування коліс, які все ще прикріплені до вагона, портативні типи, які легко транспортуються для аварійного ремонту коліс, і версії з ЧПУ, які використовують комп’ютерні операційні системи для завершення ремонту коліс. .

Токарний верстат

Токарний верстат для великого діаметру, хоча й короткої роботи, вбудований над поглибленням у підлозі, щоб впускати нижню частину заготовки, що дозволяє найкрутішому стояти на висоті талії токаря. Приклад демонструється в Лондонському музеї науки в Кенсінгтоні.

Вертикальний токарний верстат

Для ще більшого діаметра та більш важких робіт, таких як посудини під тиском або суднові двигуни, токарний верстат обертається, щоб він набув форми поворотної платформи, на якій розміщуються деталі. Така орієнтація менш зручна для оператора, але полегшує підтримку великих деталей. У найбільшому поворотний столик встановлений врівень з підлогою, а бабка втоплена внизу, щоб полегшити завантаження та розвантаження заготовок.

Оскільки доступ оператора є меншою проблемою для них, вертикальні токарні верстати з ЧПУ є більш популярними, ніж ручні вертикальні токарні верстати.

Токарний верстат

Спеціалізовані токарні верстати для обробки довгих заготовок, таких як сегменти бурильних колон. Токарні верстати для нафтопереробки оснащені порожнистими шпинделями з великим отвором, другим патроном на протилежній стороні передньої бабки і часто зовнішніми стійками для підтримки довгих заготовок.

Механізми подачі

Існують різні механізми подачі для подачі матеріалу на токарний верстат із визначеною швидкістю. Метою цих механізмів є автоматизація частини виробничого процесу з кінцевою метою підвищення продуктивності.

Брускова годівниця

Засіб подачі прутків подає один шматок бруска в різальний верстат. Коли кожна деталь обробляється, ріжучий інструмент створює остаточний розріз, щоб відокремити деталь від заготовки прутка, а пристрій подачі продовжує подавати брусок для наступної частини, забезпечуючи безперервну роботу машини. Існують два типи подачі прутка, що використовуються в токарній обробці: гідродинамічні подачі прутка, які тримають заготовку прутка в ряді каналів, одночасно затискаючи верхню і нижню частину прутка, і гідростатичні подачі прутка, які утримують заготовку прутка в живильну трубку з використанням масла під тиском.[9]

Барний навантажувач

Навантажувач прутків є різновидом концепції пристрою подачі прутків, оскільки в бункер можна завантажувати кілька шматків пруткової сировини, і навантажувач подає кожну частину за потребою.