Станки с числовым программным управлением (ЧПУ)

Введение    

В зависимости от характера выполняемых работ и применяемого режущего инструмента станки подразделяют на группы и типы.     

Станки  с ЧПУ должны обеспечивать высокие  точность и скорость отработки перемещений, заданных УП, а также сохранить  эту точность в заданных пределах при длительной эксплуатации. Конструкция станков с ЧПУ должна, как правило, обеспечивать совмещение различных видов обработки, автоматизацию загрузки и выгрузки деталей, автоматическое или дистанционное управление сменой инструмента, возможность встройки в общую автоматическую систему управления. Высокая точность обработки определяется точностью изготовления и жесткостью станка. В конструкциях станков с ЧПУ используют короткие кинематические цепи, что повышает статическую и динамическую жесткость станков. Для всех исполнительных органов применяют автономные приводы с минимально возможным числом механических передач. Эти приводы должны иметь высокое быстродействие.     

Точность  станков с ЧПУ повышается в  результате устранения зазоров в  передаточных механизмах приводов, уменьшения потерь на трение в направляющих и механизмах, повышения виброустойчивости, снижения тепловых деформаций.  
  
  
  
  
  
 

 

 

1. Станки с числовым  программным управлением  (ЧПУ)     

По  технологическим признакам и  возможностям станки с ЧПУ классифицируются практически так же, как универсальные станки, на базе которых изготовляется большинство станков с ЧПУ.    

Токарные  станки с ЧПУ предназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения, а также для нарезания наружной и внутренней резьбы.    

Фрезерные станки с ЧПУ, предназначенные для обработки плоских и пространственных корпусных деталей, осуществляют следующие операции: плоское, ступенчатое и контурное фрезерование с нескольких сторон и под различными углами; сверление; растачивание; развертывание; нарезание резьбы и др.    

Сверлильно-расточные  станки с ЧПУ, предназначенные для обработки отверстий в деталях, выполняют сверление, рассверливание, зенкерование, растачивание, развертывание, обтачивание торцов, фрезерование, нарезание резьбы и др.    

Шлифовальные  станки с ЧПУ предназначены для шлифования наружных, внутренних и торцовых поверхностей деталей, имеющих прямолинейную и криволинейную форму образующих.    

Многоцелевые  станки с ЧПУ (обрабатывающие центры), предназначенные для комплексной обработки деталей за одну установку, выполняют практически все операции обработки резанием.    

 Электроэрозионные  станки с ЧПУ предназначены для вырезания методом электроэрозии деталей сложного контура из токопроводящих материалов, обработка которых другими способами затруднена или невозможна. Обработка осуществляется непрерывно перемешающимся электродом-проволокой (из латуни, меди, молибдена, вольфрама) в среде керосина или воды с антикоррозионными присадками.  
 

2. Фрезерные станки  с ЧПУ     

Фрезерные станки с ЧПУ предназначены для обработки плоских и пространственных поверхностей заготовок сложной формы. Конструкции фрезерных станков с ЧПУ аналогичны конструкциям традиционных фрезерных станков, отличие от последних заключается в автоматизации перемещений по УП при формообразовании.    

В основе классификации фрезерных станков с ЧПУ лежат следующие признаки:    

• расположение шпинделя (горизонтальное вертикальное);    

• число координатных перемещений стола или фрезерной бабки;    

• число используемых инструментов (одноинструментные и многоинструментные);     

• способ установки инструментов в шпиндель станка (вручную или автоматически).     

По  компоновке фрезерные станки с ЧПУ делят на четыре группы:    

• вертикально-фрезерные с крестовым столом (652ОФ3, МА655Ф3 и др.);    

• консольно-фрезерные (6Р13Ф3, 6Р13РФ3 и др.);    

• продольно-фрезерные (6М610Ф3-1 и др.);    

• широкоуниверсальные инструментальные.     

В вертикально-фрезерных станках с  крестовым столом стол перемещается в продольном (ось X) и поперечном (ось Y) горизонтальном направлениях, а фрезерная бабка - в вертикальном направлении (ось Z).    

В консольно-фрезерных станках стол перемещается по трем координатным осям (X,Y и Z), а бабка неподвижна.    

В продольно-фрезерных станках  с подвижной поперечиной стол перемещается по оси X, шпиндельная  бабка - по оси Y, а поперечина - по оси Z. В продольно-фрезерных станках  с неподвижной поперечиной стол перемещается по оси X, а шпиндельная  бабка - по осям Y и Z.    

В широкоуниверсальных инструментальных фрезерных станках стол перемещается по осям X и Y, а шпиндельная бабка - по оси Z.    

Фрезерные станки в основном оснащают прямоугольными и контурными устройствами ЧПУ.    

При прямоугольном управлении (условное обозначение в модели станка - Ф2) стол станка совершает движение в  направлении, параллельном одной из координатных осей, что делает невозможной  обработку сложных поверхностей. Станки с прямоугольным управлением применяют для фрезерования плоскостей, скосов, уступов, пазов, разновысоких бобышек и других аналогичных поверхностей.    

При контурном управлении (условное обозначение  в модели станка - Ф3 и Ф4) траектория перемещения стола более сложная. Станки с контурным управлением используют для фрезерования различных кулачков, штампов, пресс-форм и других аналогичных поверхностей. Число управляемых координат, как правило, равно трем, а в некоторых случаях - четырем и пяти. При контурном управлении движение формообразования производится не менее чем по двум координатным осям одновременно.     

В отдельных случаях на фрезерных станках при обработке заготовок простой формы в условиях средне- и крупносерийного производства также применяют системы ЧПУ.    

Во  фрезерных станках с ЧПУ в качестве привода главного движения используют асинхронные двигатели (в этих случаях имеется коробка скоростей) или электродвигатели постоянного тока.     

На  небольших фрезерных станках с прямоугольным ЧПУ применяют один приводной электродвигатель постоянного тока и коробку передач с автоматически переключаемыми электромагнитными муфтами, а на тяжелых станках с контурным управлением каждое управляемое координатное перемещение осуществляется от автономного электропривода постоянного тока.    

Приводы движения подач фрезерных станков с ЧПУ имеют короткие кинематические цепи, передающие движение от двигателя непосредственно исполнительному органу.

 
  
  
  
  
  
  
  
 

 

 

Заключение     

В настоящее время в отечественной  промышленности эксплуатируются тысячи станков с программным управлением.    

Системы программного управления делятся на цикловые и числовые.    

Конструкции металлорежущих станков с цикловым программным управлением отличаются многообразием устройств, задающих программу