Шлифование на станках с чпу

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 (рис.ЧПУ.4, а) стол перемещается в продольном (ось X) и поперечном (ось Y) горизонтальном направлениях, а фрезерная бабка – в вертикальном направлении (ось Z).

В консольно-фрезерных станках (рис.ЧПУ.4, б) стол перемещается по трем координатным осям (X,Y и Z), а бабка неподвижна.

В продольно-фрезерных станках с подвижной поперечиной (рис.ЧПУ.4, в) стол перемещается по оси X, шпиндельная бабка – по оси Y, а поперечина – по оси Z. В продольно-фрезерных станках с неподвижной поперечиной (рис.ЧПУ.4, г) стол перемещается по оси X, а шпиндельная бабка – по осям Y и Z.

В широкоуниверсальных инструментальных фрезерных станках (рис.ЧПУ.4, д) 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.

Компоновка вертикально-фрезерного консольного станка с ЧПУ (рис.ЧПУ.5) мало отличается от компоновки традиционного станка без ЧПУ. На станине 8 монтируют узлы и механизмы станка. Станина спереди имеет направляющие, закрытые кожухом 9, по которым перемещается консоль 1. На горизонтальных направляющих смонтированы салазки 2, по продольным направляющим которых передвигается стол 3. На привалочной плоскости станины закреплена фрезерная бабка 6, по вертикальным направляющим которой перемещается ползун 7 со шпинделем 5. В соответствии с требованиями безопасности труда ползун имеет защитный щиток 4. Сзади станка расположен шкаф 10 с электрооборудованием и УЧПУ.

Шлифовальные станки с ЧПУ

Шлифовальные станки с ЧПУ, сточки зрения обработки металла, выполняют те же виды работ, что и шлифовальный станок с ручным управлением. В станках с ЧПУ применяют тот же режущий инструмент, те же скорости резания, СОЖ и т.д. Повышение производительности и расширение технологических возможностей станков с ЧПУ обеспечиваются не за счет процессов, связанных со съемом металла, а лишь за счет управления и сокращения вспомогательного времени обработки.

Читайте также:  Гост сварка ручная электродуговая

Системами ЧПУ оснащают поскошлифовальные, кругло- и бесцентрово-шлифовальные и другие станки. При создании шлифовальных станков с ЧПУ возникают технические трудности, которые объясняются следующими причинами. Процесс шлифования характеризуется, с одной стороны, необходимостью получения высокой точности и качества поверхности при минимальном рассеянии размеров, с другой стороны, – особенностью, заключающейся в быстрой потере размерной точности шлифовального круга вследствие его интенсивного изнашивания в процессе работы. В этом случае в станке необходимы механизмы автоматической компенсации изнашивания шлифовального круга. ЧПУ должно компенсировать деформации системы СИД, темпиратурные погрешности, различия припусков на заготовках, погрешности станка при перемещении по координатам и т.д. Измерительные системы должны иметь высокую разрешающую способность, обеспечивающую жесткие допуски на точность позиционирования. Например, в круглошлифовальных станках такие приборы обеспечивают неприрывное измерение диаметра заготовки в процессе обработки с относительной погрешностью не более 2·10 -5 мм. Контроль продольного перемещения стола осуществляется с погрешностью не более 0,1 мм.

Для шлифовальных станков используют системы типа CNC с управлением по трем-четырем координатам, но в станках, работающих несколькоми кругами, возможно управление по пяти-шести и даже по восьми координатам. Взаимосвязь между оператором и системой ЧПУ (CNC) шлифовального станка в большинстве случаев осуществляется в диалоговом режиме с помощью дисплея. В системе упраления применяются встроенные диагностические системы, повышающие надежность станков.

Наиболее распространены круглошлифовальные станки с ЧПУ, дающие максимальный эффект при обработке с одной установки многоступенчатых деталей типа шпенделей, валов электродвигателей, редукторов, турбин и т.д. Производительность повышается в основном в результате снижения вспомогательного времени на установку заготовки и съем готовой детали, на переустановку для обработки следующей шейки вала, на измерение и т.д. При обработке многоступенчатых валов на круглошлифовальном станке с ЧПУ достигается экономия времени в 1,5-2 раза по сравнению с ручным управлением.

Бесцентровые круглошлифовальные станки эффективно применяют при обработке деталей малого и большого диаметров без ограничения длины, либо тонкостенных деталей, а также деталей, имеющих сложные наружные профили (поршень, кулак и т.д.). В условиях массового производства эти станки характеризуются высокой производительностью и точностью обработки. В мелкосерийном и индивидуальном производстве приминение таких станков ограничено из-за трудоемкости переналадки. Расширение областей приминения бесцентровых круглошлифовальных станков сдерживают два фактора: большие затраты времени на правку кругов и сложность наладки станка, что требует значительных затрат времени и высокой квалификации персонала. Это объясняется тем, сто в конструкции этих станков существуют шлифовальный и ведущий круги; устройства правки, обеспечивающие придание соответствующей формы поверхностям шлифовального и ведущего кругов; возможность установки положения опорного ножа; механизмы компенсационных подач шлифовального круга на обрабатываемую деталь и на правку, а также ведущего круга на деталь и правку; установка положения загрузочного и разгрузочного устройств.

Приминение систем ЧПУ позволило управлять многокоординатным функционированием бесцентровых круглошлифовальных станков. В системе управления станком используют программные модули, которые рассчитывают траектории инструмента (круга, алмаза), его коррекцию и взаимодействие с человеком. Для обработки деталей с различными геометрическими формами (конус, шар и др.) создается програмное обеспечение: диспетчер режимов, интерполятор и модуль управления приводами.

При обработке и правке число сочетаемых управляемых координат может доходить до 19, в том числе по две-три координаты отдельно для правки шлифовального и ведущего кругов.

В условиях серийного производства приминение систем ЧПУ обеспечивает гибкое построение цикла шлифования и правки, что позволяет быстро переналаживать станки на обработку других изделий.

Читайте также:  Как изображается резьба в отверстии

Наличие многокоординатной системы ЧПУ обеспечивает большую универсальность станка, малые величины подачи кругов, что позволяет эффективно управлять процессами шлифования и правки.

Системы ЧПУ бесцентровых круглошлифовальных станков строится по агрегатному принципу (например. на станках японских фирм). На станке возможна установка любого из четырех вариантов управления станком от системы ЧПУ:

  • одна управляемая координата-поперечная подача шлифовального круга;
  • две управляемые координаты-поперечная подача шлифовального круга и правящего аламаза в целях их синхронизации;
  • три управляемые координаты-поперечная подача шлифовального круга, а также поперечная и продольная подача алмаза при его правке;
  • пять управляемых координат-поперечная подача шлифовального круга, а каже поперечная и продольная подача алмазов при правке шлифовального и ведущего кругов.

Использование СЧПУ для управления бесцентровыми круглошлифовальными станками позволяет существенно упростить конструкцию ряда механических узлов: устройств правки (в результате отказа от копирных линеек, механизмов подачи алмазов и т.д.), приводов продольного перемещения устройств правки, механизмов тонкой подачи шлифовального и ведущего кругов, контрольных и контрольно-подналадочных устройств и др.

Станки с ЧПУ выпускаются на базе всех типов шлифовальных станков. При этом возникают технические трудности, которые объясняются следующими причинами. Процесс шлифования характеризуется, с одной стороны, необходимостью получения высокой точности и качества поверхности при минимальном рассеянии размеров, с другой стороны – особенностью обрабатывающего инструмента, заключающейся в быстрой потере размерной точности шлифовального круга вследствие его интенсивного изнашивания в процессе работы. Следовательно, в станке необходимы механизмы автоматической компенсации изнашивания шлифовального круга. Система ЧПУ должна быть замкнутой для компенсации деформаций системы СПИД, температурных погрешностей, разных припусков на заготовках, неточностей станка и т.д. Измерительные системы должны иметь высокую разрешающую способность, обеспечивающую жёсткие допуски на точность позиционирования, например, в круглошлифовальных станках такие приборы обеспечивают непрерывное измерение диаметров в процессе обработки с относительной погрешностью не более 0,00002 мм. Контроль продольных перемещений стола должен осуществляться с погрешностью не более 0,1 мм для круглошлифовальных станков и 0,02-0,03 мм для торцекруглошлифовальных.

Из-за большого количества неопределенной технологической информации, содержащейся в программе, программоноситель на перфоленте для шлифовальных станков практически не использовался. Для них используются системы типа CNC и HNC. Для этих систем характерно управление по 3-4 координатам, но в станках, работающих несколькими кругами, возможно управление по 5-6 и даже 8 координатам. Взаимосвязь между оператором и системой ЧПУ шлифовального станка в большинстве случаев осуществляется в диалоговом режиме с помощью дисплея. Имеется также возможность дистанционного ввода программ от центральной ЭВМ при включении станка в автоматизированный участок. Применяются встроенные диагностические системы, повышающие надёжность станков.

9.2 Отделочные процессы и станки

Назначение отделочной обработки – уменьшение шероховатости поверхности детали.

9.2.1 Хонингование

Хонингование применяется, в основном, для обработки сквозных цилиндрических отверстий в стальных и чугунных деталях.

Режущим инструментом является головка с абразивными брусками – хон (рис.10.1) Станки имеют вертикальную или горизонтальную компоновку.

В станках с вертикальной компоновкой хону сообщаются движения: вращательное (главное движение – v=45-75 м/мин) и осевое возвратно-поступательное (подача – S=10-20 /мин). Кроме того бруски раздвигаются в радиальном направлении, создавая давление 0,2-0,9 МПа. За один ход может сниматься слой металла 0,3-0,5 мкм.

Хон соединяется со шпинделем станка шарнирно и направляется обрабатываемым отверстием. При хонинговании применяется охлаждающая жидкость (керосин, водномыльные растворы).

На горизонтальных станках вращение сообщается детали; это позволяет избежать влияния на форму обрабатываемой поверхности одностороннего давления хона.

При хонинговании создаётся микропрофиль обрабатываемой поверхности в виде сетки. Такой профиль при работе машины обеспечивает удержание на стенках отверстия смазочного материала.

Хонингование позволяет исправить погрешности предыдущей обработки (овальность, конусность и т.д.), если величина погрешности не превосходит толщины снимаемого слоя (до 0,2 мм).

Читайте также:  Mc3361 datasheet на русском

В производственной практике в бытовых мастерских и крупных цехах используются шлифовальные станки для обработки металлических заготовок с ручным и числовым программируемым управлением (ЧПУ). Первый случай предполагает стандартный подход к работе и не требует существенных дополнительных навыков. В то же время любой шлифовальный станок с ЧПУ обладает рядом преимуществ перед обычным механическим и имеет более сложную конструкцию.

Особенности систем ЧПУ

Как правило, станки, имеющие программируемое управление, используются для окончательной доводки и полировки готового изделия. В таких механизмах, как правило, применяют следующие типы систем:

  1. Замкнутые. Данное условие необходимо для обеспечения снижения вероятности деформации и неточностей.
  2. Обладающие возможностью измерения с достаточной разрешающей способностью. Позволяют обеспечивать допуск на точное позирование.
  3. Имеющие возможность автоматической компенсации изнашиваемости воздуха.
  4. Управляющие скоростью вращения абразива и подачей изделия на него.

Дополнительные модули позволяют рассчитывать:

  • траектории шлифовки;
  • корректировку (в случае необходимости);
  • правильное взаимодействие с оператором.

На практике ЧПУ применяются с программными системами, гибкими механизмами настроек под оператора и выполняемую работу.

В каких станках используется

Система программируемого управления используется на многих шлифовальных станках по металлу. Она позволяет добиться высокой скорости и производительности, точности шлифовки, хорошего качества готовых изделий. Современной системой сегодня обладают:

  1. Кругло-шлифовальные станки. Такие машины используются для обработки поверхности металлических изделий. На них система ЧПУ увеличивает производительность практически вдвое.
  2. Бесцентрово-шлифовальные. С их помощью шлифуются и полируются металлические детали и изделия любой длины и диаметра, а также заготовки со сложными профилями. На них пока редко используется числовое программирование, поскольку в настоящий момент из-за сложности обрабатываемых деталей их применение затруднительно. В то же время не исключено, что позднее появятся более совершенные модели устройств.
  3. 3. Координатно-шлифовальный станок с ЧПУ.На этих машинах программа также встречается не так часто. Однако нельзя недооценивать преимущества ее наличия. С помощью ЧПУ увеличивается производительность и ускоряется весь процесс работы. Кроме того, повышается точность обработки профилей, сокращается вероятность появления дефектов.
  4. 4.Торце-кругло-шлифовальные машины. Для точной обработки изделий на практике используется до десяти основных программируемых координат. Здесь допускается управление координатами, основным приводом, а также режимами шлифовки.
  5. 5. Шлифовально-заточной станок с ЧПУ. С программной системой, как правило, выпускают универсальные модели, способные улучшать остроту практически любых ножей и инструментария, включая сверла и фрезы. Здесь регулируется положение и наклон абразивов, их набор также предусматривается. Программа, в свою очередь, позволяет подобрать режим заточки для любого обрабатываемого инструмента.

Основным недостатком системы ЧПУ является обязательное наличие дополнительного образования, знаний и навыков относительно ее возможностей. Необученные операторы не смогут выставить нужный режим и скорость подачи без посторонней помощи.

Стоимость станков с ЧПУ

Как правило, техника, оснащенная цифровыми регуляторами, стоит значительно дороже обычной. Разница в цене зависит от типа установки, а также ее габаритов. Для небольших машин, используемых в домашних условиях, она может составлять около 10-50 тысяч, для крупных производственных аппаратов – от 100 тысяч до 1 миллиона рублей и более. Встречается техника, обладающая стоимостью в два раза выше обычной, что отталкивает некоторых покупателей. Однако один такой станок способен заменить несколько. Более того, повышенная в два-три раза производительность быстро окупит его приобретение.

Заключение

Программируемые системы, устанавливаемые на современную шлифовальную технику, обеспечивают повышенную скорость и качество работы на станках, а также существенно облегчают их использование. Однако если использование обычных агрегатов имеет достаточно упрощенную схему, то при работе с ЧПУ необходимо обладать дополнительными навыками. Так, отсутствие требуемых знаний может замедлить работу или повысить вероятность появления брака.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector