Изучите 4 ключевых типа ЧПУ-станков для оптимального производства

Среднее имя нашей компании — Fab (fabricating — производство), и многое из того, что мы продаем — станки для производства: гибковые прессы, ножницы, лазеры, водоабразивные, плазменные резаки и др. Мы хорошо работаем с fab-оборудованием, но также сильны в покупке/продаже б/у ЧПУ-станков, и некоторые из нас в Southern Fab провели всю карьеру, работая с ЧПУ.

ЧПУ-направление Southern Fab покрывает широкий спектр категорий ЧПУ (computer numerical control), таких как токарная и фрезерная — обычно классифицируемые как «стружетообразующие» станки, так как создают стружку при резке металла. Четыре типа ЧПУ-станков этого класса:

1) Токарные станки (Turning)

Обычно горизонтальные, начинаются с простого 2-осевого управления резелем. Резель может быть вручную устанавливаемым на одностенке или рядом инструментов в индексируемой турели. Это принцип фиксированного приводного головстака: заготовка зажимается в патрон/коллете, инструменты движутся вокруг детали.

Очень высокий процент токарных станков в США — простая 2-осевая конфигурация. Вертикальное точение — для крупногабаритных деталей, коротких по отношению к диаметру (рассмотрим в другом блоге).

Фрезерные возможности добавляются через «C» вращательную ось на шпинделе заготовки и приводные инструменты в турели — позволяют выполнять фрезеровку на заготовке. Дальнейшее улучшение «mill-turn» токарного — добавление «Y» оси, позволяющее приводному инструменту двигаться выше и ниже центра шпинделя.

От концепции выше: можно добавить второй шпиндель, противоположный главному. Второй (под-шпиндель) может забрать деталь с главного шпинделя при отрезании и выполнить операции на тыльной стороне. Далее — вторая турель для большей инструментоемкости и одновременной резки на обоих шпинделях (сокращение цикла). 3–4 турели для чакерных деталей или пруткового материала.

ЧПУ-токарные от 2 до 12+ осей подбираются под задачу пользователя.

2) Швейцарское точение (Swiss Turning)

Принцип «скользящего головстака» строго для пруткового материала, обычно прецизионно зашлифованного для точного сочетания с направляющей втулкой, через которую проходит пруток, а резель позиционирован близко к лицу втулки.

Помимо турельных токарных, есть ганг-токарные (преимущественно простое 2-осевое) и швейцарские — для многоосевых сложных деталей ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО из прутка. Швейцарские станки уникальны: точат длинные тонкие детали без дефлекции, неизбежной на «фиксированном головстаке».

3) Вертикальные ЧПУ-фрезерные станки (Vertical CNC Milling)

Большинство ЧПУ-фрезеровки — в вертикальной плоскости: от базовых 2–3 осевых в стиле Bridgeport до типичного VMC (вертикальный machining center) с X, Y, Z.

VMC оснащены магазином инструментов и автоматическим сменщиком — снимает отработавший инструмент, ставит следующий из магазина.

Большинство VMC используют коническое оснасткование (BT, CAT), но могут быть и HSK (европейский стандарт). На высокоскоростных (10 000 об/мин+) может требоваться балансировка инструмента. Оснасткование унифицировано для вертикальных и горизонтальных станков.

Ротационные столы добавляют возможности вместе с дополнительными осями ЧПУ. Обычно 4-я или 5-я ось, часто обе. Вращение для боковой или торцевой поверхности детали. Далее — наклонный ротационный стол.

4) Горизонтальные ЧПУ-фрезерные станки (Horizontal CNC Milling)

Как и при вертикальной фрезеровке, инструмент вращается, заготовка неподвижна, но шпиндель повернут на 90°. Деталь монтируется на столе с минимум X и Y, движущим деталь вокруг инструмента.

Ротационная ось на X, Z (4-я ось) — очень распространена на ГМЦ (горизонтальных machining centers). Горизонтальные идеально подходят для паллетных систем и мульти-паллетных систем. Автоматизация — ключевое преимущество ГМЦ: паллеты за пределами зоны обработки загружаются/разгружаются пока шпиндель режет — повышение эффективности ГМЦ над VMC.