Высокопроизводительное металлообработка на ЧПУ: точность, эффективность и экономия

Числовое программное управление (ЧПУ) — автоматизированное управление металлорежущими инструментами (сверла, расточные инструменты, токарные) для создания сложных деталей с помощью компьютера.

Обычно ЧПУ-станок преобразует заготовку (металл, пластик, дерево, керамику) для соответствия точным спецификациям по программированным инструкциям без физического оператора.

Высокопроизводительный ЧПУ-станок означает повышенную продуктивность и экономию на труде, что сильно влияет на прибыль компании.

В статье рассмотрим важные элементы металлообрабатывающих ЧПУ-станков по трем аспектам:

• Конструктивные особенности ЧПУ-станков для металла;
• Сырье для производства ЧПУ-станка, и
• Детальный производственный процесс.

1. Конструктивные особенности металлообрабатывающих ЧПУ-станков

ЧПУ-станок состоит из станины, столба, направляющих, стола, держателя режущего инструмента как обычные станки. Для соответствия высокой точности и высокой скорости системы управления конструктивный дизайн основных узлов также требует высокой точности, высокой жесткости, высокой резонансной частоты, малой инерции, низкого трения и правильного коэффициента демпфирования.

1.1 Конструктивные особенности базовых компонентов

Базовые компоненты: станина, столб, рабочий стол. Их функция — поддержка, переноска и удержание относительного положения компонентов.

Идеально ЧПУ-станок должен уметь и черновую обработку, и чистовую, поэтому должен выдерживать максимальную режущую силу крупного инструмента при черновой обработке и обеспечивать высокую точность при чистовой.

1.2 Конструктивные характеристики главной приводной системы

Главная приводная система обеспечивает режущую мощность для широкого спектра инструментов и заготовок. Одновременно гарантирует постоянную мощность на максимально широком диапазоне скоростей.

Для достижения оптимальной режущей скорости главная приводная система должна обеспечивать бесступенчатую регулировку на широком диапазоне. Современные ЧПУ-станки используют высокопроизводительные двигатели постоянного или переменного тока с бесступенчатой регулировкой шпинделя, с большей эффективностью, чем механические поступаточные цепи.

2. Сырье для производства ЧПУ-станка

Во-первых, механические компоненты должны быть жесткими и прочными для поддержки быстро движущихся частей. Шпиндель — обычно самая прочная часть, поддерживается крупными подшипниками.

Затем станина или стол поддерживаются на закаленных стальных «направляющих» (ways), обычно защищенных гибкими чехлами. Чугун или Миханит раньше были материалом выбора для металлорежущих станков.

Сегодня большинство станков активно используют сварные конструкции из горячекатаной стали и кованых изделий таких как нержавеющая сталь для снижения стоимости и возможности более сложных конструкций рамы.

3. Детальный производственный процесс ЧПУ-станков для металла

До недавнего времени большинство станочных центров строились под заказ заказчиком станкостроителем. Фактический процесс:

3.1 Сварка базы (станины)

• База станка либо отливается, либо сваркивается. Затем термическая обработка для снятия напряжений отливки или сварки.
• База устанавливается в крупный обрабатывающий центр, зоны монтажа направляющих обрабатываются по спецификации. Направляения шлифуются, приболчиваются и зашплинтовываются к базе.

3.2 Крепление шариковых винтов

• Механизмы перемещения стола или шпинделя — шариковые винты. Они преобразуют вращательное движение приводных моторов в поступательное и состоят из винтового вала и опорных подшипников.
• При вращении вала опорный узел следует по спиралевым канавкам и создает очень точную поступательную перемещающую либо стол под шпинделем, либо сам шпиндельный блок.
• Шариковые винты приболчивают к базе с опорным узлом, прикрепленным к столу или шпиндельному блоку.

3.3 Монтаж шпинделя

• Шпиндель обрабатывают и шлифуют, монтируют на приводной мотор, затем приболчивают к подвижному шпиндельному блоку. У каждого направления движения обычно отдельный шариковый винт и комплект направляющих.

3.4 Контроллер

• Компьютер — главная часть контроллера. Имеет климатически контролируемую оболочку на борту рамы или в пульте оператора. Содержит всю оперативную память, компьютерные платы, блоки питания и прочую электронную схемотехнику для управления станком.
• Фронтальная панель контроллера имеет видеоэкран с информацией программы, позициями, скоростями, подачами и прочими данными для мониторинга работы станка оператором.
• Собранный станок прогооняется на точность. У каждого станка незначительные физические отличия, математически корректируемые в ОС контроллера.
• Корректировочные значения хранятся в отдельной памяти, станок проверяет их непрерывно.
• После тестов готовый станок окрашивают и готовят к отгрузке.

Это общий производственный процесс металлообрабатывающих ЧПУ-станков. Надеемся, полезно. Не стесняйтесь оставлять комментарии при вопросах.

Примечание: Мы не владеем правами на изображения. Если они принадлежат вам, свяжитесь с нами — мы удалим их максимально быстро.