Автор: <span>N2w0T18</span>

При анализе критериев выбора обрабатывающего центра мы будем исходить из того, что круг задач, которые планируется решать с его использованием, очерчен предельно строго. Иными словами, мы не станем рассматривать ситуации, при которых можно было бы обойтись обычным станком (или их группой). В этом контексте следует заметить, что широкоуниверсальный металлообрабатывающий центр целесообразно приобретать для выпуска крупносерийной продукции с высокой степенью повторяемости изделий.

Существует широкий набор справочной технологической литературы, рекомендующей ту или иную технику в зависимости от следующих параметров и характеристик:

• массогабаритные показатели заготовок и конечных изделий;
• производительность;
• точность обработки;
• требования по дополнительной оснастке.

Кроме того, в качестве критерия выбора оборудования можно нередко используется количество операций, для проведения которых предназначен центр.

Габариты обрабатывающего центра

Габаритные размеры центра играют роль при покупке оборудования в целях модернизации устаревшей техники, когда новая техника будет устанавливаться на то же место, где до этого размещалось отработавшее свой век устройство. Слишком большой центр на маленькой площади разместить не получится.

Если же центр покупается на новое предприятие, то его габариты, как правило, закладываются в проект по постройке производственного здания. В этом случае размерами оборудования можно пренебречь. Они будут учитываться заблаговременно, и для размещения центра ещё на этапе проектирования отведут необходимое пространство.

Требования по квалификации работников

Пусть вас не сбивает с толку фраза «автоматический центр». Да, современное оборудование создаётся с высокой степенью роботизации, но совсем без человека оно обойтись не может. Требуется оператор, выполняющий те или иные производственные манипуляции.

В настоящее время на рынке представлен широкий выбор центров разной комплектации. Соответственно, потребитель может выбирать между оборудованием, эксплуатировать которое могут люди низкой квалификации, и техникой, для использования которой необходима тщательная подготовка. Выбор, как говорится, за вами. И в его основе лежат упомянутые выше производственные задачи, и, в первую очередь, специфика продуктов, которые планируются к выпуску.

Ремонтный ресурс

Здесь подразумевается, насколько простым или, напротив, сложным может оказаться ремонт оборудования при его отказе. При выборе обрабатывающего центра следует обратить внимание на следующие моменты.

1. Выяснить, оказывает ли производитель или его дилер ремонтную поддержку?
2. Доступны ли запасные части и комплектующие?
3. Можно ли ремонтировать технику силами сторонних организаций или нужно задействовать только сервисное подразделение производителя?
4. Выполняется ли гарантийный ремонт?

Очевидно, что отрицательный ответ хотя бы на один из указанных вопросов способен сильно осложнить будущую эксплуатацию, и, таким образом, от приобретения данного центра лучше отказаться.

Что касается страны-производителя, то необходимо сказать, что ориентироваться на магическую надпись «Made in …» сегодня уже не всегда целесообразно. Глобализация привела к тому, что многие статусные производители вывели свои заводы в страны третьего мира, и чисто американское или европейское оборудование найти сегодня на рынке сложно. Справедливости ради остаётся заметить, что качество продукции китайского или какого-либо другого азиатского станкостроения не всегда низкое. В каждом конкретном случае нужно придирчиво оценивать технические и эксплуатационные характеристики центра.

 

В общем случае направляющей называется элемент станка, по которому совершают возвратно-поступательные движения различные блоки оборудования, например, суппорт токарного станка или рабочий стол фрезерного. От качества направляющих зависит, в первую очередь, точность металлообработки, а также производительность оборудования. Данные компоненты изготавливаются, главным образом, из сталей повышенной твёрдости, чем и определяется высокая износостойкость, особенно, устойчивость к истиранию.

Основными модификациями направляющих в современных станках с ЧПУ являются следующие.

1. Цилиндрические.
2. Цилиндрические на опоре.
3. Рельсовые.
4. Призматические.

Цилиндрические направляющие представляют собой самый дешёвый вариант. Он используются в тех случаях, когда не требуется высокой точности металлообработки. Один из недостатков состоит в провисании направляющих в процессе эксплуатации станка.

Цилиндрические направляющие на опоре на порядок жёстче обычных цилиндров, но более сложны в монтаже. В качестве опор в большинстве случаев используются алюминиевое или стальное ложе, вдоль которого располагается направляющая. Такие элементы находят применение в оборудовании с большими скоростями перемещения суппортов или рабочих столов.

Рельсовые и призматические направляющие используются в станках с ЧПУ нечасто. Применение этих компонентов ограничивает их высокая цена. Призмы и рельсы достаточно сложны в изготовлении, чем и объясняется их повышенная стоимость. Зато при их использовании станок обеспечивает практически идеальную точность металлообработки и изрядную производительность.

Шлицевые валы

Мы вынесли шлицевые валы в отдельный параграф, поскольку данные направляющие являются сравнительно новыми для станкостроения. Эти элементы представляют собой фактически цилиндрические направляющие, по всей длине которых проточены шлицы. Углубления могут быть разной геометрии – как с прямым, так и криволинейным сечением.

Причина появления таких направляющих заключается в том, что станки с ЧПУ должны выполнять точную металлообработку в АВТОМАТИЧЕСКОМ режиме, а такое обеспечивается применением именно шлицевых валов. Вот почему эти направляющие используются в автоматизированных станках в приоритетном порядке.

Союз направляющих и втулок

Рассматривая проблему направляющих, нельзя не упомянуть о втулках, которые используются в сочетании с цилиндрами, рельсами и призмами. Для обеспечения нормального перемещения суппорта или рабочего стола, или какого-то другого блока станка они устанавливаются на втулку, и по направляющей скользит уже она, а не собственно суппорт или стол.

В большинстве станков с ЧПУ используются втулки на линейных подшипниках качения. Их использование обуславливает следующие характеристики металлообработки:

• высокую точность;
• чистоту обработки;
• низкую термическую нагрузку на заготовку;
• слабый износ инструмента.

Недостатком линейных подшипников качения является люфт, который наблюдается вследствие особенностей подшипниковой конструкции.

При выборе направляющих для модернизации оборудования следует обращать внимание, прежде всего, на металл, из которого изготовлена данная оснастка. Кроме того, необходимо учитывать, что некоторые направляющие могут использоваться в сочетании только с определёнными моделями линейных подшипников. Учёт этих факторов позволит сделать правильный выбор и обеспечит нормальное функционирование модернизированного оборудования.

 

Фиксация и позиционирование заготовки, предназначенной для металлообработки, оказывает непосредственное влияние, во-первых, на качество конечной продукции и, во-вторых, на степень износа режущего инструмента – фрез, резцов, свёрл и так далее. В связи с этим большое значение приобретают устройства, с помощью которых обрабатываемая деталь закрепляется в станке. Поговорим об этой оснастке.

Прежде всего, заметим, что тип и количество станочных фиксаторов заготовок зависит от вида оборудования. Фрезерные станки оснащаются одними приспособлениями, токарные другими и т.д. Кроме того, свою роль играет и характер металлообработки. В обычной механической технике используются простые механизмы. В станках с ЧПУ – автоматизированная оснастка.

Фрезерные станки

Наиболее широкий набор станочных фиксаторов используется в процессе фрезерной металлообработки. Это объясняется большим количеством разнотипных операций, проводимых на станках этого типа. В число приспособлений, фиксирующих заготовки во фрезерном станке, входят следующие.

1. Прихваты и прижимы.
2. Машинные тиски.
3. Угольники.
4. Угловые плиты.

Прихваты и прижимы представляют собой элементарные механизмы, с помощью которых обеспечивается надёжная фиксация деталей. Машинные тиски более сложны и являются, по сути, совокупностью нескольких прихватов и прижимов. Угольники и угловые плиты необходимы при операциях, в процессе которых заготовку нужно поворачивать на определённый угол. В станках с ЧПУ угловые плиты входят в состав делительных столов, движением которых управляет компьютер.

Токарные станки

В токарных станках устройство фиксации заготовок входит в состав шпиндельной группы и представляет собой кулачковый патрон. В зависимости от вида металлообработки и конкретной задачи на станок может устанавливаться классический 3-кулачковый фиксатор или приспособления и с увеличенным количеством кулачков – 4, 5 или 6.

Токарные станки с ЧПУ, особенно, те, что оснащаются системой автоматической подачи заготовок, оборудуются пневматическими и гидравлическими патронами. Своей базовой конструкцией они практически не отличаются от обычной механической оснастки. Однако они снабжаются силовым автоматическим приводом, управляющим движением кулачков и усилием их сжатия.

Сравнительно новым типом фиксирующих устройств, применяемых именно в автоматических токарных станках, являются цанговые патроны, которые подробно описаны в одном из наших прошлых обзоров. Их достоинство заключается в высоком быстродействии.

Обеспечение надёжности фиксации заготовок

Для того чтобы обрабатываемый объект надёжно закреплялся на станке, производители предпринимают разного рода меры, к которым относятся, например, следующие:

• нанесение насечек и канавок на плоскости сжатия;
• применение металлов с высоким коэффициентом трения;
• повышение сжимающей силы за счёт гидравлических устройств;
• использование червячных механизмов с малым передаточным числом.

Перечисленные шаги обеспечивают прочную фиксацию заготовок, что влечёт за собой точность фрезерования, точения, сверления и шлифовки.

В заключение скажем, что производители постоянно совершенствуют фиксаторы заготовок с целью снижения брака. Одновременно с этим решается задача обеспечения высокой производительности, так как скорость манипуляций заготовками в процессе металлообработки зависит во многом от позиционирующей оснастки. Нынешние машинные тиски уже мало чем напоминают приспособления прошлых лет. Они управляются отдельными контроллерами и другими электронными компонентами.

 

В одном из наших недавних обзоров мы вели речь о линейных сервомоторах. Однако этот тип двигателей используется в станочной технике не всегда. Достаточно часто станкостроители используют в конструкциях станков классические решения – шарико-винтовые передачи (ШВП) и трапецеидальные метизы – пара винт-гайка. Рассмотрим подробнее достоинства и недостатки линейных приводов, в которых используются те и другие.

Шарико-винтовая передача

Основой ШВП является цилиндр со спиральной насечкой специальной формы. В верхней части резьбовой нитки выполнено круглое углубление. По нему в процессе работы перекатываются шарики, которые входят в состав гайки. Она представляет собой полый цилиндр со спиральными канавками, в которых шарики и размещаются.

Принцип функционирования ШВП прост. При вращательном движении винта гайка линейно перемещается, передвигая связанный с ним блок станка в заданном направлении. Достоинства шарико-винтовой передачи заключаются в следующих моментах:

• высокий КПД (95-98%);
• слабое трение в паре винт-гайка;
• низкий уровень шума;
• возможность микронных перемещений гайки.

Эксплуатационные недостатки ШВП практически отсутствуют за исключением, может быть, плохой ремонтопригодности – вышедшую из строя передачу придётся заменить новой целиком. А вот экономический минус шарико-винтовой передачи значителен. Это их изрядная стоимость. Это объясняется, во-первых, сложностью изготовления и, во-вторых, отсутствием упомянутых выше эксплуатационных недостатков. Отчасти именно поэтому станки с ЧПУ, в которых применятся такая передача, дорогостоящи.

Трапецеидальные метизы

Пары трапецеидальных винтов и гаек в сравнении с ШВП обеспечивают менее точную металлообработку, и поэтому в прецизионном оборудовании используются редко. Их «территория», где они вне конкуренции, это мощные станки, предназначенные для обработки массивных заготовок. К примеру, в карусельной токарной технике используются только трапецеидальные метизы – шарикоподшипники не выдерживают таких нагрузок.

Самый большой плюс этих приводов заключается в механической прочности резьбы. Резьбовые нитки, выполненные в виде трапеции, выдерживают колоссальные усилия на срез и смятие даже при том условии, что в трапецеидальных метизах используется сталь с не очень высоким показателем твёрдости.

К числу других преимуществ трапецеидальных винтов и гаек можно отнести следующие.

1. Отличная ремонтопригодность.
2. Длительный ресурс.
3. Простота обслуживания.
4. Возможность регулировки погрешностей линейного перемещения.

Относительно последнего пункта заметим, что погрешности линейного перемещения регулируются с помощью специальной разрезной гайки, которую в шарико-винтовой передаче применить не получится по объективным причинам.

Что выбрать?

Так на каком решении остановить свой выбор, выбирая оснастку для модернизации своих станков? Приведём несколько рассуждений.

Если в рамках вашего производства требуется обеспечить высокую точность металлообработки, то необходимо использовать линейные приводы на основе ШВП. Да и по производительности оборудование с шарико-винтовыми передачами оказывается более выгодным вариантом.

При невысоких требованиях к точности точения, фрезерования, сверления применяйте трапецеидальные метизы. Тем самым вы сэкономите бюджет. А если вы производите массивную металлопродукцию, которая изготавливается на мощных станках, то ваш выбор – только трапецеидальные винты и гайки. Только их использование способно обеспечить непрерывную и качественную обработку заготовок.

 

Современные станки с ЧПУ представляют собой технически сложные электронно-механические устройства. И насколько бы надёжной ни была техника, она может периодически выходить из строя. Для металлообрабатывающего оборудования, работающего при высоких нагрузках, это рассуждение весьма и весьма актуально. Обработка металлов и, в особенности, твёрдых сталей связана с выделением большого количества энергии и существенным износом инструмента, что и влечёт за собой потерю функциональности станка или обрабатывающего центра.

В перечень основных неисправностей станка с ЧПУ входят следующие.

1. Поломка приводов.
2. Повреждения датчиков.
3. Снижение точности металлообработки.
4. Выход из строя сервисных систем.

Отдельный кластер неисправностей включает отказы программного обеспечения, управляющего оборудованием. Они могут быть связаны как со сбоями в программах, так и с поломками радиокомпонентов-обработчиков информации – процессоров, контроллеров и прочих.

Специфика перечисленных выше неисправностей позволяет разделить их на два класса – механические и электронные. Такая дискретизация в свою очередь даёт возможность комплексно подходить к анализу состояния сломанной техники и существенно сокращать время ремонта.

Механические отказы

Оговоримся сразу. Упомянутый выше износ металлорежущего инструмента сам по себе поломкой не является. Это, так сказать, «штатная» ситуация, связанная с использованием расходных материалов. С этой точки зрения резец или фреза – это такие же расходники, как, скажем, смазочно-охлаждающая жидкость или протирочная ветошь. Поэтому их износ в качестве неисправности мы рассматривать не будем.

Главный, если так можно выразиться, отказ станочной механики – это ненормальное функционирование, в первую очередь, приводов, управляющих движением различных частей станка, например шпинделя, суппорта и так далее. В этом случае могут ломаться электродвигатели и отдельные звенья кинематической цепи, начиная с самого маленького зубчатого колеса.

Выход из строя датчиков может обуславливать отказ как приводов, так и устройств контроля точности. Если ломается датчик положения, то заготовка неверно позиционируется, как следствие, производится неточная металлообработка. А неисправность датчика в системе контроля точности оказывает непосредственное влияние на этот технологический параметр. Когда средство измерения не работает должным образом, устройство контроля не может судить о степени точности точения, фрезерования или сверления.

Электронные неисправности

Поломки электронной части (при отсутствии механических отказов) связаны, прежде всего, с нарушением в алгоритмах обработки информации, получаемой от датчиков. Подобные сбои возникают, как правило, под действием следующих факторов:

• изменение кодировки ЧПУ;
• ошибки в программном коде;
• выход из строя логических радиокомпонентов;
• ухудшение обратной связи.

Изменения кодировки могут носить как спонтанный, так и преднамеренный характер. В последнем случае речь идёт о вирусных атаках на оборудование. Вот почему информационная защита даже на металлообрабатывающем заводе является делом необходимым и важным.

Выявление поломок в станках с ЧПУ

Если в прежние эпохи неисправности металлообрабатывающего оборудования выявлялись человеком, к примеру, самим специалистом, эксплуатирующим станок, то сегодня ситуация изменилась. Львиная доля поломок обнаруживается автоматически средствами ЧПУ, после чего автоматика выдаёт сигнал-предупреждение, а при фатальных поломках останавливает работу станка до момента полного восстановления функциональности.

 

Финишная металлообработка выполняется на завершающем этапе производства продукции и проводится с целью придания изделиям товарного вида, а также обеспечения заданной функциональности. В производственных процессах, связанных с ковкой, при финишной обработке удаляется окалина, и устраняются дефекты формы. При штамповке зачастую полируют вырубную кромку. Словом, каждый вид металлообработки предполагает свою финишную стадию.

Окончательную обработку металлопродукции выполняют следующими методами:

• механический;
• химический;
• электрохимический;
• плазменный.

Последний метод признаётся наиболее передовым, и именно ему отдаётся предпочтение производственников, хотя справедливости ради нужно заметить, что этот способ довольно дорогостоящий.

В ходе механической финишной металлообработки используются различные приспособления с абразивным инструментом, шабры, пескоструйные и дробеструйные установки и так далее. Очень часто применяются различные полировочные и притирочные пасты на основе абразивного порошка – алмазного, корундового и пр. При такой обработке готовых изделий снимается слой металла толщиной от нескольких сотен микрон до 1-2 миллиметров. Впрочем, при удалении упомянутой выше окалины толщина снимаемого металла может достигать и большей величины.

Химический и электрохимический методы

Названия данных методов говорят сами за себя. При финишной обработке этим способами используются специальные химикаты, растворяющие поверхностный слой металла и формирующие окончательную шероховатость и форму изделий. Используемые при доводке химические вещества включают разнообразные кислоты и их смеси, а также составы на основе щелочных соединений.

В перечень достоинств метода входят следующие.

1. Высокая производительность.
2. Высокое качество обработки.
3. Безопасность для металлопродукции.
4. Низкая трудоёмкость.

Электрохимический способ представляет собой классическое травление, проводимое в среде электролита под воздействием электрического тока. Ионы металла, погружённого в электролитическую жидкость, увлекаются с поверхности изделия и переходят в раствор. Тем самым с поверхности металла устраняются даже самые мелкие неровности.

Плазменная полировка

Плазменный метод немного напоминает электролитический с той только разницей, что при его использовании на электроды подаётся высокое напряжение – свыше 200 Вольт. Это приводит к образованию вблизи анода так называемой плазменной оболочки, которая при воздействии на металл полирует его. Использование данного способа позволяет добиваться зеркального блеска. Плазменную полировку применяют для доводки лопаток газовых и авиационных турбин, а также при изготовлении ответственного оборудования для химической промышленности.

Ручной режим

Ключевая особенность финишной металлообработки, независимо от выбранного способа, состоит в том, что процесс практически невозможно автоматизировать. Если часть механических работ всё-таки удаётся перевести в автоматический режим, то химическую и электрохимическую доводку можно осуществлять только в ручном режиме – на специальных установках финишной обработки.

Другая особенность завершающей металлообработки заключается в обязательном привлечении к процессу только высококвалифицированных специалистов. Лишь при этом условии можно обеспечить отсутствие брака и достижение заданного качестве металлопродукции.

 

Шаговые электродвигатели широко используются в станках с ЧПУ, однако мало кто знает, что существует два типа этих устройств. В зависимости от некоторых конструктивных моментов различают биполярные и униполярные шаговые сервомоторы. Рассмотрим различия указанных двигателей и обозначим некоторые аспекты их выбора, например, для модернизации станочной техники.

Конструкция

Как и любой электрический двигатель вообще, шаговый электромотор состоит из следующих составных частей:

• ротор;
• обмотки;
• устройство управления;
• корпус.

Биполярный и униполярный двигатели различаются конструкцией обмоточной части и особенностями управляющего устройства.

Биполярные сервомоторы

Конструкция биполярного шагового двигателя предполагает наличие двух обмоток, управляющих вращением ротора. Данное управление осуществляется путём переключения обмоток. Эту функцию исполняет специальный переключатель, который функционирует в соответствии с командами ЧПУ.

Включение той или иной обмотки заставляет ротор вращаться то в одну, то в другую сторону – в зависимости от задачи. Обмотки представляют собой фактически два полюса электрической машины, благодаря чему данные шаговые двигатели и называются биполярными.

Очевидное достоинство биполярного сервомотора заключается в простоте конструкции. Однако конструктивная простота оборачивается усложнением переключающей схемы. Для того чтобы эффективно управлять переключением обмоток, необходимо использовать специальный мостовой переключатель. Сложная модель переключения обмоток является слабым звеном биполярного шагового двигателя.

Униполярные сервомоторы

Основное отличие униполярного двигателя от биполярного проявляется в наличии электрического отвода от половины каждой обмотки. То есть с точки зрения конструкции эти моторы более сложны, но зато эффективнее с позиций переключения направлений вращательного движения ротора. Здесь не требуется включения разных обмоток, как в биполярных моторах, а необходима лишь перекоммутация обмоточных половин. Это значительно упрощает переключающую схему.

Данный момент объясняет достоинство униполярных шаговых сервомоторов, которое состоит в быстродействии этих устройств. Применение в станкостроении электродвигателей данного типа позволяет создавать по-настоящему производительную технику, к примеру, многофункциональные токарно-фрезерные центры.

Как выбрать?

Ответ на вопрос о том, какой двигатель нужно использовать для модернизации конкретного станка, зависит от следующих факторов.

1. Габариты электродвигателя.
2. Крутящий момент.
3. Точность позиционирования.
4. Простота эксплуатации.

Относительно габаритов следует сказать, что униполярные устройства немного крупнее свих биполярных «собратьев». Однако эти различия настолько несущественны, что ими можно пренебречь. Тем более что, в общем и целом, шаговые электродвигатели занимают незначительное место в общем функциональном пространстве станка.

Биполярные двигатели выгоднее униполярных в отношении крутящего момента. Если этот аспект важен, то нужно учитывать, что меньший по размерам биполярный сервомотор обеспечивает более высокий крутящий момент в сравнении с униполярным аналогом.

По точности позиционирования биполярные моторы практически не отличаются от униполярных, и для обеспечения этого показателя металлообработки можно использовать двигатели любого типа.

Униполярные сервомоторы в эксплуатации проще и надёжнее, так как их переключающая схема более проста и отказоустойчива.

 

Несмотря на то, что операция сверления технологически проста, и её автоматизация лишена большого рационального смысла, сверлильные станки, тем не менее, оснащаются средствами ЧПУ и находят широкое применение в промышленности. И в этом контексте следует отметить, что куда более важной является автоматизация не самого сверления, а процессов смены инструмента и позиционирования заготовки. Благодаря этому значительно повышается производительность, что даёт существенный выигрыш с экономической точки зрения.

Современные сверлильные станки с ЧПУ предназначаются для проведения следующих операций:

• сквозное сверление;
• глухое сверление;
• развёртка;
• нарезание резьбы.

Иногда некоторые модели используют на завершающих этапах производства для хонингования или подготовки к нему.

Особенности конструкции

От обычного сверлильного станка его автоматизированный аналог отличается, прежде всего, наличием устройства автоматической смены инструмента. В его качестве обычно используется хорошо зарекомендовавшая себя револьверная головка. Это приспособление надёжно удерживает инструмент и обладает изрядным быстродействием – поворачивается на требуемый угол при смене инструмента в течение долей секунды.

В некоторых моделях револьверная головка сопряжена с инструментальным магазином, что позволяет в автоматическом режиме заменять одно сверло другим. Всё это сокращает время обработки заготовок и ускоряет производство.

Другая особенность сверлильных автоматов связана с позиционированием заготовки на рабочем столе. Существенная экономия времени при автоматизированном сверлении возникает как раз из-за того, что не человек всякий раз устанавливает и позиционирует обрабатываемое изделие, а робот, который делает это и быстрее, и точнее человека.

Для обеспечения требуемой точности металлообработки сверлильный станок с ЧПУ оснащается координатным столом на специальных опорах качения. Стол может перемещаться в двух направлениях с помощью привода с шаговым двигателем. Плавность перемещения и точность позиционирования заготовки обеспечиваются гидравлическим усилителем.

И, конечно же, в сверлильном станке с ЧПУ автоматизируются почти все сервисные процессы. Конструкция оборудования включает в себя технические средства управления подачей СОЖ, отводом металлоотходов и так далее. Кроме того, автоматика контролирует степень износа инструмента и принимает решение о его замене. Благодаря всему этому в работе сверлильного станка с ЧПУ участия человека практически не требуется.

Эксплуатация сверлильных станков с ЧПУ

Хотя сверлильный автомат, как отмечено выше, и не нуждается во внимании оператора-человека, тем не менее, существуют некоторые эксплуатационные особенности, знать о которых необходимо. В процессе использования станка следует выполнять следующие сервисные работы.

1. Очистка от загрязнений опор качения координатного стола.
2. Контроль состояния привода координатного стола.
3. Обеспечение чистоты привода инструментальной револьверной головки.
4. Проверка целостности подшипников главного шпиндельного привода.

Перечисленные сервисные работы нужно выполнять согласно регламенту, разработанному производителем оборудования.

В заключение заметим, что сверлильные автоматы довольно критичны к перегрузкам. Поэтому перед каждым запуском в работу нужно проверять соответствие параметров станка поставленной задаче и не допускать превышения расчётных нагрузок. В этом случае станок будет нормально работать в течение длительного срока.

 

Одним из важнейших элементов металлообработки является продольно-поперечная подача инструмента или заготовки. При обработке на токарном станке подаётся резец, а в процессе фрезерования, напротив, обрабатываемая деталь. В устаревших моделях металлообрабатывающих станков продольно-поперечным перемещением управляет привод, в основе которого лежит ременная передача. Кинематическая схема в этом случае проста. Электромотор через ремень вращает винт, трансформирующий вращательное движение в продольное.

Данный принцип оказывается неэффективным в современных станках, поскольку не обеспечивает нужного соотношения производительности и точности. Для обеспечения высокоточной металлообработки сегодня используются так называемые линейные сервомоторы, обладающие следующими достоинствами.

1. Высокий КПД.
2. Простота кинематической схемы.
3. Быстродействие.
4. Возможность электронного управления.

Существенный плюс линейных сервомоторов состоит в малых габаритах. Кроме того, стоимость этих устройств невысока по сравнению с классическими электродвигателями и ремённо-шестерёнчатыми приводными механизмами.

Конструкция и принцип действия линейного сервомотора

С точки зрения конструкции линейный сервомотор прост, как говорится, «до безобразия». Двигатель состоит всего из двух элементов – неподвижного статора с проволочными обмотками (по типу трансформаторных) и подвижного сердечника. Эти элементы помещены в стальной корпус, который защищает их от вредных производственных факторов, например, пыли, влаги, агрессивных технических жидкостей и так далее. Корпус оснащается арматурой, с помощью которой сервомотор прикрепляется к станку. Из-за простоты конструкции линейные двигатели не нуждаются в сервисе.

Что касается принципа действия, то он также прост и интуитивно понятен. При подаче в обмотку переменного тока возникает электродвижущая сила (ЭДС), передвигающая сердечник в продольном направлении. Изменение полярности тока на противоположную повлечёт за собой перемещение сердечника в обратном направлении. Причём, это действие выполняется практически мгновенно, что обуславливает безынерционность станка и напрямую увеличивает его производительность.

Обеспечение высокой точности

Как видно из описания принципа действия типового линейного сервомотора при использовании такого двигателя продольная подача выполняется непосредственно – без использования ремней, шестерёнок и других кинематических звеньев. Это значительно упрощает систему, что уже само по себе в конечном итоге обеспечивает высокую точность металлообработки.

Однако не только простота принципа работы линейного двигателя определяет отличные точностные характеристики металлообработки. Наряду с этим высокая точность достигается за счёт возможности электронного управления параметрами двигателя, в числе которых следующие:

• величина перемещения;
• скорость;
• усилие подачи;
• количество проходов.

Таким образом, исключается необходимость участия оператора в принятии решений относительно продольной подачи инструмента или заготовки. Эти задачи при использовании линейных сервомоторов может целиком и полностью решать автоматика.

Развитие станкостроительных технологий привело к использованию в металлообрабатывающем оборудовании блоков, включающих целые каскады линейных сервомоторов, которые обеспечивают высокоточные перемещения инструмента и заготовок по нескольким пространственным осям. Эти устройства находят применение в многоосевых обрабатывающих центрах.

 

Фрезерование существенно отличается от металлообработки других видов, например, токарной, повышенной интенсивностью резки металла. В связи с этим при изготовлении металлоизделий на фрезерном станке или обрабатывающем центре всякий раз необходимо подбирать оптимальный режим резания заготовок. Это позволит устранить брак или значительно снизить его объём, обеспечив нормальное качество конечной продукции.

Определение режима резания является особенно актуальным для крупно- и среднесерийных производств. Дело в том, что переналадка оборудования, необходимая для уменьшения количества бракованных изделий и выполняемая уже на этапе производства, связана с высокими затратами денежных средств и, что немаловажно, времени. Поэтому проще, а, главное, дешевле чуть сдвинуть сроки запуска продукции в производство и рассчитать оптимальный режим фрезерования, чем останавливать линию и перенастраивать станки прямо на ходу.

Подробнее о режиме резания

Под режимом резания понимается совокупность параметров металлообработки, к числу которых относятся следующие:

• тип фрезы;
• скорость вращения фрезы;
• число проходов фрезы;
• скорость подачи заготовки;
• интенсивность введения СОЖ в зону резки.

Таким образом, подбор оптимального режима резки металла в процессе фрезерования сводится к определению конкретных значений перечисленных параметров. Характеристики режима резания зависят от различных факторов. Основное влияние оказывают физические свойства обрабатываемого металла, главным образом, твёрдость и вязкость. Кроме того, на выбор параметров фрезерования влияет требуемая чистота обработки.

Определение оптимального режима резания

Тип фрезы определяется самой технологией фрезерования в каждом конкретном случае. Инструмент выбирается в зависимости от операций, необходимых для изготовления требуемого металлоизделия. При использовании обычного металлического сортамента вполне достаточными оказываются фрезы из легированной стали, а для фрезеровки более твёрдых заготовок нужны уже особые – твёрдосплавные инструменты.

Скорость вращения и число проходов фрезы рассчитываются по специальным таблицам в зависимости от типа обрабатываемого металла и требуемой чистоты обработанной поверхности. Определение оптимальной скорости вращения инструмента необходимо также и для продления ресурса фрезы, так как при слишком быстром вращении высок риск повреждения зубьев.

Подача заготовки

Скорость подачи заготовки напрямую определяет геометрические параметры конечной металлопродукции, поскольку влияет на характеристики, к которым относятся следующие.

1. Глубина реза.
2. Ширина реза;
3. Число зубьев фрезы.
4. Крутящий момент шпинделя.

Для расчёта скорости подачи также необходимо пользоваться специальными таблицами, в которых приводятся соотношения для разных типов станков, в зависимости от таких параметров оборудования, как мощность, максимальное число оборотов шпинделя и так далее.

Станки с ЧПУ

С точки зрения определения режима резания эксплуатация станков с ЧПУ является более простой и менее трудоёмкой. Здесь львиную долю расчётов выполняет компьютер. Роль человека сводится лишь к загрузке в память ЭВМ проекта. Все дальнейшие операции проводит искусственный интеллект.

Робот определяет типы инструмента, необходимые для изготовления продукции, рассчитывает геометрические параметры (глубину, ширину фрезеровки, степень чистоты), находит оптимальное значение скоростей вращения фрезы и подачи заготовки, управляет подачей СОЖ.

 

Листогибочный станок, иногда называемый просто листогибом, предназначается для проведения операции фальцовки, то есть сгибания листового металлопроката. С помощью этого оборудования изготавливаются элементы всевозможных строительных конструкций, компоненты систем вентиляции, металлическая арматура различного назначения.

На сегодняшний день промышленностью выпускается обширная номенклатура этой техники, в связи с чем возникает проблема выбора оптимальной модели листогиба для решения конкретных производственных задач. Ниже мы расскажем о видах листогибочных станков и о том, какое оборудование используется для выполнения тех или иных работ.

Тип листогибочного станка

Модификация листогиба оказывает влияние, прежде всего, на производительность. Немаловажный аспект состоит и в эксплуатационных особенностях того или иного станка. В настоящий момент на рынке предлагаются следующие типы листогибочных станков:

• ручные;
• электромагнитные;
• электромеханические;
• гидравлические.

Опишем кратко каждый из перечисленных типов.

Из самого названия ручных листогибов понятно, что фальцовка выполняется вручную – мускульной силой оператора. Данное оборудование применяется для работы с листовым металлопрокатом толщиной до 5 мм. Эти листогибочные станки малопроизводительны, и самым большим их достоинством является невысокая цена.

Электромагнитные листогибы представляют собой аналог ручных с небольшим отличием. Здесь фальцовка выполняется так же вручную, но лист прижимается к столу с помощью мощного электромагнита. На этих станках могут сгибаться уже листы большей толщины – до 10-12 мм.

Электромеханические и гидравлические листогибы

Об электромеханических и гидравлических листогибочных станках считаем необходимым рассказать отдельно. Это наиболее современные и совершенные устройства, используемые для так называемого длинного фальцевания листового металлопроката большой длины – на длине свыше 5 метров. Оборудование этого типа используется при изготовлении элементов кровельных систем, заборов, инженерных коммуникаций, устройств водоотведения и так далее.

Электромеханические и гидравлические листогибы нередко оснащаются автоматикой, управляющей режимами фальцовки. Автоматизированные станки обладают высокой производительностью и используются в крупносерийном производстве для изготовления изделий сложной геометрии, например, деталей с фальцовкой переменных направлений. Такие станки могут дополнительно оснащаться роликовыми ножами для прорезки технологических отверстий и разрезов.

Мобильные и стационарные листогибы

Кроме перечисленных выше типов оборудования, потребитель может выбирать между мобильными и стационарными устройствами. Те и другие листогибы обладают разными достоинствами. Например, к преимуществам передвижных станков относятся следующие.

1. Малые габариты.
2. Небольшая масса.
3. Возможность разворачивания на небольшой площади.
4. Простота перемещения по производственному участку.

Мобильные листогибочные станки являются оптимальным вариантом для организации мелкосерийного производства и разового применения при изготовлении единичных изделий. Передвижные устройства чаще всего ручные.

Стационарные листогибы оснащаются массивной станиной и используются для фальцовки металлических листов на значительной длине. Такие станки комплектуются противовесами, которые обеспечивают лёгкое сгибание металлопроката большой толщины. Упомянутые выше электромеханические и гидравлические листогибы почти всегда являются как раз стационарными.