Автор: <span>N2w0T18</span>

Приоритет для многих производственников, работающих в сфере металлообработки, состоит в снижении расходов на приобретение основных фондов, то есть металлообрабатывающих станков – токарных, фрезерных, сверлильных и прочих. Один из путей, ведущих к экономии, заключается в покупке оборудования, прошедшего через процедуры капитального ремонта и модернизации. Цена такой техники отличается в разы от стоимости новых станков, что и влечёт за собой уменьшение затрат.

Однако при заказе модернизированного оборудования велик риск, что называется, «нарваться» на станки, непригодные к работе из-за недочётов, которые были допущены в процессе обновления. На какие аспекты необходимо обращать внимание? И в какие места техники нужно заглядывать буквально с лупой в руке, чтобы купить качественно восстановленное оборудование? Ниже мы ответим на эти вопросы.

Модернизация металлообрабатывающих станков

Капитальный ремонт металлообрабатывающих станков регламентируется отраслевыми техническими условиями (ТУ), разработанными для каждой конкретной группы станочной техники. Модернизация включает в себя следующие мероприятия.

1. Демонтаж и анализ состояния комплектующих.
2. Отбраковка блоков, не подлежащих ремонту.
3. Восстановление геометрии направляющих, суппортов, станины, шпинделя.
4. Обновление электрических и кинематических частей системы.

Нынешние реалии добавляют к этому списку ещё один пункт – оснащение станка средствами ЧПУ в объёме, предусмотренном глубиной модернизации. Проще говоря, обновление оборудования может заключаться в частичном внедрении автоматизации или состоять в полном превращении станка в автомат.

Критерии для оценки состояния модернизированного станка

При покупке оборудования, подвергнутого модернизации, следует в первую очередь, проконтролировать качество ремонта электрической части, поскольку это, по сути, входная группа станка, обеспечивающая нормальное функционирование техники в целом. При подтверждении нормального состояния станочной электрики проводится ряд дальнейших испытаний, по результатам которых оборудование либо вводится в эксплуатацию, либо возвращается поставщику с рекламацией. В число этих тестов входят следующие:

• обработка заготовки под различными нагрузками;
• проверка степени точности металлообработки;
• проверка станка на отсутствие паразитных вибраций;
• контроль прочности соединений механизмов и основных узлов техники.

Важную роль в тестировании модернизированных станков играет определение ключевых геометрических параметров – всевозможных зазоров, углов и интервалов перемещений. Особенно актуальны данные проверки для тестирования технических средств ЧПУ, так как именно от геометрических характеристик автоматики во многом зависит правильность металлообработки.

Программное обеспечение ЧПУ

Считаем целесообразным остановиться отдельно на проверке программного обеспечения, управляющая автоматикой модернизированного станка. При покупке оборудования с автоматической оснасткой нужно проверить, насколько актуальными являются программы, по которым работает ЧПУ. Использование нового программного обеспечения исключит возникновение ошибок в процессе металлообработки и в конечном итоге обеспечит высокое качество продукции.

В заключение заметим, что некоторые проверки покупатель оборудования может выполнить самостоятельно. Однако к тестированию сложных устройств, к примеру, той же автоматики, иногда необходимо привлекать профессиональных наладчиков станочной техники. Расходы на оплату их услуг также следует учитывать при определении стоимости модернизированных станков.

 

Металлообрабатывающие центры (далее в тексте МЦ) существенно отличаются от классических станков как с точки зрения конструкции, так и функционально. В связи с этим эксплуатация данного оборудования отличается некоторыми моментами от использования традиционной станочной техники. Ниже мы рассмотрим аспекты, которые нужно учитывать при работе с обрабатывающими центрами.

С одной из особенностей обрабатывающего центра придётся столкнуться в самом начале его эксплуатации. Дело в том, что это довольно крупногабаритное оборудование – ведь оно фактически объединяет в себе несколько одиночных станков. Поэтому перед покупкой данной техники нужно отвести в производственном помещении соответствующие площади.

Многофункциональность оборудования

Эта техника получила своё название из-за того, что сочетает несколько видов металлообработки – так же, как любой центр объединяет в себе различные единичные элементы. В частности, МЦ используется для проведения следующих операций:

• наружное и внутреннее точение (расточка);
• сверление и развёртка;
• резьбонарезание;
• фрезерование (в т.ч. фасонное).

Указанные действия могут выполняться как одновременно, так и последовательно – это зависит от модификации конкретного центра и его оснащённости.

Автоматизация центра

Ключевая особенность металлообрабатывающих центров состоит в комплектации средствами автоматики. Этим МЦ резко отличается от дискретного станка, пусть даже и модернизированного – степень автоматизации центра гораздо выше. Это накладывает определённые ограничения на эксплуатацию оборудования и выдвигает повышенные требования к квалификации персонала, работающего с центром.

Рабочий-станочник должен быть больше, чем просто токарем или фрезеровщиком. Он должен обладать знаниями IT-специалиста, по крайней мере, в той части, которая относится к настройке программ ЧПУ и программной отладке режимов работы обрабатывающего центра. При переходе от станков к МЦ обязательно следует учитывать этот «кадровый» вопрос.

Конструктивные отличия центра от станка

Указанная выше автоматизация реализуется введением в конструкцию металлообрабатывающего центра новых функциональных элементов, которых не было в составе классического токарного, фрезерного или расточного станка. К числу новых компонентов относятся следующие.

1. Направляющие качения.
2. Шпиндель-моторы.
3. Приводы линейных перемещений.
4. Устройства автоматической смены заготовок и инструмента.

Наличие перечисленных конструктивных элементов усложняет эксплуатацию МЦ в плане проведения текущего и периодического сервиса. Это обусловлено большим количеством всевозможных сервомоторов, датчиков, измерителей и прочих элементов автоматизации. Необходимо учитывать, что сервисное обслуживание обрабатывающего центра может занимать достаточно длительный период времени. На сервис некоторых моделей приходится отводить целую рабочую смену. Однако потери времени с лихвой компенсируются в будущем высокой производительностью.

Обеспечение особого микроклимата на производственном участке

Поскольку радиокомпонентная база ЧПУ состоит, главным образом, из полупроводниковых микросхем, весьма требовательных к тепловому режиму, возникает проблема обеспечения нормальной температуры в производственном помещении. Будьте готовы к тому, что при замене устаревших станков современным многофункциональным центром, вам придётся оборудовать цех климатической установкой, которая будет поддерживать температурный фон, «комфортный» для процессоров и контроллеров вашего металлообрабатывающего центра.

 

В литературе и интернете довольно часто используется выражение «классификация станков с ЧПУ». Фраза красивая, приятно читается и произносится, но присущ ли ей какой-нибудь практический смысл? Можно ли пользоваться классификацией промышленного оборудования для решения насущных производственных задач? Разберёмся в этом вопросе.

Любая классификация предполагает разделение объектов классификации на группы в соответствии с каким-либо признаком (признаками). Если принять это утверждение за аксиому, то все металлообрабатывающие станки классифицируются по следующим критериям.

1. Вид обработки заготовок.
2. Точность металлообработки.
3. Степень автоматизации.
4. Массогабаритные показатели.

В зависимости от вида обработки заготовок станки относятся к токарным, фрезерным, сверлильным, заточным. Довольно большую группу составляют так называемые универсальные обрабатывающие центры. Пользоваться этим классификационным признаком просто – нужно лишь ответить себе на вопрос, какой станок требуется для решения ваших производственных задач.

Точность металлообработки

По точности металлообработки станки разделяются на 9 классов (в отечественной системе стандартов). Самыми точными являются станки 1 класса, на которых производится металлопродукция с микронными отклонениями от заданного параметра. Использование этого признака классификации так же простое. Выбирайте оборудование, обеспечивающее точность металлообработки, которая требуется в ваших проектах.

Единственный момент, на который можно обратить внимание – это степень интеграции ЧПУ в процесс обеспечения точности обработки. В одних устройствах эти функции полностью отданы на откуп автоматике. В других – без участия оператора не обходится. Если в рамках решения стоящих перед вами производственных задач необходимо обеспечивать микронные допуски, то выбирайте полностью автоматизированное оборудование.

Степень автоматизации

На степени автоматизации остановимся подробнее, так как с помощью этой характеристики можно подобрать оптимальный вариант оборудования с точки зрения финансовых затрат на его покупку. В случае крупносерийного производства рекомендуется останавливать выбор на станках с полной автоматизацией. Эти устройства выполняют весь комплекс производственных действий:

• захват и закрепление заготовок;
• металлообработка;
• контроль режимов;
• удаление отходов;
• съём готовой продукции.

Мелкосерийное производство целесообразно оснащать станками, автоматизированными лишь частично. Здесь некоторые действия выполняются вручную оператором. Причём речь идёт не только о закреплении заготовки и съёме готовой продукции, но и ряде металлообрабатывающих и контрольных операций. Такие станки немного сложнее в эксплуатации, зато их начальная стоимость вполне приемлема для среднего бюджета небольшого производственного предприятия.

Универсальность станка

В заключение рассмотрим такой классификационный критерий, как универсальность оборудования. Универсальные (или широкоуниверсальные) станки предназначены для производства широкой номенклатуры металлоизделий, а специализированные устройства используются для проведения узкого набора операций. Третий вид – специальные станки – применяются в изготовлении изделий одного вида из одинаковых заготовок.

При выборе техники в зависимости от её универсальности, следует понимать, что универсальное оборудование в силу специфики работы требует более частого сервисного обслуживания и более значительных финансовых вливаний в текущий ремонт.

 

Расточные станки получили своё наименование по названию операции, которая проводится с их применением, то есть расточки отверстий в заготовке. Хотя справедливости ради нужно сказать, что использование данного оборудования позволяет выполнять металлообработку и других видов, например, точить наружные цилиндрические поверхности, нарезать наружную и внутреннюю резьбу и выполнять торцевое фрезерование – конструкция расточного станка допускает работу техники в данных режимах.

Согласно актуальной классификации существуют следующие типы расточных станков.

1. Координатно-расточные.
2. Горизонтально-расточные.
3. Алмазно-расточные.

Первые применяются для высокоточной металлообработки, когда требуется движение резца точно по координатам. Горизонтально-расточные станки используются на крупносерийном производстве металлопродукции разного назначения. Основным применением алмазно-расточных устройство является финишная обработка поверхностей.

Ниже мы рассмотрим ОБЩИЙ принцип действия всех расточных станков.

Устройство расточных станков

Объяснение общего принципа действия расточных станков невозможно без краткого описания их устройства. Основным функциональным элементом станка является планшайба, которая вращается на шпинделе. На планшайбе закрепляется суппорт, удерживающий резец. Для закрепления заготовки используется разрезной стол, на рельсах которого закрепляются тиски.

В горизонтально-расточном станке шпиндель располагается горизонтально (отсюда и название). В координатно-расточном – вертикально. В большинстве конструкций алмазно-расточных станков шпиндель расположен также по вертикали, хотя существуют модификации и с горизонтальной ориентацией шпиндельного блока.

В горизонтально-расточном станке роль задней бабки играет подвижный люнет, предназначенный для закрепления длинномерных заготовок. Этот элемент необходим для устранения эффекта биения при высокой скорости вращения шпинделя.

Принцип действия станка

Принцип действия расточного станка основан на одной функциональной особенности планшайбы. Дело в том, что суппорт, а, следовательно, и инструмент может отодвигаться от продольной оси вращения шпинделя. Таким образом, резец во время вращения планшайбы совершает планетарное движение и, входя в соприкосновение с поверхностью заготовки (внутренней или наружной), обрабатывает её. Отодвигаться резец может на любое расстояние, что и даёт возможность растачивать отверстия любого диаметра, как сквозные, так и глухие.

В современных станках перемещением резца управляет система ЧПУ. Автоматика может перенастраивать станок прямо в процессе расточки, что позволяет изменять диаметр отверстий в одном технологическом процессе, без замены инструмента. Благодаря этому возможно изготовление изделий с длинными отверстиями плавно-переменного или ступенчато-переменного диаметра.

Для расширения возможностей по металлообработке расточные станки зачастую комплектуются дополнительной оснасткой, например, угольниками, оправками для инструмента и прочими приспособлениями.

Как выбрать расточной станок?

Нужная модель выбирается на основе анализа основных параметров, к числу которых относятся следующие:

• размеры рабочего стола;
• максимальная масса и габариты заготовки;
• интервал скоростей вращения шпинделя;
• мощность электромотора в главном приводе.

Следует понимать, что анализировать указанные характеристики можно только после того, как определена модификация станка, требуемая для решения конкретных производственных задач.

 

Качество конечной металлопродукции, производимой на токарном станке, во многом зависит от того, насколько правильно заточен инструмент, то есть резец, который выполняет непосредственную токарную обработку заготовки. Существует особый набор правил для заточки токарных резцов. Придерживаясь этого регламента, можно обеспечить не только качественную токарную обработку металла, но и длительный ресурс инструмента.

Принцип заточки каждого конкретного резца зависит от его конструкции. Конструктивно все резцы состоят из стержня, называемого державкой, и режущей головки, которая является главным функциональным элементом. Именно геометрия головки оказывает влияние на то, каким образом затачивается резец.

Заметим также, что на специфику заточки резцов оказывает влияние тип инструмента. На сегодняшний день наиболее распространены следующие резцы:

• проходные;
• отрезные;
• расточные;
• резьбонарезные.

Инструменты разных типов затачиваются индивидуально, но цель одна – это обеспечение остроты главной и вспомогательной режущих кромок.

Режущие кромки

Если рассмотреть режущую головку резца, то видно, что она представляет собой совокупность взаимно пересекающихся плоских поверхностей. В контексте заточки инструмента нас особо интересуют три – передняя, главная задняя и вспомогательная задняя. По передней отводится стружка. К главной задней и вспомогательной задней примыкает в процессе обработки заготовка. Кромки, образованные пересечением этих плоскостей являются соответственно главной и вспомогательной режущими кромками. Точка их пересечения называется вершиной резца.

В процессе точения заготовки передняя и задние поверхности изнашиваются, и кромки теряют остроту. Это происходит из-за того, что изменяются углы между указанными плоскостями. И цель заточки резца состоит в восстановлении таких угловых соотношений между поверхностями, при которых режущие кромки снова становятся острыми.

Правильная последовательность заточки поверхностей резца

Поначалу может показаться, что последовательность заточки поверхностей не важна. Однако это только на первый взгляд. Если затачивать головку, не придерживаясь последовательной обработки поверхностей, то режущие кромки будут недостаточно острыми и станут быстро изнашиваться. Итак, при заточке резца ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО затачиваются следующие поверхности.

1. Передняя.
2. Главная задняя.
3. Вспомогательная задняя.
4. Вершина.

«Тон» всей операции заточки задаёт обработка передней поверхности. Именно при её затачивании формируются нужные углы, которые впоследствии обеспечат надлежащую остроту режущих кромок – главной и вспомогательной. Что касается заточки вершины, то она немного скругляется. Это делается во избежание образования задиров и царапин на изделии.

Оборудование для заточки резцов

Оптимальным вариантом оборудования для заточки резцов является заточной станок, оснащаемый абразивными кругами особой формы. Если такая техника отсутствует, то можно обойтись обычной шлиф-машиной с обычным плоским кругом. Для того чтобы правильно заточить инструмент токарного станка, нужно правильно подобрать абразивный материал. Для заточки большинства резцов используется электрокорунд. Твердосплавный быстрорежущий инструмент эффективнее всего затачивается карборундовым кругом. А финишную доводку выполняют с помощью алмазных мелкозернистых абразивов.

В заключение напомним о технике безопасности. Глаза человека, выполняющего заточку токарного инструмента, должны быть закрыты специальными защитными очками.

 

Любое металлообрабатывающее оборудование и, особенно, такое массивное, как токарный станок, должно устанавливаться на специально изготовленное основание – фундамент. От его свойств зависит механическая стабильность станочной техники и, как следствие, правильность её функционирования, что в конечном итоге сказывается на качестве выпускаемой металлопродукции.

Согласно современным подходам фундамент изготавливается в соответствии с особым документом – техническим заданием на строительство, содержащимся среди прочего в эксплуатационной документации на токарный станок. В стройзадании указываются следующие моменты:

• габариты фундаментной плиты;
• меры по подготовке к обустройству фундамента;
• фундаментные материалы;
• описание строительных работ с указанием сроков их выполнения.

Кроме технического задания, сооружаемое основание должно полностью соответствовать отраслевым СНиП 2.02.05-87, в которых содержится общее описание технических условий для обустройства фундаментов любого металлообрабатывающего оборудования – токарного, фрезерного, сверлильного, строгального и так далее.

К выполнению строительных работ по сооружению фундамента необходимо привлекать работников специализированной организации. Некоторые производственники игнорируют этот аспект, пытаясь построить фундамент своими силами. В дальнейшем это оборачивается высокими расходами на ремонт станка и строительство нового фундамента.

Общая технология сооружения фундамента

Процесс обустройства основания станка начинается с рытья котлована, в который затем заливается бетон. Нестабилизированная (сырая) бетонная смесь армируется металлической решёткой, изготовленной из прутьев диаметром до 20 мм. Бетон для станочных фундаментов обычно замешивают на цементе марки М250 с добавлением 1 части песка и 3 частей среднекалиберного щебня. После армирования бетона устанавливаются анкерные болты, которые впоследствии удерживают станок и обеспечивают его механическую стабильность.

Окончательный монтаж оборудования можно выполнять при достижении 50% расчётной прочности бетона (примерно 7 дней), а запускать установленный станок в работу разрешается при прочности бетона в 70% от расчётного значения. В соответствии с техническими нормативами полное отвердевание бетона происходит в течение 4 недель. По окончании этого срока допускается полноценная эксплуатация оборудования. Фундамент приобретает к этому моменту времени расчётные прочностные характеристики (100% расчётной прочности).

Вибрационная устойчивость фундамента

Устойчивость фундамента к вибрациям является одним из важнейших свойств, поскольку от этого зависит точность металлообработки. Особенно важна виброустойчивость основания для высокоточных токарных станков. Для обеспечения вибрационной стойкости на этапе сооружения фундаментной плиты принимается ряд мер, среди которых наиболее актуальны следующие.

1. Специальное антивибрационное армирование.
2. Установка демпфирующих прокладок.
3. Сооружение фундамента со «свободными» гранями.
4. Применение цементов специальных марок.

Цель проведения всех этих мероприятий заключается в повышении так называемой вибрационной ёмкости фундамента с тем, чтобы внешние механические колебания, которые могут ухудшить функциональность станка, полностью поглощались фундаментной плитой и не доходили до оборудования.

В заключение отметим, что срок службы правильно построенного фундамента практически неограничен. Такая фундаментная плита может служить основанием для нового станка, который устанавливается взамен отработавшего.

 

Автоматизированный токарный станок с ЧПУ настолько сильно отличается от классического оборудования, что для металлообработки на нём нельзя использовать обычный металлорежущий инструмент. Роботизированные станки должны комплектоваться специальными резцами, которые получили название автоматных. Они отличаются от стандартного станочного инструмента некоторыми конструктивными особенностями.

Единственное, в чём автоматные резцы не отличаются от обычных – это тип функциональности. В зависимости от этого критерия автоматные резцы подразделяются на следующие виды:

• проходные;
• отрезные;
• подрезные;
• расточные;
• резьбовые.

Таким образом, на автоматизированном станке можно проводить все те же металлообрабатывающие операции, которые доступны при использовании «ручного» оборудования. А, значит, использование автоматов позволяет выпускать любую металлопродукцию и решать все производственные задачи. Разница только в том, что ЧПУ любую работу выполняет быстрее и точнее человека.

Конструктивные особенности

Конструкция автоматного резца обусловлена особенностями использования инструмента. Дело в том, что замена одного металлорежущего приспособления другим происходит в автоматическом режиме. Резцы при этом помещаются в специальный инструментальный магазин кассетного или револьверного типа и работают в более интенсивном режиме. В связи с этим к числу особенностей конструкции автоматных резцов можно отнести следующие.

1. Укороченная державка.
2. Улучшенная обработка державки.
3. Более точная доводка режущей кромки.
4. Использование режущей пластины вместо режущей напайки.

Кроме того, одно из отличий автоматных резцов от обычного инструмента заключается в использовании более износостойкой стали с пониженным содержанием углерода и добавлением фтористых и сернистых соединений. Низкоуглеродистые стали более стойки к изломам и изгибающим нагрузкам, поэтому данное решение обеспечивает продолжительный ресурс инструмента при сохранении качества выпускаемой металлопродукции на заданном уровне.

Эксплуатация автоматных резцов

В процессе эксплуатации автоматные резцы подвергаются более интенсивным нагрузкам, поскольку скорости металлообработки на автоматизированном станке гораздо выше тех же параметров обычной токарной техники. В данном случае речь идёт как о количестве оборотов шпинделя, так и скорости продольной подачи резцов при протачивании детали на проход или нарезании резьбы. Поэтому к автоматным резцам при точении детали прикладываются повышенные изгибающие и вибрационные нагрузки.

Поскольку автоматный инструмент эксплуатируется в более активных и механически нагруженных режимах, это диктует необходимость частого обслуживания инструментальных магазинов и их содержимого, то есть резцов. В ходе сервиса производится замена изношенных резцов и очистка оставшихся от загрязнений – пыли, следов масла и СОЖ.

Ещё одна эксплуатационная особенность автоматных резцов состоит в том, что их не нужно затачивать. Ведь режущая напайка инструмента заменена пластиной, которая закрепляется на державке механическим способом – винтом. Благодаря этому автоматный резец можно не точить, а снять пластинчатый резак и поставить вместо него новый. Данный момент существенно упрощает использование автоматных резцов и позволяет отказаться от точильного оборудования.

В заключение заметим, что производство автоматных резцов стандартизировано как по российским ГОСТ, так и по международной системе ISO. Поэтому данная оснастка является универсальной для всех токарных автоматов – независимо от бренда и конкретной модели.

 

Нарезание винтовой резьбы на цилиндре или конусе является одной из самых частых операций, для проведения которых используются токарные станки. С помощью этого металлообрабатывающего оборудования можно изготавливать практически любые метизы для резьбовых соединений и обрабатывать концевые участки трубопроводных компонентов, соединяемых друг с другом резьбовыми фитингами.

На плоскости, которая проходит через ось вращения цилиндра или конуса, резьба выглядит, как геометрический профиль, состоящий из попеременных выступов и канавок, которые отстоят друг от друга на одинаковом расстоянии (шаг резьбы). Существуют следующие виды резьбовых профилей:

• треугольный;
• трапециевидный;
• прямоугольный;
• круглый.

Треугольная резьба является наиболее распространённой, а круглая, наоборот, самой редкой. Трапециевидные и прямоугольные резьбы используются в особо нагруженных соединениях, где требуется высокая прочность сопряжения.

Технология токарного нарезания резьбы

Возможность использования токарного станка для формирования резьбового профиля обусловлена самим характером токарной металлообработки. Для получения винтовой резьбы необходимо сочетание дух факторов – вращение заготовки (прутка, трубы и пр.) и равномерное движение резца по продольной оси. Именно эти два момента токарный станок обеспечивает в полном объеме.

Кратко технологию нарезания резьбы можно описать следующим образом. Основным движением является вращение заготовки, в процессе которого резец входит в металл, в результате чего на поверхности цилиндра или конуса образуется канавка. За счёт продольного движения резца канавка не замыкается сама на себя, а получает винтовой характер. Таким образом, на поверхности заготовки формируется резьбовой профиль. Длина резьбы зависит от времени прохода резца.

Для нарезания резьбы используются специальные резьбовые резцы, изготовленные из быстрорежущей стали. Режущая вершина инструмента в точности повторяет резьбовой профиль. Шаг и высота резьбы задаются путём настройки программы ЧПУ конкретного станка и зависят от величины врезания резца в металл и скорости его продольного перемещения.

На токарном станке можно нарезать не только наружную, но и внутреннюю резьбу, в том числе, и в глухих отверстиях. Для проведения этой операции используются стержневые изогнутые резцы и специальный инструмент – метчик. При нарезании внутренней резьбы резцом он закрепляется как обычно, на суппорте. Метчик закрепляется на задней бабке, и резьба нарезается в процессе продольного движения пиноли в сторону заготовки, закреплённой в шпинделе.

Проверки станка с ЧПУ перед нарезанием резьбы

Надлежащее качество формирования резьбового профиля на поверхности заготовки обеспечивается, прежде всего, техническими данными токарного оборудования. А для того чтобы они соответствовали поставленной производственной задаче, перед нарезанием резьбы нужно провести следующие проверки станка с ЧПУ.

1. Контроль правильности работы программы резьбонарезания.
2. Проверка настройки станка на нужные режимы работы (частота вращения шпинделя, скорость подачи резца и т.д).
3. Проверка соответствия материала заготовки типу резцов.
4. Осмотр состояния механических и электрических частей станка.

Особенно важный аспект при проверке станка состоит в контроле состояния датчиков, функционирование которых определяет геометрические характеристики будущей резьбы, а именно шаг и высоту. Нужно следить за тем, чтобы датчики были очищены от загрязнений, а их коммутация в общую схему управления не была нарушена.

 

Цанговые патроны получили не такое широкое распространение, как классическая кулачковая зажимная оснастка, но, тем не менее, используется в промышленности достаточно активно. Причина, ограничивающая популярность цангового патрона, банальна. Это его высокая стоимость, которая обусловлена сложностью изготовления данных приспособлений. Однако тот, кто позволит себе повышенные расходы на приобретение цанговых патронов, получит массу ценных свойств данной зажимной оснастки. В конечном счёте, это даст возможность расширить номенклатуру выпускаемой продукции, что обернётся, прежде всего, финансовыми успехами предприятия.

Концептуально цанговый патрон ничем не отличается от цанги – втулки, один конец которой выполнен разрезным по продольной оси. То есть, рабочий участок данной оснастки состоит из нескольких лепестков, которые могут сходиться и расходиться. В момент схождения цанги происходит сжатие детали или инструмента с хвостовиком (свёрло, фреза, хон). Когда лепестки расходятся, сжатие ослабляется, и заготовку можно вынуть для проведения дальнейших операций.

Конструкция цангового патрона

Цанговый патрон является разборной оснасткой. Его конструкция включает следующие элементы:

• цилиндрический корпус;
• конусная цанга;
• зажимная гайка;
• прокладочная шайба.

Корпус, гайка и прокладочная шайба изготавливаются из конструкционной стали, а для производства самой цанги используется специальная пружинная сталь с высоким пределом упругости. Цанговая втулка должна обладать пружинящими свойствами для того, чтобы патрон не потерял своих сжимающих качеств вследствие пластической деформации лепестков.

Кратко опишем принцип действия цангового патрона. Диаметр конусной части цанги немного превышает внутреннее сечение корпуса. Разрезная втулка внутри цилиндрического корпуса перемещается свободно, но до тех пор, пока конус цанги при перемещении внутрь корпуса не упирается в его кромку. Когда коническая часть входит в тело корпуса, лепестки сжимаются – заготовка зажимается в патроне. При обратном движении цанга выходит из корпуса, и лепестки разжимаются, освобождая деталь или инструмент.

Технологические преимущества

Цанговые патроны обладают рядом преимуществ, наличие которых позволяет упростить технологию производства металлопродукции при обеспечении её высокого качества. В перечень этих технологических достоинств входят следующие моменты.

1. Отсутствие радиального биения заготовки и инструмента.
2. Абсолютная точность центровки.
3. Простота конструкции.
4. Возможность зажатия заготовок некруглого сечения.

Относительно последнего пункта следует сказать, что цанговый патрон представляет собой единственно возможный вариант зажимной оснастки для обработки на токарном или фрезерном станке такого металлопроката, как квадрат (квадратный пруток). Данные цанги изготавливаются из втулок квадратного сечения.

Согласно стандартам, действующим в промышленности, цанговые патроны оснащаются 3-, 4- и 6-лепестковыми цангами. Каждая из них предназначена для зажима разных объектов. Например, цанга с 3 лепестками может зажимать заготовки и хвостовики инструмента до 3 мм в диаметре, 6-лепестковая – объекты сечением до 80 мм.

Однако самым большим достоинством с точки зрения технологичности следует назвать простоту использования. Сама конструкция цангового патрона способствует его активному использованию в автоматических станках с ЧПУ. Дело в том, что все стадии – от начала процесса сжатия до полного освобождения заготовки – легко контролируются с помощью датчиков и прочих средств автоматизации. Это формирует высокий потенциал использования цанговых патронов для модернизации станков.

 

Напомним читателю, что задняя бабка токарного станка (далее в тексте ЗБ) представляет собой, по сути, опору для длинномерной заготовки. Этот компонент обеспечивает механическую стабильность обрабатываемого металлопроката в процессе его вращения и точения. В классическом станке манипуляции с ЗБ проделываются вручную.

Иное дело – автоматизированное оборудование с ЧПУ. Здесь задней бабкой управляет автомат, что естественным образом сказывается на конструкции – она довольно сильно отличается от устройства ЗБ простого токарного станка. Ниже мы рассмотрим эти различия.

Задняя бабка состоит из следующих составных частей:

• корпус;
• пиноль;
• пинольный маховик;
• фиксационные рукоятки.

Нижняя часть корпуса выполнена в виде массивной плиты с салазками, по которым ЗБ можно перемещать, отводя или, напротив, подводя к передней (шпиндельной) бабке.

Технические возможности автоматизации действий с задней бабкой появляются в случае введения в её конструкцию специальных исполнительных механизмов, заменяющих руки и мускульную силу человека, работающего на станке. Оснащение ЗБ такими устройствами, разумеется, приводит к существенному изменению её конструкции.

Так, пиноль передвигается вперёд-назад шаговым сервомотором, а не токарем в момент вращения пинольного маховика. Да и, честно говоря, в задней бабке современного токарного станка маховик не присутствует. Впрочем, некоторые производители всё же оставляют его. На всякий случай, что ли. Или как дань памяти прошлых поколений станков.

А фиксационные рукоятки, жёстко закрепляющие ЗБ после того, как она выставляется на нужное расстояние от шпинделя, в станке с ЧПУ заменены гидравлическими запирающими элементами. Благодаря этому даже внешне задняя бабка автоматизированного токарного оборудования не похожа на классическую ЗБ.

Оснащение задней бабки дополнительными элементами потребовало изменения компоновки узла. Конструкторам пришлось переработать конструкцию с тем, чтобы высвободить пространство под сервомоторы и гидравлические устройства. В результате удалось уплотнить компоновку ЗБ без потери функциональности.

Автоматические измерительные устройства

Кроме описанных выше сервомоторов, задняя бабка автоматизированного станка оснащена своими собственными средствами измерения перемещений, проводящими следующие операции.

1. Измерение перемещений.
2. Контроль отклонений.
3. Передача информации процессору.
4. Вывод данных на контрольный дисплей.

Использование измерительных устройств позволяет добиться высокой степени автоматизации и исключить человеческий фактор. Автомат может без участия оператора перемещать ЗБ на требуемое расстояние и контролировать это перемещение, при необходимости внося коррективы.

Револьверные головки для задней бабки

Однако самое большое отличие конструкции классической и автоматизированной задних бабок состоит в оснащении последних револьверной головкой. Благодаря этому новшеству ЗБ получила устройство, способное в автоматическом режиме менять инструмент или приспособление, вставленное в пиноль.

Поворот головки, и робот фиксирует заготовку конусом. Ещё один поворот, и автомат выполняет сверление. Головка повернулась в третий раз – и просверленное отверстие зенкуется. Вот примерно по такому принципу работает револьверная головка задней бабки.

Таким образом, при всей функциональной схожести задние бабки обычного и автоматического токарных станков достаточно сильно отличаются друг от друга с конструктивной точки зрения. Это нужно учитывать при выборе конкретной модели оборудования.

 

Оснащение металлообрабатывающего станка числовым программным управлением предполагает автоматизацию не только основных, но и дополнительных (сервисных) операций. К таким, например, относится подача и внесение смазки в определённые узлы и механизмы, а также СОЖ в зону металлообработки. Если при эксплуатации обычного оборудования эти действия выполняются персоналом, то в автоматах данную функцию исполняют специальные насосы, функционирующие в автоматическом режиме. О них мы и расскажем сегодня.

Прежде всего, определимся с главным моментом. Подача смазки и СОЖ – это отдельные сервисные операции, проводимые независимо одна от другой. В связи с этим станок комплектуется насосами двух видов, отдельно для смазочного состава и смазочно-охлаждающей жидкости.

Смазочные насосы

Насос, с помощью которого к трущимся парам подаётся смазка, не является компонентом, самостоятельным с функциональной точки зрения. Он входит в смазочную систему станка, которая, кроме насоса, включает и другие элементы:

• ванна;
• устройство управления;
• фильтр;
• предохранители.

Схема работы смазочной системы проста до очевидности. Насос по командам устройства управления забирает масло из ванны и подаёт через фильтр в требуемое место станка – к подшипникам, муфтам и так далее.

В смазочной системе токарных и фрезерных станков, а также универсальных обрабатывающих центров применяются плунжерные насосы, показывающие наибольшую эффективность при работе именно в автоматическом режиме. В приводах плунжерных насосов используются специальные кулачки, заставляющие плунжер совершать возвратно-поступательные движения, благодаря чему масло нагнетается в магистраль и подаётся далее в требуемый узел.

Большинство современных станков комплектуется многоотводными помпами, благодаря чему один насос может подавать смазку одновременно по нескольким направлениям. Это качество особенно ценно для станков сложных конструкций, с множеством трущихся кинематических пар.

Насосы для СОЖ

Особенность смазочно-охлаждающих жидкостей и их основное отличие от смазочных составов заключаются в пониженной вязкости для создания в зоне металлообработки особой рабочей среды – эмульсионного водно-масляного тумана. Стандартные СОЖ, используемые в автоматизированных станках, по своей текучести очень сильно напоминают обычную воду. Понятно, что это накладывает отпечаток на то, какие насосы нужны для работы с такими составами.

Для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону металлообработки используются вертикальные помпы, выполненные по одноступенчатой схеме. Их конструкция максимально упрощена, в силу чего устройства служат в течение длительного периода времени.

Насос для СОЖ включает следующие составные части.

1. Асинхронный электромотор.
2. Центробежная помпа.
3. Корпус с патрубками.
4. Монтажное основание.

Принцип действия центробежного насоса можно описать таким образом. Двигатель приводит во вращение вал с лопастным колесом. Лопасти захватывают жидкость из камеры с низким давлением и за счёт центробежных сил нагнетают её в камеру высокого давления, из которой СОЖ подаётся в магистраль и следует к месту назначения.

В заключение отметим, что, согласно современным подходам, современное оборудование редко комплектуется отдельными насосами для смазочно-охлаждающей жидкости. Сейчас одна помпа «обслуживает» несколько станков одновременно. По этой причине сегодняшний насос получил довольно большие габариты и устанавливается на отдельной стойке, а СОЖ подаётся к станкам по разветвлённым трубопроводам.

 

Труборезы, которые режут трубы и трубопроводные элементы с помощью лазера, получили довольно широкое распространение благодаря, прежде всего, высокой скорости резания. Однако поступь этой техники победной не назовёшь – оборудование достаточно часто выходит из строя, что, естественно, вызывает недовольство со стороны владельцев. Хотя, честно говоря, обижаться им следует, в первую очередь, на себя. И вот почему.

Проведённый экспертами анализ отказов лазерных труборезов показывает, что самой главной причиной поломок являются эксплуатационные ошибки и элементарное несоблюдение правил использования устройств. В нашем сегодняшнем материале мы расскажем о том, как правильно эксплуатировать станок для лазерной резки труб.

Конструкция лазерного трубореза

Рассмотрим вкратце устройство лазерного станка для резки труб. Базовую конструкцию составляют следующие составные части:

• суппорт;
• оптическая головка;
• фиксаторы трубопроката;
• защитный кожух.

Все функциональные элементы располагаются и закрепляются на массивной станине. В зависимости от конкретного исполнения труборез может быть открытым и закрытым. Последние нередко автоматизируются и используются на предприятиях замкнутого технологического цикла.

Оптическая головка

Ключевая особенность эксплуатации станка для лазерной резки труб состоит в поддержании нормального состояния оптической головки. На этот момент нужно обращать внимание на протяжении всего периода использования техники. Данная необходимость обусловлена тем, что именно от состояния блока, который генерирует лазерный луч, зависит скорость и качество резки.

Для того чтобы поддерживать оптическую головку в нормальном состоянии, нужно эксплуатировать её только в расчётных режимах, не допуская перегрузок. Это требование выполняется легко – нужно использовать станок для резки только такого трубопроката, на который он рассчитан. Номиналы обрабатываемых труб, как правило, указываются в паспорте трубореза.

Автоматический податчик труб

В станках с автоматической подачей труб в зону резки необходимо постоянно контролировать исправность податчика. В ходе эксплуатации оборудования нужно проверять работоспособность сервомоторов и гидравлических фиксаторов трубопроката. Также в таких станках требуется периодическая смазка роликов, по которым двигаются трубные отрезки.

Кроме того, при использовании техники этого типа нужно проводить следующие сервисные операции.

1. Обслуживание гидравлики податчика.
2. Калибровка измерительных приборов.
3. Проверка автоматики.
4. Очистка и смазка трущихся кинематических пар.

Всё это в совокупности продлевает ресурс одной из самых нагруженных частей конструкции лазерного станка.

Прочие рекомендации

Поскольку генератор лазерного излучения весьма чувствителен к внешним электромагнитным излучениям, не допускается эксплуатация трубореза вблизи мощных электрических машин (трансформаторов, частотных преобразователей и так далее). Если такое оборудование находится поблизости, станок необходимо экранировать.

На протяжении всего срока эксплуатации трубореза нужно следить за состоянием защитного кожуха, обеспечивающего безопасность персонала, работающего на станке. Детали защиты, пришедшие в негодность, должны своевременно заменяться новыми. Резка трубопроката связана с чрезвычайно высокими температурами, и надёжная изоляция зоны металлообработки является настоятельной необходимостью.

Соблюдение приведённых рекомендаций продлит ресурс станка для лазерной резки труб.