Изготовление деталей из древесины, металла, пластика и других материалов требует соблюдения определенных принципов.

Во-первых, необходимо придать заготовке геометрически точную форму (включая пазы, отверстия и прочие технологические элементы). Во-вторых, изготовление должно осуществляться с минимальными затратами времени и усилий – особенно если речь идет о массовом производстве.

Справиться с такой задачей невозможно без применения специального оборудования.

Станки с ЧПУ: основные сведения

Это оборудование в течение многих лет применяется предприятиями самых различных отраслей промышленности. Это может быть металлообработка, машиностроение, приборостроение, автомобилестроение и другие секторы производства.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) помогают повысить скорость и точность технологических процессов. К их отличительным особенностям относятся:

• Контроль работы компьютерной программой, а не оператором
• Очень точная обработка деталей с высокой степенью повторяемости
• Возможность изготавливать детали со сложной геометрической формой
• Увеличение гибкости производства – переналадка занимает незначительное время
• Повышение безопасности за счет снижения риска травматизма

С помощью станков с ЧПУ можно изготавливать самые разнообразные детали. Это могут быть элементы корпуса (крышки, кожухи), зубчатые колеса и шестерни, втулки, валы, фланцы, компоненты точных механизмов.

Оборудование применяют в дизайне и декоративной отделке – для изготовления предметов интерьера, сложного декора, малых архитектурных форм.

Производительность, назначение и сфера применения зависит от эксплуатационных характеристик станка с ЧПУ. Основные рабочие параметры оборудования включают в себя:

• Число управляемых координат (от 2 до 5 и более) – определяет количество осей, по которым перемещается режущий инструмент
• Максимальные перемещения по каждой оси, которые задают диапазон обработки
• Скорость подачи оснастки – влияет на производительность и качество обработки
• Частота вращения шпинделя – определяет скорость резания
• Точность позиционирования инструмента – обеспечивает качественную обработку деталей
• Жесткость конструкции станка – сводит к минимуму упругие деформации и вибрации

Благодаря высокой точности, производительности и гибкости, станки с ЧПУ позволяют изготавливать детали самой разнообразной формы и сложности. Это делает их незаменимыми в современном высокотехнологичном производстве.

Конструктивные элементы станков с ЧПУ по металлу

1. Станина – основная несущая конструкция, на которой монтируются все остальные узлы и механизмы. Обеспечивает жесткость и виброустойчивость, изготавливается из высокопрочного чугуна или сварных стальных частей. Может располагать элементами для установки дополнительного оборудования.
2. Шпиндель – вращающийся узел, на котором закрепляется инструмент или заготовка. Приводится в движение электродвигателем, имеет высокую точность и жесткость для обеспечения необходимого качества обработки.
3. Суппорт – подвижный узел, несущий инструментальную оснастку. Перемещается по осям X, Y и Z с помощью электрических приводов. Обеспечивает позиционирование инструмента. Располагает системой обратной связи и компенсации тепловых деформаций.
4. Устройство числового программного управления (ЧПУ). Электронный блок, который получает управляющую программу и координирует перемещение по осям, изменение скорости шпинделя, подачу охлаждающей жидкости и т.д. Оснащается панелью оператора с дисплеем для визуализации процесса.
5. Система приводов перемещения – электродвигатели с редукторами, винтовые пары или линейные двигатели, обеспечивающие перемещение суппорта.
6. Система смазки и охлаждения – насосы, трубопроводы и форсунки для подачи смазочно-охлаждающей жидкости.
7. Приспособления и устройства автоматической смены инструмента и заготовки – для повышения производительности. Способ фиксации оснастки может быть основан на использовании гидравлики, пневматики или механических зажимов.

Как происходит обработка заготовок на станках с ЧПУ

Прежде всего, выполняется подготовка – закрепление заготовки на рабочем столе станка или в зажимном приспособлении. Мастер выбирает необходимую оснастку (фрезы, резцы, сверла), соответствующие специфике поставленной задачи. В станок с ЧПУ вводится управляющая программа.

Следующая стадия – выполнение черновой обработки заготовки, что позволяет удалить основной объем материала и приблизить форму изделия к желаемой геометрии. Используются различные режущие инструменты в зависимости от операции (сверление, фрезерование, точение). Периодически специалист проверяет размеры с помощью микрометра, штангенциркуля, профилометра и прочих инструментов.

Заключительным этапом становится чистовая обработка, которая требует более высокой точности и чистоты. Предполагается выполнение завершающих операций, таких как снятие фаски, шлифовка, полирование, нанесение покрытия. Финальная обработка обеспечивает окончательный вид и качество изделия.

Сравнение популярных фрезерных станков с ЧПУ

В России стабильным спросом пользуется станковое оборудование, выпускаемое зарубежными производителями Zenitech, Hurco, KNUTH, Yangli. Также в промышленной отрасли получили широкое распространение пятикоординатные ЧПУ станки от тайваньского производителя Viktor, представленные несколькими сериями:

• АХ-350, АХ-800 – фрезеровальные центры, отличающиеся высокой эффективностью
• VCenter Н-400 с магазином на 40 элементов режущей оснастки – подходит для обработки заготовок из алюминия и конструкционной стали
• VCenter-55/7 – вертикально-фрезерное оборудование для изготовления крупных серий продукции

Среди оборудования, выпускаемого предприятиями стран СНГ, следует отметить ЧПУ станки Львовского, Ульяновского, Дмитровского и Горьковского комбинатов. К примеру, модель 6Р13ФЗ позволяет выполнять обработку деталей со сложным профилем. Агрегат рекомендован для изготовления мелких и средних серий продукции.

Консольные станки 6М11ФЗ и 6Р11ФЗ характеризуются простотой настройки – процесс программирования занимает буквально несколько минут. Скорость и точность выполнения операций зависят от того, насколько качественно составлена технологическая карта, согласно которой выполняется обработка.