Што такое станок з ЧПУ?
Станок з ЧПУ — гэта станок, якім можна кіраваць з дапамогай камп'ютарнай праграмы. Ён можа аўтаматычна выконваць розныя складаныя задачы апрацоўкі ў адпаведнасці з зададзенымі праграмамі апрацоўкі. ЧПУ — гэта абрэвіятура ад «Computer Numerical Control» (лікавае праграмнае забеспячэнне).
Апрацоўка на станках з ЧПУ — гэта субтрактыўны вытворчы працэс, у якім для выдалення матэрыялу з апрацоўваемых дэталяў выкарыстоўваюцца станкі з камп'ютэрным кіраваннем. Звычайна станкі з ЧПУ аўтаматычна плануюць шлях апрацоўкі на аснове трохмернай мадэлі CAD і кіруюць інструментам для рэзкі ўздоўж шляху, каб дасягнуць формы дэталі.
У гэтым артыкуле мы пазнаёмімся з рознымі тыпамі станкоў з ЧПУ і з тым, як яны працуюць.
1. Фрэзерны станок з ЧПУ
Фрэзерны станок з ЧПУ падобны на фрэзерны станок з ЧПУ, але звычайна выкарыстоўваецца для апрацоўкі мяккіх матэрыялаў і звычайна менш дакладны, чым фрэзерныя станкі з ЧПУ. Фрэзерныя станкі з ЧПУ вядомыя сваёй здольнасцю выкарыстоўваць лічбавае праграмнае кіраванне для пракладкі траекторый шпіндзеля і станка для праектавання і фарміравання такіх матэрыялаў, як дрэва, сталь, пенапласт, кампазіты, алюміній і пластык.
Фрэзерныя станкі з ЧПУ звычайна складаюцца з крокавых рухавікоў, драйвераў крокавых рухавікоў, механічнай асновы, шпіндзеля, кантролераў і блока харчавання. Фрэзерныя станкі з ЧПУ дапамагаюць скараціць адходы, павысіць прадукцыйнасць і дакладнасць, а таксама хутчэй вырабляць прадукцыю.
2. Свідравальны станок з ЧПУ
Свідравальны станок з ЧПУ выкарыстоўваецца для апрацоўкі, якая патрабуе стварэння цыліндрычных адтулін у дэталі шляхам свідравання. У ім выкарыстоўваюцца круцільныя свердзелы, канструкцыя якіх дазваляе адходам металу, вядомым як стружка, адвальвацца ад дэталі падчас стварэння адтулін.
Існуе некалькі распаўсюджаных тыпаў свердзелаў, якія можна выкарыстоўваць са свідравальным станком з ЧПУ, кожны з якіх падыходзіць для розных задач. Да тыпаў адносяцца лічыльныя свердзелы для пачатку адтулін, свердзелы з выемкай для глыбокага свідравання адтулін, шрубавыя свердзелы для дакладных адтулін і развёрткі з патронам для аздаблення адтулін да патрэбнага памеру.
Як і іншыя станкі з ЧПУ, свідравальны станок з ЧПУ выкарыстоўвае лічбавае праграмнае кіраванне для аўтаматызацыі працэсу свідравання. Ён кіруе размяшчэннем свердзела і схемамі руху ў адпаведнасці з запраграмаванымі траекторыямі інструмента. Гэта дазваляе дакладна свідраваць некалькі адтулін у загатоўцы з дакладнасцю і паўтаральнасцю. Свідравальныя станкі з ЧПУ карысныя, калі для вялікіх аб'ёмаў дэталяў патрабуюцца аднолькавыя схемы або памеры адтулін, атрыманыя з дапамогай аўтаматызаваных працэсаў свідравання.
3. Такарны станок з ЧПУ
Такарны станок з ЧПУ выкарыстоўваецца для апрацоўкі, якая ўключае тачэнне або афармленне круцячыхся дэталяў. Ён выкарыстоўвае аднабаковыя рэжучыя інструменты, канструкцыя якіх змяняецца ў залежнасці ад канкрэтнага прымянення такарнай апрацоўкі, напрыклад, для чарнавой, чыставой, абрэзкі, наразання разьбы, фарміравання, падразання, адрэзкі і канаўкі.
Такарны станок з ЧПУ аўтаматызуе працэс такарнай апрацоўкі з дапамогай лічбавага праграмнага кіравання. Ён кіруе размяшчэннем і рухам рэжучага інструмента ў адпаведнасці з запраграмаванымі траекторыямі руху інструмента. Гэта дазваляе вырабляць складаныя формы і геаметрычныя формы з цыліндрычных дэталяў з дакладнасцю і паўтаральнасцю.
Існуюць розныя тыпы такарных станкоў з ЧПУ, прыдатных для розных ужыванняў. Да распаўсюджаных тыпаў адносяцца рэвальверныя такарныя станкі, прыдатныя для масавай вытворчасці з аўтаматычнай зменай інструмента, рухавіковыя такарныя станкі для агульнага тачэння і спецыяльныя такарныя станкі, прызначаныя для апрацоўкі пэўных геаметрый або матэрыялаў.
Такарныя станкі з ЧПУ павышаюць прадукцыйнасць у параўнанні з ручнымі такарнымі станкамі, дазваляючы працаваць без персаналу і вырабляць некалькі дэталяў па дакладных спецыфікацыях. Такарныя станкі з ЧПУ асабліва карысныя ў аўтамабільнай, аэракасмічнай і дакладнай вытворчасці, дзе неабходна дакладна і эфектыўна апрацаваць вялікую колькасць такарных дэталяў.
4. 5-восевы станок з ЧПУ
5-восевы станок з ЧПУ пашырае магчымасці традыцыйных 3-восевых фрэзерных станкоў, дадаючы дзве дадатковыя восі кручэння, што дазваляе апрацоўваць складаныя геаметрычныя формы за адзін заціск.
Акрамя трох лінейных восяў (X, Y, Z) для пазіцыянавання рэжучага інструмента, 5-восевы станок з ЧПУ мае альбо дзве дадатковыя восі кручэння на рэжучым шпіндзелі, альбо нахільны/паваротны стол. Гэта забяспечвае яшчэ дзве ступені свабоды для пазіцыянавання апрацоўванай дэталі.
Дзякуючы нахілу і павароту прыстасавальнай прылады (цапфы), 5-восевы станок дазваляе рэжучаму інструменту атрымліваць доступ і апрацоўваць пяць граняў прызматычнай дэталі пад вуглом 90 градусаў без неабходнасці перамяшчаць дэталь паміж аперацыямі.
Дзве дадатковыя паваротныя восі (звычайна званыя воссю А і воссю С) значна павышаюць эфектыўнасць апрацоўкі, ліквідуючы неабходнасць у некалькіх зацісках і наладках. Складаныя геаметрычныя формы, такія як фігурныя формы, можна цалкам апрацаваць за адзін заціск на 5-восевым станку з ЧПУ.
Ён шырока ўжываецца ў аэракасмічнай, штампавальнай і медыцынскай прамысловасці, дзе звычайна вырабляюцца складаныя дэталі. 5-восевы станок з ЧПУ таксама часта выкарыстоўваецца для скульптуры дзякуючы сваёй здольнасці апрацоўваць паверхні свабоднай формы.
5. Фрэзерны станок з ЧПУ
Фрэзерны станок з ЧПУ выкарыстоўвае круцільныя шматгранныя рэжучыя інструменты для дакладнай апрацоўкі формы і дэталяў. Да распаўсюджаных фрэзерных інструментаў адносяцца канцавыя фрэзы, спіральныя фрэзы і фаскавыя фрэзы, якія можна арыентаваць гарызантальна або вертыкальна ў залежнасці ад канкрэтнага прымянення фрэзы.
Фрэзерны станок з ЧПУ аўтаматызуе працэс фрэзеравання з дапамогай лічбавага праграмнага кіравання. Ён кіруе месцазнаходжаннем і траекторыяй руху рэжучага інструмента ў адпаведнасці з запраграмаванымі траекторыямі. Гэта дазваляе вырабляць складаныя профілі і геаметрычныя формы з сыравіны або адлівак з дакладнасцю і паўтаральнасцю.
Фрэзерныя станкі з ЧПУ, якія таксама называюць фрэзернымі станкамі або фрэзернымі станкамі, даступныя як у гарызантальным, так і ў вертыкальным размяшчэнні. Базавыя фрэзерныя станкі з ЧПУ забяспечваюць тры лінейныя восі руху (X, Y, Z), у той час як больш прасунутыя мадэлі ўключаюць дадатковыя круцільныя восі для паляпшэння даступнасці.
Да распаўсюджаных тыпаў фрэзерных станкоў з ЧПУ адносяцца ручныя фрэзерныя станкі для дробных дэталяў, звычайныя або вертыкальныя фрэзерныя станкі для агульнай апрацоўкі, універсальныя фрэзерныя станкі, прыдатныя для розных аперацый, і універсальныя фрэзерныя станкі, якія забяспечваюць максімальную гнуткасць дзякуючы чатыром або пяці восям.
Фрэзераванне на станках з ЧПУ павышае прадукцыйнасць у параўнанні з ручнымі фрэзернымі станкамі. Гэта дазваляе масава вырабляць фрэзераваныя кампаненты без персаналу з высокімі допускамі. Фрэзерныя станкі з ЧПУ шырока выкарыстоўваюцца ў апрацоўчай прамысловасці для апрацоўкі дэталяў з металаў, пластмас, дрэва, кампазітаў і іншага.
6. Станок з ЧПУ для лазернай рэзкі
Лазерны рэжучы станок з ЧПУ выкарыстоўвае магутны лазер для рэзкі матэрыялаў шляхам іх плаўлення, абпальвання або выпарвання. Гэта дазваляе дакладна рэзаць складаныя ўзоры і профілі.
Асноўныя тыпы прамысловых лазераў, якія выкарыстоўваюцца ў станках лазернай рэзкі, ўключаюць:
- CO2-лазеры: адзін з найбольш распаўсюджаных газавых лазераў, які выкарыстоўвае сумесь вуглякіслага газу. Падыходзіць для рэзкі неметалаў, такіх як дрэва, пластык, тэкстыль. Таксама можа рэзаць некаторыя віды нізкавугляродзістай сталі.
- Цвёрдацельныя лазеры: звычайна лазеры на ітрыевым алюмініевым гранаце (YAG), якія выкарыстоўваюць неадым у якасці актыўнага элемента. Больш магутныя, чым CO2-лазеры, і здольныя рэзаць больш тоўстыя і цвёрдыя металы.
- Валакновыя лазеры: новы тып цвёрдацельнага лазера з найвышэйшай якасцю прамяня. Вельмі эфектыўны для дакладнай рэзкі металу.
Лазерныя рэжучыя станкі з ЧПУ накіроўваюць лазерны прамень у адпаведнасці з запраграмаванымі траекторыямі руху інструмента з дапамогай партальных дзвярэй і кіравання ЧПУ. Распаўсюджаныя памеры вырабаў вар'іруюцца ад настольных да буйнафарматных станкоў.
Лазер забяспечвае чысты разрэз з высокай дакладнасцю і мінімальнай зонай цеплавога ўздзеяння. Ён дазваляе выконваць складаную рэзку шырокага спектру матэрыялаў. Лазерная рэзка шырока выкарыстоўваецца ў вытворчасці, прататыпаванні і аўтамабільнай/аэракасмічнай прамысловасці.
7. Станок з ЧПУ для плазменнай рэзкі
Станок плазменнай рэзкі з ЧПУ выкарыстоўвае плазменную гарэлку для рэзкі электраправодных матэрыялаў. Яна працуе шляхам прапускання высакахуткаснага газу, напрыклад, кіслароду або паветра, праз сопла і ўтварэння электрычнай дугі пад гарэлкай, якая іянізуе газ у праводны плазменны струмень.
Затым плазменны паток перадае цяпло і электрычнасць на матэрыял апрацоўванай дэталі, разразаючы яго шляхам плаўлення і выпарэння. Звычайныя матэрыялы, якія рэжуцца на плазменных рэзальных станках, ўключаюць сталь, нержавеючую сталь, алюміній, латунь і медзь.
На станку плазменнай рэзкі з ЧПУ плазменная гарэлка кіруецца сістэмай ЧПУ ў адпаведнасці з запраграмаванымі траекторыямі руху інструмента. Гэта дазваляе дакладна кіраваць камп'ютарам, рэзаць складаныя 2D- і 3D-фігуры з металу.
Ключавыя асаблівасці плазменных рэжучых станкоў з ЧПУ ўключаюць здольнасць рэзаць тоўстыя пласціністыя матэрыялы, добрую якасць рэзкі з мінімальнымі зонамі цеплавога ўздзеяння і высокую хуткасць рэзкі. Яны добра падыходзяць для вытворчасці, тэхнічнага абслугоўвання і рамонту.
Сістэма ЧПУ забяспечвае аўтаматызаваныя, паўтаральныя разрэзы і дазваляе працаваць без персаналу. Плазменная рэзка шырока выкарыстоўваецца ў такіх галінах прамысловасці, як аўтамабільная, вытворчасць, суднабудаванне і будаўніцтва, для рэзкі, зняцця фаскі і строжкі металічных дэталяў і кампанентаў.
8. Электраэрозійны станок з ЧПУ
Электраэрозійны станок з ЧПУ, таксама вядомы як EDM (электраэрозійная апрацоўка) або іскраваэрозійны станок з ЧПУ, выкарыстоўвае тэрмаэлектрычны працэс электрычных іскраў для рэзкі электраправодных матэрыялаў.
Ён працуе за кошт выкарыстання электрычных іскраў, якія ўтвараюцца з-за рознасці напружанняў паміж двума электродамі — інструментальным электродам і матэрыялам апрацоўванай дэталі — для сцірання невялікай колькасці матэрыялу шляхам плаўлення і выпарэння. Для змывання смецця выкарыстоўваецца дэіянізаваная вада.
На электраэрозійным станку з ЧПУ інструментальны электрод падключаецца да сістэмы ЧПУ, дакладна пазіцыянуецца і кіруецца ў адпаведнасці з запраграмаванымі траекторыямі руху інструмента. Гэта дазваляе апрацоўваць складаныя трохмерныя формы з цвёрдых металаў і сплаваў, якія цяжка рэжуцца традыцыйнымі метадамі.
Сярод ключавых пераваг электраэрозійных станкоў з ЧПУ — магчымасць апрацоўкі вельмі цвёрдых матэрыялаў, вырабу дэталяў з вельмі высокай дакладнасцю і якасцю паверхні, а таксама выразання складаных унутраных поласцей і профіляў.
Распаўсюджаныя сферы прымянення ўключаюць формы, штампы, аэракасмічныя кампаненты і хірургічныя імплантаты, паколькі працэс з'яўляецца бескантактавым і стварае мінімальныя механічныя сілы на апрацоўваную дэталь. Электраэрозійныя станкі з ЧПУ добра падыходзяць для невялікіх аб'ёмаў вытворчасці складаных дэталяў.
9. Вось ключавыя моманты шліфавальнага станка з ЧПУ:
- - Шліфавальны станок з ЧПУ выкарыстоўвае круцільны абразіўны круг для рэзкі і надання формы металічным дэталям з дапамогай механічнага працэсу абразіўнага сцірання.
- - Абразіўны шліфавальны круг, звычайна выраблены з алмазаў або кубічнага нітрыду бору (CBN), выдаляе дробную стружку металу пры кантакце з апрацоўваемай дэталлю. Для дасягнення высокіх дапушчальных значэнняў неабходны дакладны кантроль.
- - На шліфавальным станку з ЧПУ шліфавальны круг і апрацоўваемая дэталь дакладна пазіцыянуюцца і перамяшчаюцца сістэмай ЧПУ ў адпаведнасці з запраграмаваным кодам. Гэта дазваляе аўтаматычна шліфаваць складаныя трохмерныя профілі.
- - Звычайныя аперацыі шліфавання ўключаюць цыліндрычнае шліфаванне (знешнія або ўнутраныя паверхні), плоскае шліфаванне (плоскія паверхні), бесцэнтравае шліфаванне і профільнае шліфаванне.
- - Дэталі, вырабленыя на шліфавальных станках з ЧПУ, патрабуюць вельмі высокай дакладнасці і якасці паверхні. Часта гэта дакладныя механічныя кампаненты, такія як размеркавальныя валы, шарыкападшыпнікі, шасцярні.
- - У галінах прамысловасці, якія выкарыстоўваюць шліфавальныя станкі з ЧПУ, выкарыстоўваюцца аўтамабільная, аэракасмічная, медыцынская і агульная вытворчасць, дзе вельмі важныя жорсткія дапушчэнні.
- - Перавагі перад традыцыйным шліфаваннем ўключаюць паўтаральную дакладнасць, шматвосевае кіраванне і магчымасць шліфаваць складаныя контуры і профілі без нагляду.
Такім чынам, коратка кажучы, шліфавальны станок з ЧПУ дакладна фармуе металічныя дэталі з дапамогай аўтаматызаванай апрацоўкі абразіўным кругам, якая кіруецца камп'ютэрнай сістэмай лікавага праграмнага кіравання.
10. Вось ключавыя моманты аб станку з ЧПУ з аўтаматычнай зменай інструмента:
- - Ён мае інструментальны магазін/карусель, у якім можна размясціць некалькі інструментаў, такіх як свердзелы, фрэзерныя станкі, фрэзерныя станкі і г.д., побач з рабочай прасторай станка.
- - Аўтаматычная змена інструментаў дазваляе хутка і аўтаматычна замяняць інструменты па меры неабходнасці падчас працэсу апрацоўкі на станках з ЧПУ без ручнога ўмяшання.
- - Гэта значна павышае прадукцыйнасць, мінімізуючы час, які не патрабуецца для рэзання, у параўнанні з ручной зменай інструмента. Складаныя дэталі, якія патрабуюць некалькіх інструментаў, можна апрацоўваць без прыпынку працэсу.
- - Інструменты падхопліваюцца/замяняюцца рабатызавана з магазіна і мацуюцца на шпіндзель з дапамогай аўтаматычнай рычага змены інструмента пад кіраваннем ЧПУ.
- - Гэта павялічвае грузападымальнасць станка за межы аднаго інструмента, што дазваляе апрацоўваць больш складаныя дэталі без ручной перазагрузкі інструментаў.
- - Зламаныя або зношаныя інструменты можна замяняць на хаду, не спыняючы ўсю вытворчасць. Гэта павышае надзейнасць і працягласць бесперабойнай працы.
- - Таксама можа быць магчымая аўтаматычная каліброўка інструмента для забеспячэння геаметрычнай дакладнасці пасля кожнай змены.
- - Гэта пераводзіць апрацоўку на станках з ЧПУ ў бок больш эфектыўнай вытворчасці без кіравання персаналам з мінімальным умяшаннем чалавека.
Такім чынам, аўтаматычная змена інструмента паляпшае гнуткасць і прадукцыйнасць станкоў з ЧПУ.
Час публікацыі: 08 снежня 2023 г.
