Современная промышленность активно использует станки с числовым программным управлением (ЧПУ) для фрезерной обработки. Одним из наиболее востребованных типов такого оборудования является фрезерный обрабатывающий центр, который обеспечивает высокую точность и эффективность механической обработки деталей.
Принцип работы обрабатывающего центра
Работа обрабатывающего центра основана на вращении режущего инструмента, который закрепляется в горизонтально или вертикально расположенном шпинделе. Заготовка, как правило, фиксируется на рабочем столе, а съем материала осуществляется зубьями фрезы, изготовленными из более твердого материала, чем обрабатываемая деталь. Благодаря высокой степени автоматизации фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ обеспечивают точность обработки и сокращение времени производства.
Основные узлы и дополнительные устройства
Для повышения эффективности работы фрезерный обрабатывающий центр может оснащаться следующими элементами:
- Магазинами для автоматической смены инструмента в шпинделе;
- Устройствами автоматической смены паллет (рабочих столов) для оперативной замены заготовок;
- Подъемно-поворотными столами и другими зажимными приспособлениями;
- Инструментами для измерения и контроля качества обработки;
- Автоматизированными системами загрузки и выгрузки заготовок, а также складирования готовых изделий.
Промышленность в настоящее время, при фрезерной обработке, предполагает использование станков с ЧПУ, иначе называемыми ещё фрезерными обрабатывающими центрами.
Фрезерный обрабатывающий центр с чпу - металлорежущий станок с числовым программным управлением, способный выполнять комплексную механическую обработку с применением различных операций: фрезерование, сверление, нарезание резьбы, расточка и т.д.
В этот перечень оборудования входит большое разнообразие станков, где обработка материалов происходит при помощи вращающегося инструмента, закрепленном в горизонтально или вертикально расположенном шпинделе. Заготовка преимущественно располагается на рабочем столе. Съем материала осуществляется непосредственно зубьями фрезы с режущими кромками из более твердого, чем заготовка материала.
Обрабатывающий центр с чпу высокой степени автоматизации производственных процессов выполняют комплексную многооперационную обработку различных материалов.
Для этих целей, фрезерные станки оснащают дополнительными узлами и приспособлениями, такими как:
- магазинами для автоматической смены инструмента в шпинделе;
- устройствами автоматической смены машинных паллет (столов), для быстрой замены заготовки на обработанную деталь;
- различными зажимными приспособлениями, включая подъёмно-поворотные столы;
- управляемыми от единой системы управления (ЧПУ);
- инструментами для контроля и измерения заготовки и режущего инструмента и т.д.
Также станочное оборудование может оснащаться автоматизированными комплексами для загрузки/выгрузки заготовок и складирования продукции.
Техническая информация об обрабатывающих центрах с ЧПУ
Инструментальный магазин станка с ЧПУ (обрабатывающих центров)
Система автоматической смены инструментов (АСИ)
Моделирование резки на фрезерном обрабатывающем центре с ЧПУ
Подход к реализации программного обеспечения
Обрабатывающий центр - станок с Чпу больших возможностей
Подход к реализации программного обеспечения
Крепление инструмента на станке типа обрабатывающий центр
Необходимость применения различных инструментов
Станок ИР500ПМФ4 - горизонтальный обрабатывающий центр
Компоновка, технические характеристики станка
Станок ИР500ПМФ4 предназначен для обработки корпусных заготовок средних размеров из черных и цветных металлов
Вертикальные обрабатывающие центры ГДВ400ПМФ4 и ГДВ500ПМФ4
Многоцелевые станки повышенного (П) класса
Вертикально фрезерный станок ГФ2171С5
Для многооперационной обработки
Для деталей сложной конфигурации из стали, чугуна, цветных и легких сплавов в замкнутом полуавтоматическом цикле
Портально-сверлильные станки и линии от SCM Sunrise CNC
Фрезерные и сверлильные операции
Для обработки угловой стали, металлических пластин, двутавровых балок, стальных швеллеров и свай и др.
Базирование и крепление деталей на обрабатывающих центрах с ЧПУ
Положение детали в рабочей зоне станка
Инструментальная наладка на обрабатывающем центре с ЧПУ
Повышение надежности работы станка
Как обеспечить без дополнительной инструментальной наладки полную обработку детали или партии деталей
Устройства автоматической смены инструмента для инструментальных головок
Три вида инструментальных головок
Установочно зажимные приспособления для обрабатывающих центров и станков с ЧПУ
Требования при выборе приспособлений
Автоматизация загрузки станка устройствами подачи заготовок
Развитие способов механизации и автоматизации
Рязанское станкостроительное производственное объединение (1985 г)
Крупнейшее предприятие в отрасли машиностроения
Компоновка обрабатывающих центров
Группы по классам обрабатываемых деталей
Станки для деталей, обработка которых содержит токарные операции и фрезерно-сверлильно-расточные станки
Обрабатывающие центры с ЧПУ на базе сверлильных станков
Оснащение устройствами для смены инструментов
Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ можно условно разделить на типы, в зависимости от сложности обработки. Так в основном на производстве применяют 3-х осевые обрабатывающие центры, имеющие три одновременно управляемые оси от системы управления. На подобных станках можно производить простые и довольно сложные детали, такие как корпусные детали и агрегаты, элементы штамповой и литейной оснастки, производить операции фрезерования заготовок «в размер», а также сверление, развертывание, растачивание и резьбонарезание (резьбофрезерование) отверстий, обработку пазов, карманов, окон и т.д.
Линейные перемещения рабочих органов фрезерного обрабатывающего центра с ЧПУ можно описать в трехмерной системе координат. Так же система управления (ЧПУ) позволяет осуществлять интерполяцию осей, то есть взаимное одновременное перемещение узлов в нескольких координатах. В результате, можно получать детали достаточно сложной геометрии.
Опционально фрезерные обрабатывающие центры могут оснащаться дополнительными осями (4 –я и 5-я оси), такими как возможность, вращать и наклонять заготовку, для получения деталей более сложной геометрии. Как правило, в таких случаях, система управления (ЧПУ) так же должна иметь возможность одновременного управления этими дополнительными осями, включая оси вращения и иметь дополнительные программные пакеты (CAD/CAM системы), включая симуляцию (графическое отображение) на дисплее панели управления, процесса обработки деталей.
Фрезерные центры с более чем тремя одновременно управляемыми осями применяют для изготовления сложных деталей, таких как турбинные лопатки, импеллеры турбин, элементы запорной арматуры, и т.д.
Преимущества 5-ти координатных обрабатывающих центров
5-ти координатные фрезерные обрабатывающие центры имеют преимущества перед станками с 3-мя рабочими осями, так как за счет сокращения количества переустановов заготовки, увеличивается точность обработки. Исключается погрешности при базировании деталей, что может быть принципиально важно при выполнении отверстий с произвольным углом расположения осей, в проекции. Также, благодаря более оптимальному расположения режущего инструмента по отношению к обрабатываемой поверхности сокращается время обработки и стойкость инструмента. Ну и так же снижается общая нагрузка на направляющие и другие ответственные узлы станка, подверженные износу, увеличивая тем самым, общий срок эксплуатации оборудования.
Станки с горизонтальным расположением шпинделя призваны обеспечить изготовление некоторых типов деталей, где горизонтальная концепция наиболее оправдана. Например, массивные тяжелые детали, с большими площадями обрабатываемых поверхностей, целесообразнее обрабатывать на горизонтально-фрезерных обрабатывающих центрах, на которых большое количество стружки не будет скапливаться в зоне обработки, и, естественным образом будет выводиться самопроизвольно. Так же при установке особо тяжелых заготовок с массой более 10 тонн, при установке краном, гораздо удобнее устанавливать и закреплять на станках с горизонтальным шпинделем.
Горизонтально-фрезерные центры с ЧПУ, как правило, имеют функцию выдвижного фрезерно-расточного шпинделя, для обработки глубоких или расточки больших отверстий, с необходимой степенью соосности отверстий. Также на такие станки, в зависимости от сложности обработки, можно устанавливать дополнительные приспособления, увеличивающие функционал станка и расширяя его возможности (планшайбы с расточным суппортом, дополнительные расточные головки, удлинители, контропоры и т.д.).
Классификация фрезерных обрабатывающих центров
Работа фрезерного обрабатывающего центра зависит от количества осей, которыми он оснащен. Наиболее распространены:
- 3-х осевые обрабатывающие центры - имеют три управляемые оси, позволяя выполнять операции фрезерования, сверления, расточки и нарезания резьбы. Применяются для обработки корпусных деталей, элементов литейной и штамповой оснастки.
- 4-осевые обрабатывающие центры и 5-осевые обрабатывающие центры с ЧПУ - позволяют дополнительно вращать и наклонять заготовку, обеспечивая возможность обработки деталей сложной формы. Применяются для производства турбинных лопаток, импеллеров и элементов запорной арматуры.
Преимущества работы обрабатывающего центра
Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ обладают рядом преимуществ:
- Высокая точность и повторяемость обработки;
- Автоматизация процесса, сокращение времени производства;
- Возможность выполнения сложных геометрических операций;
- Оптимизация использования инструментов и материалов;
- Снижение вероятности брака и увеличение производительности.
Благодаря этим характеристикам работа обрабатывающего центра становится неотъемлемой частью современного производства, обеспечивая высокую эффективность и качество обработки деталей.
