Обрабатывающие центры с ЧПУ

Обрабатывающий центр с ЧПУ - это многофункциональный станочный комплекс с числовым программным управлением. Обрабатывающий центр (ОЦ) оснащён подвижным рабочим столом (одним или несколькими) и системой автоматической смены инструмента. Фрезерный центр способен обрабатывать заготовки из различных материалов.

Обрабатывающие центры с ЧПУ приобретают широкие технологические возможности, при правильном использовании поворотного стола, большого набора инструментов и значительного диапазона изменений частот вращения шпинделя и скоростей подач.

Помимо основной рабочей операции, связанной с изменением формы и размеров заготовки, на станке необходимо осуществлять и вспомогательные операции для смены заготовок, их зажима, измерения, операции по смене режущего инструмента, контроля его состояния и состояния всего станка. Собственно станок подразделяется на несколько важнейших частей, обычно называемых узлами.

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. Обрабатывающий центр с чпу оснащен многоинструментальным магазином и устройством для автоматической смены инструмента в соответствии с управляющей программой станка.

Под обрабатывающим центром с ЧПУ будем понимать автоматизированный станок с числовым программным управлением, с высокой степенью интеграции операций, т. е. станок, обеспечивающий выполнение большой номенклатуры технологических операций без перебазирования изделий и с автоматической сменой инструмента. Иногда такие станки называют многоцелевыми станками, многооперационными станками, машинными центрами или обрабатывающими центрами.

По своему назначению обрабатывающие центры можно разделить на станки для обработки изделий типа корпусных деталей и станки для обработки изделий типа тел вращения. Фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ для корпусных деталей в дополнение к крестовым столам часто оборудуются для крепления заготовок еще и поворотными столами, работающими также от ЧПУ.

Обрабатывающий центр снабжен специальным инструментальным магазином, осуществляющим автоматическую смену режущего инструмента. С помощью программного управления на этих станках осуществляются автоматические перемещения заготовки вдоль трех координатных осей и ее вращение вокруг вертикальной оси поворотного стола. В ряде случаев эти станки снабжаются глобусным столом, имеющим не только вертикальную, но и горизонтальную ось вращения, что делает возможным осуществлять обработку сложных корпусных деталей с разных сторон при одном их закреплении. Некоторые конструкции обрабатывающих центров допускают изменение положения шпинделя в соответствии с заданной программой: горизонтально, вертикально и наклонно или под любым углом наклона, требуемым чертежом детали.

Программное управление станка обеспечивает необходимое изменение скорости вращения шпинделя, величины рабочей подачи и скоростей холостых перемещений, а также включение и выключение других устройств станка.

Режущий инструмент помещается в револьверных головках или специальных инструментальных магазинах большой емкости (иногда более 140 инструментов), что делает возможным в соответствии с принятой программой автоматически устанавливать в шпинделе станка практически любой инструмент, требуемый для обработки соответствующей поверхности детали. Такая смена инструмента станка производится в течение 3-5 с. На некоторых станках, вместо смены инструмента в рабочем шпинделе, осуществляется замена самих шпинделей совместно с вставленными в них инструментами.

Фрезерный центр с ЧПУ по металлу может осуществлять почти все процессы обработки резанием: сверление, зенкерование, развертывание, растачивание, нарезание резьбы, фрезерование плоскостей и сложных контуров.

Числовое программное управление всеми движениями стана и поворотным столом, а также автоматическая смена большого числа режущих инструментов обеспечивают в некоторых моделях обрабатывающих центров получение до 500 000 различных положений инструмента относительно обрабатываемой детали. Это позволяет осуществлять обработку сложных корпусных деталей с одного закрепления со всех сторон, по всем поверхностям деталей, кроме базовых, по которым производится установка и закрепление заготовок.

Несмотря на разнообразие форм, размеров и требуемой точности различных поверхностей, их обработка ведется на обрабатывающих центрах, как правило, окончательно. Исключением являются лишь некоторые доводочные операции (например, хонингование отверстий в блоках цилиндров), которые обычно выполняют на специальных станках.

Обрабатывающие центры с ЧПУ обычно имеют один шпиндель или револьверные шпиндельные головки, шпиндели которых работают поочередно. Существуют конструкции станков, имеющие головки с двумя шпинделями, индексируемыми при смене инструментов. Замена инструмента в одном из шпинделей производится во время работы другого шпинделя, что сокращает потерю времени на смену инструмента до 2-3 с. В некоторых конструкциях обрабатывающих центров имеется два различных шпинделя - один для тяжелых работ (обычно для фрезерования) и один для легких и более точных работ. Однако во всех случаях обработка различных поверхностей деталей ведется последовательно, одним инструментом, сменяемым в соответствии с установленной программой.

В отличие от обычных многошпиндельных станков-автоматов и автоматических линий, применяемых в массовом производстве, повышение производительности на обрабатывающих центрах достигается не за счет совмещения технологических переходов и параллельной многоинструментной обработки многих поверхностей, а вследствие резкого сокращения затрат вспомогательного и подготовительно-заключительного времени и интенсификации режимов резания.

Автоматизация холостых перемещений и повышение их скорости до 10-15 м/мин, автоматизация смены позиций заготовки на поворотном столе и смены режущего инструмента резко сокращают затраты вспомогательного времени, повышают долю машинного времени в объеме времени обработки детали. В условиях серийного и мелкосерийного производства доля машинного времени на прецизионных станках не превышает 18-20%. На станках с числовым программным управлением она увеличивается до 50-60%, а на обрабатывающих центрах достигает 80-90%. Простой станка под наладкой сокращаются в среднем на 80%.

Возможность быстрой замены затупившегося инструмента делает экономически целесообразной интенсификацию режимов резания, сокращая фактическую стойкость режущего инструмента до величины, достаточной для обработки на больших по размерам поверхностей детали.

Стабильность размеров деталей, получаемых на обрабатывающих центрах, позволяет сократить объем контрольных операций на 50-70%. В результате этого производительность изготовления деталей на таких станках в 4-10 раз превышает производительность обработки на универсальных станках. Купить фрезерный обрабатывающий центр с ЧПУ очень перспективный шаг, так как одно такое оборудование может заменить четыре универсальных станка и более.

Важнейшим преимуществом обрабатывающих центров перед другими автоматическими станками является простота их наладки и переналадки на изготовление деталей другой конструкции и отсутствие необходимости создания сложной и дорогостоящей технологической оснастки (шаблонов, копиров, специальных приспособлений и т. п.). Это создает необычайную гибкость и мобильность производства, позволяющие применять обрабатывающие центры в условиях мелкосерийного и опытного производства.

Несмотря на относительно высокую стоимость этих станков, при правильном их использовании с полной загрузкой в две или три смены, они окупаются в течение 1-2 лет. Это объясняется значительной экономией затрат на технологическую оснастку, снижением брака, уменьшением количества потребных станков с соответствующим сокращением производственных площадей, уменьшением числа операций и общей длительности производственного цикла, а следовательно, и сокращением объемов незавершенного производства, складских и контрольных помещений и общим повышением оборачиваемости оборотных средств.

Создание обрабатывающих центров нельзя рассматривать как простое усовершенствование существующих металлорежущих станков, повышающее степень их автоматизации и производительность. В этих станках выражен новый подход к построению технологического процесса обработки и новые принципы их конструирования.

До появления обрабатывающих центров металлорежущие станки создавались применительно к конкретному методу обработки, основанному на вполне определенном процессе резания (токарная, сверлильная, фрезерная, строгальная и другие виды обработки). Этот принцип сохранялся во всех конструкциях станков, будь то универсальные станки, станки с программным управлением, специальные станки и автоматы или автоматические линии. Поэтому технологические процессы строились из большого числа операций, для выполнения которых технолог выбирал наиболее подходящие станки из числа выпускаемых станкостроением. В отличие от этого обрабатывающие центры предназначены для выполнения почти всех технологических операций, необходимых для обработки различных деталей (методов обработки), и отличаются не процессами резания, а лишь степенью сложности, точностью, размерами и технологическими возможностями.

Наиболее сложные и технически совершенные обрабатывающие центры пригодны для изготовления данной группы деталей любой конструкции и любой степени сложности, однако высокая стоимость делает нерентабельным их использование при производстве простых и дешевых деталей. Это заставляет конструктора перед разработкой новой конструкции обрабатывающего центра провести тщательный анализ технологии изготовления предлагаемых изделий для установления узкой группы деталей, подлежащих обработке. Применительно к технологическим особенностям этой группы деталей устанавливаются основные параметры проектируемого станка и разрабатывается его конструкция. Только при таком подходе к созданию обрабатывающих центров могут быть достигнуты полное использование их технологических возможностей и рентабельность практического использования.

Таким образом, вместо общепринятого прежде подбора деталей и отдельных операций к существующим металлорежущим станкам сейчас производится проектирование станков, наиболее полно удовлетворяющих технологическим требованиям групп деталей, подлежащих обработке. При этом в значительной мере происходит слияние технологических и конструкторских задач, возникающих перед инженером-механиком при проектировании, изготовлении и эксплуатации обрабатывающих центров.

Конструктивное оформление отдельных узлов и агрегатов, входящих в обрабатывающие центры, во многих случаях вполне оригинально и не повторяет соответствующие узлы обычных металлорежущих станков (цепные и дисковые магазины для режущего инструмента, автооператоры для его смены, общая компоновка).

Применение обрабатывающих центров оказывает заметное влияние на характер труда обслуживающего персонала. Высокая степень автоматизации этих станков сокращает потребность в труде высококвалифицированных операторов, облегчает их труд и существенно уменьшает объем тяжелых подъемно транспортных работ. Роль рабочего-оператора ограничивается наблюдением за действием механизмов и устройств одного или нескольких станков. При этом уменьшается доля физического труда и возрастает значение труда инженеров и техников по наладке станков и их ремонту, по составлению программ, кодированию и проектированию технологических процессов.

Преимущества обрабатывающих центров перед другими видами металлорежущего оборудования, включая и станки с программным управлением, обеспечили быстрое их развитие и значительное увеличение выпуска. По-видимому, в дальнейшем эти станки станут основной частью мирового станочного парка и будут составлять в его объеме не менее 35-40%.

Очень большие перспективы для дальнейшего повышения производительности и эффективности в мелкосерийном и серийном производстве имеет создание гибких автоматических линий и систем станков, состоящих из ряда обрабатывающих центров с ЧПУ, связанных общей транспортной системой и управляемых центральным компьютером. Реализация подобных систем для различных видов деталей показала их высокую эффективность и подтвердила возможность создания полностью автоматизированных предприятий.

При создании отечественных обрабатывающих центров широко используются принципы агрегатирования и унификации. Например, строят обрабатывающие центры вертикальной компоновки, использующие 88% агрегатов и деталей других моделей этого станка; базовая модель обрабатывающего центра горизонтальной компоновки имеет 28% деталей и узлов, унифицированных со станком вертикальной компоновки. Широкая унификация и стандартизация деталей и узлов отечественных обрабатывающих центров облегчит и удешевит производство этого прогрессивного, высокопроизводительного оборудования.

Если вы планируете купить фрезерный обрабатывающий центр с чпу, просим Вас обратиться в офис нашей компании. Оборудование от производителя - лучшее решение.