Станок с чпу для обработки вала (7 видео)

Повышение качества и производительности изготовления обеспечивают станки с ЧПУ для обработки валов в центрах, отличающиеся функциональностью и надежностью.

Изготовление деталей вращения, к которым относятся валы, обеспечивают станки с ЧПУ для обработки валов в центрах, что эффективно для выпуска деталей широкой номенклатуры в условиях мелко и среднесерийного производства.

Токарные станки с ЧПУ ведут наружную обработку цилиндрических поверхностей, растачивают, сверлят отверстия, нарезают резьбы, обрабатывают торцевые и фасонные поверхности, протачивают канавки, делают фаски и галтели.

Установка ЧПУ на обрабатывающем оборудовании обеспечивает автоматизацию процесса, существенное увеличение квалитета точности и уровня производительности.

Токарные станки с ЧПУ удобны для обработки специальных и многоступенчатых валов в центрах. Базирование в центрах позволяет получить готовую деталь без дополнительных переустановок, что существенно повышает качество готового изделия и снижает затраты по вспомогательному времени. Обработка в центрах чаще используется на чистовых операциях как более точная, и позволяющая обеспечить соосное изготовление всех шеек вала.

Содержание

Особенности обработки
Описание оборудования
Конструктивные особенности
Токарная обработка валов
Обработка валов в центрах на станках с ЧПУ
Особенности обработки
💥 Видео

Видео:Обработка вала на станке JSK-1430S CNC и замер точностиСкачать

Особенности обработки

Жесткость установки в центрах будет обеспечена, если сохраняется соотношение длины и диаметра до 12-15. Более длинные детали поддерживают люнетами.

Центровые отверстия на обрабатываемой заготовке делают на подготовительной операции центровым сверлом.

Токарная обработка предусматривает автоматический цикл. Станок легко перенастраивается на изготовление детали с иными габаритными параметрами, за счет внесения изменений в программу управления. Нормы времени на операцию удается сократить в 1,5-2 раза относительно работы на универсальном станке.

В основе работы применение контурной системы обработки с линейно-круговой интерполяцией. Система выполняет обработку сложного контура с разбивкой на черновой и чистовой проходы. Окончательная операция осуществляется обходом контура детали рабочим элементом в один проход.

Траектория инструмента при изготовлении деталей за ряд черновых проходов, параллельна оси вращения детали, перпендикулярна или проходит под углом. За первый проход снимается с заготовки слой окалины и корректируются имеющиеся дефекты формы. У остальных черновых проходов постоянная глубину резания.

После выполнения рабочего прохода отведение инструмента и холостой переход осуществляется параллельно контуру, перпендикулярно ему или по наклонной.

При изготовлении валов на станках многоступенчатого профиля припуск делят на участки, перпендикулярные к оси детали. Последовательность токарной операции на элементарных участках задают так, чтобы обрабатывающий элемент прошел наименьший путь.

Видео:Обработка детали "Вал" на токарном станке с ЧПУ JCL-28S CNCСкачать

Описание оборудования

Классификация станков с ЧПУ:

По ориентации оси главного шпинделя: горизонтальное и вертикальное точение.
По набору инструментов: одно и многоинструментальные.
По уровню автоматизации: полуавтоматические с ручной установкой заготовок и автоматические с автоматизацией всех рабочих операций.
Какое у направляющих расположение: в вертикальной или горизонтальной плоскости, под наклоном.
По виду установленной накопителя инструментов: с револьверной головкой, одним или группой суппортов, комбинированные.
По номенклатуре операций: станок патронного типа, центрового или патронно-центровой.

Автоматизированные агрегаты оснащаются магазином инструментов или головкой револьверного типа на 4, 6 и 12 гнезд. Каждое гнездо предусматривает размещение двух инструментов для точения наружных и внутренних элементов. На токарных станках с ЧПУ ориентация оси револьверной головки относительно главной шпиндельной оси бывает параллельной, перпендикулярной и наклонной.

В токарных станках ЧПУ монтируют магазины небольшой вместительности, потому что для изготовления одной детали достаточно 10 инструментов.

Вместительный накопитель рабочих элементов необходим на оборудовании, где ведется обработка труднообрабатываемых материалов. В этом случае у инструментов низкий период стойкости и требуется частая замена.

Агрегаты с ЧПУ используют для изготовления деталей из материалов большого спектра:

чугуны разных видов;
стали обыкновенного качества, инструментальные и специальные;
нержавеющие материалы для медицинской и пищевой промышленности;
цветные металлы и их сплавы (медь, титан, латунь, бронза);
композиционные материалы;
пластики;
дерево.

На центровых станках ЧПУ (например, 1725Ф3,1Б732Ф3) ведется обработка валов различной конфигурации. Ведется точение цилиндрических наружных поверхностей, конических переходов, фасонных шеек и нарезаются разные резьбы.

Патронно-центровые обрабатывающие центры ЧПУ (например, 16Б16Ф3, 1740РФ3,16К50Ф3) имеют возможность установки заготовки в патроне и центрах, выполнения операций точения и растачивания, нарезки резьб, сверления, развертывания и зенкерования.

Видео:Сверхточные, современные токарные станки с ЧПУ. Сверхточная обработка металла. Залипательное зрелищеСкачать

Конструктивные особенности

У отдельных моделей станков направляющие расположены под наклоном. Такое исполнение благоприятно для схода стружки при обработке заготовки и ограждает зону резания.

С передней стороны зона резания токарного станка закрывается подвижным кожухом, что защищает от разбрызгивания СОЖ, смазки и распространения стружки.

Читайте также: Рейтинг граверов электрических с гибким валом 2021

Ряд моделей оборудования с ЧПУ оснащаются автоматизированными задними бабками и самозажимными поводковыми патронами. Поворотные револьверные головки имеют отдельный гидро или электропривод.

Прецизионная точность обработки и позиционирования рабочего инструмента достигается выборкой зазоров в передаточных устройствах и жесткостью несущих конструкций.

Направляющие механизмы характеризуются отличной износостойкостью, низким трением, отсутствием температурных изменений.

Блок ЧПУ предусматривает программирование скоростей переключения главпривода, положения и смены рабочего элемента, перемещения револьверной головки, быстрых и рабочих движений суппорта. Учтено задание реверса и останова станка.

Системы ЧПУ, осуществляющие управление, предусматривают введение корректирующих данных с пульта. Они компенсируют неточности настройки инструмента, погрешность обработки, влияние температурных деформаций, износ размера инструмента, отсутствие жесткости в системе СПИД. Информация задается в числовой форме и ей присваивается свой номер, по которому к нему будет обращаться программа. Значение корректора определяет наладчик при выполнении пробных проходов.

Система индикации на токарном станке предусматривает установку сигнальных ламп, оперативного и диагностического назначения. Они сообщают о включении, неполадках функционирования механизмов, состоянии узлов, отслеживают изготовление детали. На панель цифровой индикации выводится информация с номером отрабатываемого кадра, текущих координатах. Индикация выводится на выбор, отображается в несколько слов или списком кадров.

Токарные станки с программной обработкой дополнительно оснащаются:

устройствами зажима детали;
смазывающим оборудованием;
загрузочными устройствами;
механизмами быстрой смены инструмента;
транспортерами стружки.

Вспомогательные механизмы должны быть надежными и производительными.

Токарные станки с системами ЧПУ по изготовлению валов в центрах не требуют много времени на обслуживание и подготовку. Нужна лишь периодическая наладка на определенную операцию и регулярная проверка технического состояния узлов.

Почему валы лучше изготавливать на станках с ЧПУ:

Превосходная точность и качество готовых изделий.
Обработка крупной партии деталей с меньшими затратами времени за счет автоматизации переналадки.
Уменьшение себестоимости единицы изделия.

Видео:Сделал для жены деталь и она перестала ломаться.Скачать

Токарная обработка валов

Токарная обработка валов важный и нужный процесс в обработке металла. В современном машиностроительном производстве для технологической подготовки токарных операций, таких как например, обработка валов на токарном станке на станках с ЧПУ, все шире используются САМ-системы (Computer Aided Manufacturing).

В соответствии с типовой структурой управления станком с ЧПУ с помощью CAM-системы в ней решаются следующие задачи:

геометрические задачи проектирования формообразующих траекторий движений инструмента и заготовки;
проектирование элементов технологической операции;
проверка геометрических расчетов и визуализация процесса обработки;
формирование управляющей программы (УП) соответственно кодам постпроцессора выбранного станка.

Тем не менее, даже у современных CAM-систем отсутствует модуль, позволяющий в автоматическом режиме рассчитывать режим резания если стоит задача — обработка вала на станке с чпу. Назначение подачи (т.е. скорости движения по сформированной траектории) и частоты вращения шпинделя выполняется технологом на основе использования нормативных данных, собственного опыта или рекомендаций изготовителей инструментальных материалов. В то же время теоретически разработаны методы оптимизации процесса резания, которые базируются на решении задач нелинейного программирования. Обработка ступенчатых валов на токарном станке является одной из основных задач работы токарных станков, а в многономенклатурном производстве с применением станков с числовым программным управлением обработка валов на токарных станках с чпу производится из заготовок в виде прутков. Поэтому такие токарные операции априори предполагают многопроходную обработку. Однако для многопроходной обработки остается не решенным вопрос оптимального выбора режима резания, определения оптимальных значений всех его компонентов: глубины, скорости и подачи.

Учитывая реальные возможности по управлению всеми компонентами режима резания современных станков, CAM-система должна быть способной к полному использованию таких возможностей. Это означает, что в нее обязательно должен входить модуль, позволяющий в автоматическом режиме проектировать как траектории движений инструмента на черновых операциях по оптимальной глубине резания если выполняется обработка вала на чпу, так и рассчитывать программу управления такими компонентами режима резания как подача и частота вращения шпинделя. Причем, оптимальная глубина резания в сочетании с частотой вращения и подачей должны определяться из решения задачи оптимизации, которая в случае, если токарная обработка валов выполняется на станке с ЧПУ сводится к однокритериальной: найти такое сочетание компонент режима резания, чтобы критерий оптимальности производительность — был максимальным при условии выполнения всех ограничений. Поскольку оптимальное управление проектируется на этапе технологической подготовки производства, то исходные данные для решения задачи оптимизации должны получаться из априорной информации. Другим важным условием является то, что обработка ступенчатых валов на токарном станке изменчива и в процессе резания изменяются такие параметры как диаметр обработки и фактическая глубина резания, что предопределяет необходимость перманентного расчета оптимального режима обработки.

Читайте также: Fiac компрессор ab 50 360 a 8101850

Поскольку реализация запланированных теоретических решений на станках с ЧПУ невозможна без применения САМ-систем, принята концепция создания управляющей программы, ориентированная на применение компьютера. Обработка вала на станке с чпу должна быть смоделирована, структура САМ-системы должна предусматривать процесс резки который проектируется по имеющимся априорным данным и на базе решения задачи расчета траекторий многопроходной обработки. Далее выполняется моделирование процесса точения, во время которого, на каждом его шаге, рассчитываются фактические величины диаметра и глубины резания, которые являются исходными для решения задачи оптимизации и определения оптимальных значений частоты вращения шпинделя и подачи, чтобы обработка валов на токарных станках с чпу была выполнена оптимальным способом.

Следовательно, для решения общей проблемы оптимального управления вначале необходимо установить оптимальную глубину резания на черновых проходах. Для решения такой задачи был разработан алгоритм, который основан на использовании алгоритма решения задачи оптимизации и соответствующей прикладной программы, представленных в работе Петракова Ю.В., Амин Афшара Камбиз “Оптимизация токарной обработки” (сборник Вестник Национального технического университета Украины «КПИ»).

Поскольку обработка ступенчатых валов на токарном станке выполняется наиболее часто с применением схемы точения с использованием инструментальных пластин с главным углом в плане φ>90 0 (рис.1), часть алгоритма, выполняющая расчет допустимой по шероховатости подачи была изменена. По условиям формообразования:

поэтому гребешок Rz микронеровностей может образовываться только пересечением дуги окружности радиусом r и линией вспомогательной режущей кромки. Процедура вычисления рассчитывает высоту y профиля гребешка для каждой координаты x с определенным шагом в диапазоне от 0 до x=S об и выбирает максимальную величину. Процедура повторяется с выбранным шагом увеличения подачи Sоб до тех пор, пока y max = Rz. Величина подачи, соответствующая этому условию и будет допустимой по шероховатости.