Токарная обработка с ЧПУ - процессы, операции и оборудование часть 1

Токарная обработка с ЧПУ является одним из основных методов производства цилиндрических деталей с различными контурами.

В машиностроении нельзя обойти валы для передачи энергии от двигателя к движущимся частям. Валы, конечно, требуют точения. Но токарные станки с ЧПУ находят широкое применение в различных отраслях промышленности для изготовления обычно осесимметричных деталей.

Токарная обработка - это процесс субтрактивной обработки, который использует режущий инструмент для удаления материала для создания цилиндрических деталей. Сам инструмент перемещается вдоль оси обрабатываемой детали во время ее вращения, создавая спиральную траекторию движения инструмента.

Термин токарная обработка относится к производству деталей путем резки на внешней поверхности. Противоположностью токарной обработки является растачивание, при котором токарные станки используются, например, для создания полых деталей.

Токарный станок по металлу исторически является одним из первых станков для производства деталей полуавтоматическим способом. Сегодня большинство компаний предоставляют услуги токарной обработки с ЧПУ. Это означает, что процесс в значительной степени автоматизирован от начала до конца.

ЧПУ означает числовое программное управление, что означает, что компьютеризированные системы берут на себя управление оборудованием. Входной сигнал - цифровой код. Это контролирует все движения инструмента и скорость вращения, а также другие вспомогательные действия, такие как использование охлаждающей жидкости.

Из чего на самом деле состоит процесс токарной обработке на станке с ЧПУ? Хотя сама вырезка довольно проста, мы рассмотрим здесь всю последовательность, которая фактически начинается с создания файла САПР.

Шаги процесса:

• Создание цифрового представления детали в САПР;
• Создание кода обработки из файлов САПР;
• Настройка токарного станка с ЧПУ;
• Изготовление токарных деталей.

Первые 2 шага можно рассматривать как отдельные или идущие рука об руку. Один из способов - просто использовать программу САПР для создания файлов и отправки их в производство. Затем инженер-технолог создаст Gкод и Mкод  для обработки.

Другой способ - просто использовать программное обеспечение CAD-CAM, которое позволяет инженеру-конструктору проверить возможность производства детали. Мощные инструменты моделирования могут визуализировать весь процесс от сырья до конечного продукта, даже используя исходные данные, касающиеся требований к отделке.

Наконец, есть также ручной способ создания кода. Например, вы не можете автоматически сгенерировать код из 2D-чертежа, у вас есть 2 варианта: либо написать код вручную, либо сначала создать 3D-модель.

Даже мощные программы CAM не всегда могут сделать все точно, поэтому рекомендуется проверить закодированные инструкции.

Далее идет настройка машины. Здесь роль оператора станка становится очевидной. Хотя современные токарные станки с ЧПУ выполняют большую часть работы автоматически, оператор по-прежнему играет жизненно важную роль.

Шаги по настройке токарного центра с ЧПУ:

• Убедитесь, что питание отключено. Обработка с ЧПУ может быть опасной, поэтому необходима особая осторожность, и проверка выключателя питания является основой для этого;
• Закрепление детали в патроне. Патрон удерживает деталь на протяжении всего процесса. Неправильная загрузка может представлять опасность, а также привести к получению готовой детали неправильных размеров;
• Загрузка револьверной головки. Токарная обработка состоит из множества этапов, поэтому убедитесь, что вы выбрали правильный инструмент для определенной отделки. Револьверная головка может одновременно удерживать множество инструментов для бесперебойной работы от начала до конца;
• Калибровка. И инструмент, и деталь должны быть правильно настроены. Если что-то не так, результат не будет соответствовать требованиям;
• Загрузите программу. Последний шаг перед нажатием кнопки пуска - это загрузка кода в станок с ЧПУ.

Самый простой способ понять суть производства - это просто посмотреть видео выше. Сырье, как видно, не является круглым бруском, что является наиболее распространенным вариантом. Скорее всего, шестигранный профиль - это более эффективный способ избежать фрезерования с ЧПУ в дальнейшем.

В зависимости от сложности детали может потребоваться один или несколько циклов. Расчеты времени цикла определяют конечное затраченное время, необходимое для расчета затрат.

Время цикла токарной обработки включает:

• Время загрузки. Мы уже описали это как часть установки, но цикл может потребовать другого способа загрузки детали в оборудование;
• Время резки. Время, необходимое для этого, зависит от глубины резания и скорости подачи;
• Время простоя. Время простоя относится ко всему, что не относится к резке, например, к перемещению инструментов к детали и от детали, изменению настроек токарного станка и т. д.;
• Срок службы инструмента. Хотя каждый цикл не приводит к полному износу инструмента, время резания будет учитываться по сравнению с общим сроком службы инструмента, чтобы включить его в окончательную стоимость.

Параметры токарной обработки с ЧПУ зависят от различных аспектов. К ним относятся материал детали и инструмента, размер инструмента, требования к отделке и т. д.

Основные параметры токарной обработки с ЧПУ:

• Скорость вращения шпинделя. Единица измерения - это обороты в минуту (об/мин), и она показывает скорость вращения шпинделя (N), а значит, и заготовки. Скорость вращения шпинделя находится в прямой зависимости от скорости резания, которая также учитывает диаметр. Поэтому скорость вращения шпинделя должна изменяться, чтобы поддерживать постоянную скорость резания при значительном изменении диаметра.
• Диаметр заготовки. Как уже говорилось, это играет важную роль в достижении правильной скорости резания. Обозначается символом D, а единица измерения - мм.
• Скорость резания. Уравнение для расчета скорости резания: V =πDN/1000. Он показывает относительную скорость заготовки относительно режущего инструмента.
• Скорость подачи. Единица измерения - мм/об, символ - с. Подача резания показывает расстояние, на которое режущий инструмент перемещается за один оборот заготовки. Расстояние измеряется в осевом направлении.
• Осевая глубина реза. Довольно очевидно, так как он показывает глубину разреза в осевом направлении. Это основной параметр для облицовочных операций. Более высокая скорость подачи оказывает большее давление на режущий инструмент, сокращая его срок службы.
• Радиальная глубина реза. В отличие от осевого реза, она показывает глубину резания перпендикулярно оси. Опять же, более низкие скорости подачи помогают продлить срок службы инструментов и обеспечить лучшую чистовую обработку.

Теперь давайте рассмотрим на основные компоненты токарного центра.

Передняя бабка токарного станка с ЧПУ составляет переднюю часть станка. Именно здесь приводной двигатель находится вдоль механизмов, приводящих в действие шпиндель. Патрон или цанга крепятся к шпинделю. Любой из них, в свою очередь, удерживает заготовку во время токарной операции.

Патрон захватывает обрабатываемую деталь своими губками. Он крепится непосредственно к шпинделю, но является сменным, поэтому можно обрабатывать детали разного размера. Цанга - это в основном уменьшенная версия патрона. Размер детали, подходящей для цанг, составляет до 60 мм. Они обеспечивают лучшее сцепление с мелкими деталями.

Другой конец токарного центра с ЧПУ. Задняя бабка крепится непосредственно к станине и предназначена для поддержки более длинных заготовок. Пиноль задней бабки обеспечивает поддержку за счет гидравлической силы.

Движущая сила по-прежнему идёт от шпинделя, а задняя бабка просто движется вместе с деталью. Использование задней бабки не подходит при необходимости торцевого точения, так как она будет мешать.

Станина - это просто опорная плита, которая опирается на стол, поддерживая другие части машины. Каретка движется по станине, которая подвергается термообработке, чтобы выдерживать воздействие механической обработки.

Каретка опирается на пути скольжения вдоль вращающейся заготовки. Она удерживает инструменты, позволяя протекать процессу резки.

Новые машины обычно поставляются с башней, которая заменяет каретку. Она может держать больше инструментов одновременно, что делает переключение с одной операции на другую менее трудоемким.

Обрабатывающие центры с ЧПУ могут поставляться с вращающимися инструментами. В то время как одноточечные режущие инструменты подходят для большинства токарных операций, к вращающимся инструментам относятся фрезы, сверла и другие инструменты, которые имеют собственный привод. Это позволяет создавать шпоночные пазы или отверстия, перпендикулярные оси детали, без использования какого-либо другого оборудования в процессе.

Здесь вступает в действие числовое программное управление. Мозг токарных станков с ЧПУ находится прямо за панелью. Сама панель позволяет оператору настроить программу и запустить ее.

Если вам понравился данная статья, то поделитесь её со своими друзьями, оставляйте комментарии и ставьте лайк!