1. По характеру выполняемых работ: токарные, фрезерные, сверлильные, координатно-расточные, шлифовальные, электроэрозионные, листогибочные, дыропробивные и др.

2. По степени универсальности: универсальные (для обработки деталей широкой номенклатуры), специализированные (для обработки однотипных деталей в определенном диапазоне размеров), специальные (для обработки одной определенной детали, реже - нескольких однотипных деталей).

3. По степени точности: нормальной точности (Н), повышенной точности (П), высокой точности (В), особо высокой точности (А), особо точные (С) станки. Зарубежная градация: обычный (без обозначения), высокой точности (H), прецизионный (P), суперпрецизионный (SP), ультрапрецизионный (UP).

4. По массе: легкие (до 1 т), средние (до 10 т), тяжелые (до 100 т) станки, уникальные (более 100 т).

5. По расположению шпинделя: горизонтальные, вертикальные, наклонные и комбинированные.

6. По степени автоматизации: полуавтоматы (станок, работающий с автоматическим циклом, для повторения которого требуется вмешательство рабочего), автоматы (производит все рабочие и вспомогательные движения цикла технологической операции и повторяет их без участия рабочего, который лишь наблюдает за работой станка, контролирует качество обработки и, при необходимости, подналаживает станок).

7. По типоразмерам (по наибольшему размеру обрабатываемой детали, по размерам стола и тд.)

8. По назначению: одноцелевые и многоцелевые

Система координат станка (правило правой руки)

Стандартная система координат представляет собой правую прямоугольную декартову систему координат. Положительные направления осей координат определяются правилом правой руки: большой палец указывает положительное направление оси абсцисс X, указательный - оси ординат Y, средний – оси аппликат Z. Ось координат Z обычно принимают параллельной оси главного шпинделя станка, независимо от того, как он расположен – вертикально или горизонтально. Ось X – в основном всегда горизонтальна.

Вращательные движения вокруг осей обозначают латинскими буквами А (вокруг оси X), В (вокруг оси Y) и С (вокруг оси Z). Положительные направления вращений вокруг этих осей определяется следующим образом: если расположить большой палец правой руки вдоль оси в положительном направлении, то другие согнутые пальцы покажут положительное направление оси вращения.

Дополнительные движения, параллельные осям X, Y, Z, обозначают соответственно U, V, W (вторичные) и P, Q, R (третичные). Для вторичных угловых перемещений вокруг осей используются буквы D и Е.

Конструктивные элементы станков с ЧПУ

Станины, колонны, основания являются базовыми элементами. Их изготавливают с повышенной жесткостью и виброустойчивостью, за счет введения дополнительных ребер жесткости. Станины бывают: литые чугунные, сварные стальные, бетонные, гранитные и керамические.

Направляющие станков с ЧПУ имеют высокую износостойкость и обеспечивают малое трение, что позволяет снизить мощность следящего привода, увеличить точность перемещений. Они бывают нескольких видов: направляющие скольжения, качения и комбинированные. Направляющие скольжения для уменьшения коэффициента трения создают в виде пары скольжения «сталь (или чугун) - пластиковое покрытие». Направляющие качения имеют высокую долговечность и характеризуются небольшим трением. В таких направляющих используют стальные закаленные планки, по которым перемещаются роликовые опоры.

Привод главного движения должен иметь возможность бесступенчатого регулирования скорости, воспринимать большие перегрузки и работать в загрязненной среде. Обычно в качестве приводов служат асинхронные электродвигатели, реже - регулируемые электродвигатели постоянного тока и электродвигатели совместно с гидроусилителями.

Привод подач является одним из важнейших элементов станка, определяющий суммарную погрешность обработки. Привод движения подач характеризуется минимально возможными зазорами, малым временем разгона и торможения, плавностью хода, небольшими силами трения, повышенной жесткостью кинематических цепей, расширенным диапазоном регулирования подач. В качестве привода используют синхронные (вентильные) двигатели на постоянных магнитах, их оснащают датчиками обратной связи и тормозами. Реже применяют асинхронные двигатели.

Шпиндель станков должен иметь повышенную жесткость, высокую точность вращения, повышенную износостойкость посадочных и базирующих поверхностей. Конструкция шпинделя значительно усложняется из-за встроенных в него устройств автоматического разжима и зажима инструмента, системы теплоотвода, датчиков.

Вспомогательные элементы станков с ЧПУ включают в себя устройства смены инструмента (магазины, автооператоры, револьверные головки), систему смазывания, загрузочные устройства, зажимные приспособления, устройства для уборки стружки и т.д.

Токарные станки с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ предназначены для наружной и внутренней обработки резанием заготовок деталей типа тел вращения, где вращательное движение заготовки является главным движением, а движение режущего инструмента - поступательным движением подачи.

На токарных станках выполняют традиционный комплекс технологических операций: обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развертывание отверстий и т. д. Токарные станки с ЧПУ составляют самую значительную долю в парке станков с ЧПУ.

Токарные станки с ЧПУ имеют две управляемые координаты: Z- перемещение каретки вдоль оси шпинделя; X- перемещение салазок перпендикулярно этой оси. На поперечных салазках установлен либо резцедержатель, либо револьверная поворотная инструментальная головка, ось вращения которой может располагаться параллельно оси шпинделя, перпендикулярно или наклонно. Револьверные головки бывают четырех-, шести- и двенадцатипозиционные, причем на каждой позиции можно устанавливать по два инструмента для наружной и внутренней обработки заготовки. Иногда станки оснащают двумя револьверными головками, в одной закрепляют инструменты для наружной обработки, в другой - для внутренней.

Токарные станки с ЧПУ оснащают магазином инструментов (вместимостью до 20 инструментов), но их применяют редко, так как практически для токарной обработки заготовки требуется не более 10 инструментов. Использование большего числа инструментов целесообразно при обработке труднообрабатываемых материалов, когда инструменты имеют малый период стойкости и при обработке сложных деталей с большим количеством операций.

Многоцелевые станки (обрабатывающие центры)

Многоцелевой станок - это металлорежущий станок, предназначенный для выполнения нескольких различных видов обработки резанием, имеющий систему числового программного управления и оснащенный системой автоматической смены инструментов.

Многоцелевые станки являются универсальным оборудованием и делятся на две группы:
- токарно-сверлильно-фрезерно-расточные, предназначенные для обработки заготовок деталей типа тел вращения (компоновки таких станков аналогичны компоновкам традиционных токарных станков с ЧПУ);
- фрезерно-сверлильно-расточные, предназначенные для обработки заготовок корпусных и плоских деталей (компоновки этих станков схожи компоновкам фрезерных станков с ЧПУ);

Многоцелевые станки для обработки деталей типа тел вращения отличаются от обычных токарных станков с ЧПУ тем, что могут производить обработку вращающимся инструментом, имеют возможность точного углового позиционирования шпинделя, и вращения шпинделя в режиме круговой подачи. Поэтому на этих станках можно выполнять все виды токарной обработки, а также фрезерные, сверлильные, расточные и другие операции (обработку внецентровых отверстий, фрезерования лысок, шпоночных пазов, фасонных пазов, продольных и поперечных плоскостей, профильных канавок и т.д.)

Фрезерно-сверлильно-расточные станки с ЧПУ предназначены для обработки плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т.п. Главное движение является вращательным и сообщается инструменту, закрепленному в шпинделе станка, а заготовка, закреплённая на столе, совершает поступательное движение подачи. На данных станках выполняют следующие технологические операции: фрезерование, сверление, расточку, нарезание резьбы, зенкерование, развёртывание, контроль качества обработки и др.

Фрезерно-сверлильно-расточные станки с ЧПУ комплектуются системой автоматической смены инструмента манипуляторного или безманипуляторного типов. Необходимый запас инструментов создается в револьверных головках или инструментальных магазинах барабанного или цепного исполнений. Некоторые станки имеют поворотные конструкции шпиндельной головки и стола с возможностью движения по одной, двум или трем координатам, что позволяет обрабатывать самые сложные поверхности с минимальным количеством установов. Многие станки оснащаются системами автоматизированной смены заготовок. При этом во время работы станка заготовка устанавливается (или снимается деталь) на сменном столе-спутнике, и вместе с ним она попадает на основной стол станка.

Компоновка обрабатывающего центра любой модели, помимо обычных параметров, определяется его технологическими возможностями. К ним относятся: размеры рабочего пространства, характеристика инструментального блока, емкость инструментального магазина, время смены инструмента, количество столов-спутников, их размеры, время смены столов-спутников, тип системы управления, число одновременно управляемых координат, дискретность и точность перемещений по координатам и др.

Посетители также читают:

Что такое постпроцессор?
Постпроцессор - это программный модуль, предназначенный для преобразования управляющей траектории, сформированной CAM-системой, в управляющую программу для конкретного станка с ЧПУ с учетом особенностей его кинематики

Работа станка с ЧПУ тесно связано с понятием системы координат. Каждый станок с ЧПУ имеет собственную систему координат. Оси координат располагают параллельно направляющим станка, что позволяет программировать направления и величины перемещений рабочих органов. В соответствии с ГОСТ 23597 принята правая система координат при которой за положительное направление движения принято такое движение при котором инструмент и заготовка удаляются друг от друга. Для основных осей приняты стандартные обозначения X, Y, Z. Круговые перемещения инструмента например, угловое смещение шпинделя фрезерного станка, обозначают буквами А – вокруг оси Х, В – вокруг оси Y, С – вокруг оси Z. Следует отметить, что в понятие кругового вращения не входит вращение шпинделя, несущего инструмент или шпинделя токарного станка. Для обозначения направления перемещения двух рабочих органов вдоль одной прямой используют так называемые вторичные оси: U (параллельно Х), V (параллельно Y), W (параллельно Z). При трех перемещениях в одном направлении применяют третичные оси P, Q, R.

В системе координат станка, выбранной в соответствии с ГОСТ 23597, положительные направления осей координат можно определить по правилу правой руки. Большой палец указывает положительное направление оси Х, указательный – оси Y, средний – оси Z. Положительное вращение вокруг этих осей определяют по другому правилу правой руки. Если направить большой палец по положительному направлению оси, то остальные согнутые пальцы укажут положительное направление вращения.

Ориентация осей системы координат определяется в соответствии со следующими соображениями: на расточных, сверлильных, фрезерных, токарных станках ось Z всегда связывается с вращающимся элементом станка – шпинделем. При этом за положительное принято направление вывода сверла из заготовки. Ось Х перпендикулярна оси Z и параллельна плоскости установки заготовки. Если под это определение подходят две оси, то за ось Х принимают ту, вдоль которой возможно большее перемещение узла станка. Ось Y, тогда определяется в соответствии с правой прямоугольной системой координат.

Начало системы координат станка совмещают с базовой точкой узла, несущего заготовку. Точка, принятая за начало отсчета системы координат называют нулевой точкой станка или нулем станка. Например, для токарных станков чаще всего за ноль станка по оси Х принимают ось центров станка, а ноль станка по оси Z плоскость шпинделя или патрона.

На практике используют фиксированное положение рабочего органа станка (например инструментальной револьверной головки). При этом фиксированное положение описывают точкой с координатами относительно нуля станка. Ноль станка и фиксированное положение связывают через параметры станка, записываемые в память УЧПУ. Чаще всего при запуске станка, например в начале рабочего дня, оператору или наладчику необходимо переместить рабочий орган станка в фиксированное положение, для чего УЧПУ имеет специальный режим, а на пульте управления специальный клавиши. Для осуществления режима «выход в фиксированную точку» на станках с ЧПУ применяют микровыключатели, которые устанавливают на перемещающихся органах станка и кулачки, устанавливаемые в нужное положения на неподвижных частях станка, например, на станине. При перемещении рабочего органа в режиме «выход в фиксированную точку» кнопка микровыключателя нажимается (отпускается) при наезде на кулачок, УЧПУ фиксирует это обстоятельство, дает команду на останов перемещения и запоминает данное положение рабочего органа в собственной памяти. Таким образом, в память станка записывается информация о положении рабочего органа относительно нуля станка. Далее в процессе работы станка УЧПУ постоянно отслеживает перемещения рабочего органа станка и выдает информацию о местоположении рабочего органа относительно нуля станка на устройство отображения (например, дисплей).