Станки с числовым программным управлением (ЧПУ)
Станки с числовым программным управлением (ЧПУ)
Станки с ЧПУ должны обеспечивать высокие точность и скорость отработки перемещений, заданных УП, а также сохранить эту точность в заданных пределах при длительной эксплуатации. Конструкция станков с ЧПУ должна, как правило, обеспечивать совмещение различных видов обработки, автоматизацию загрузки и выгрузки деталей, автоматическое или дистанционное управление сменой инструмента, возможность встройки в общую автоматическую систему управления. Высокая точность обработки определяется точностью изготовления и жесткостью станка. В конструкциях станков с ЧПУ используют короткие кинематические цепи, что повышает статическую и динамическую жесткость станков. Для всех исполнительных органов применяют автономные приводы с минимально возможным числом механических передач. Эти приводы должны иметь высокое быстродействие. Точность станков с ЧПУ повышается в результате устранения зазоров в передаточных механизмах приводов, уменьшения потерь на трение в направляющих и механизмах, повышения виброустойчивости, снижения тепловых деформаций.
По технологическим признакам и возможностям станки с ЧПУ классифицируются практически так же, как универсальные станки, на базе которых изготовляется большинство станков с ЧПУ.
Токарные станки с ЧПУ предназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения, а также для нарезания наружной и внутренней резьбы.
Фрезерные станки с ЧПУ , предназначенные для обработки плоских и пространственных корпусных деталей, осуществляют следующие операции: плоское, ступенчатое и контурное фрезерование с нескольких сторон и под различными углами; сверление; растачивание; развертывание; нарезание резьбы и др.
Сверлильно-расточные станки с ЧПУ , предназначенные для обработки отверстий в деталях, выполняют сверление, рассверливание, зенкерование, растачивание, развертывание, обтачивание торцов, фрезерование, нарезание резьбы и др.
Шлифовальные станки с ЧПУ предназначены для шлифования наружных, внутренних и торцовых поверхностей деталей, имеющих прямолинейную и криволинейную форму образующих.
Многоцелевые станки с ЧПУ (обрабатывающие центры), предназначенные для комплексной обработки деталей за одну установку, выполняют практически все операции обработки резанием.
Электроэрозионные станки с ЧПУ предназначены для вырезания методом электроэрозии деталей сложного контура из токопроводящих материалов, обработка которых другими способами затруднена или невозможна. Обработка осуществляется непрерывно перемешающимся электродом-проволокой (из латуни, меди, молибдена, вольфрама) в среде керосина или воды с антикоррозионными присадками.
ВИДЫ ФРЕЗ ДЛЯ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО СТАНКА С ЧПУ
Не менее важным моментом является правильный выбор фрез для станка. Их конфигурация влияет на точность выполнения операций и скажется на конечном результате. В большинстве случаев оборудование рассчитано для использования концевых моделей фрез.
Концевая фреза – это режущий инструмент, используемый в фрезерных станках. Она отличается от сверла применением, геометрией и производством. В то время как сверло может работать только в осевом направлении, концевые фрезы в общем случае могут работать во всех направлениях. Концевые фрезы отличаются креплением в шпинделе фрезерного станка. Крепление фрез в шпинделе станка производят при помощи цилиндрического или конического хвоста.
Двухзаходные с удалением стружки вверх
Рисунок 7 – Двухзаходная фреза
Фрезы имеющие две режущих кромки, применяющиеся для обработки древесных и неплавких материалов (ПВХ, ABC, Дерево, ДСП), с образованием более мелкой стружки и с меньшим съемом материала за один. Размеры варьируются от минимальных диаметров (меньше 1 мм) до 20 мм и больше( рисунок 7).
С удалением стружки вниз
Рисунок 9 - фреза с удолением стружки вниз
Применяются для обработки ламинированных материалов без образования сколов при обработке листовых. материалов на станках без вакуумного прижима. Фрезы с нижним выбросом создают дополнительное давление на материал сверху, предохраняя его от сдвигов.
С прямыми ножами
Рисунок 10 - фреза с прямым ножом
Фрезы прямыми лезвиями применяются при раскрое фанеры, создании пазов и чистовой обработки древесины (рисунок 10).
Компрессионные
Рисунок 11 - компрессионная фреза
Фреза компрессионная (со встречно направленными ножами) используется для раскроя слоистых материалов без образования сколов, как на верхней так и на нижней кромке реза. На компрессионных фрезах силы резания направлены на встречу друг другу и тем самым обеспечивают сжатие обрабатываемого материала, благодаря чему предотвращается образование сколов и расслоение (рисунок 11).
Данные фрезы предназначены для обработки ЛДСП, материалов с двухсторонним ламинированием, шпонированные панели, композиты из дерева, фанера.
Для рельефов и 3D-обработки
Эта группа фрез имеет общую особенность — сферическое окончание, которое позволяет формировать рельефные поверхности.
Фрезы со сферическим окончанием делятся на два вида :
· цилиндрические (режущая часть имеет форму цилиндра) (рисунок12); 
Рисунок 12 - коническая фреза
· конические (режущая часть в виде конуса)(рисунок13).
Рисунок 13 - цилиндрическая фреза
Принцип работы у них одинаковый, а преимущество конических проявляется в том, что они позволяют совместить сферу малого диаметра (точность мелкого рисунка) с большим хвостовиком, в следствии чего они обладают большей прочностью.
В силу этих особенностей, цилиндрические фрезы чаще используют для черновой обработки, а конические — для чистовой (или обработки за один проход, без черновой).
Обзор САМ систем
CAM — автоматизированная система, либо модуль автоматизированной системы, предназначенный для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ. Под термином понимаются как сам процесс компьютеризированной подготовки производства, так и программно-вычислительные комплексы, используемые инженерами-технологами.
Всего в мире насчитывается порядка 60 программных продуктов, относящихся к САМ системам, из них о два десятка представлены на отечественном рынке.
NX CAM
NX предоставляет полное программное решение для разработки управляющих программ для оборудования с ЧПУ (CAM), симуляции работы станков. Программное обеспечение NX успешно внедрено и используется во многих отраслях промышленности, его возможности для производства проверены в авиакосмической отрасли, автомобилестроении, в производстве медицинского оборудования, изготовлении пресс-форм и штампов, а также в сфере машиностроения.
FeatureCAM
FeatureCAM – это система для быстрой подготовки управляющих программ, основанная на распознавании типовых элементов (под определение «типовые элементы», «features», попадают такие геометрические объекты детали, как: отверстия, карманы, канавки, бобышки, стенки и т.д.).
Данная система предназначена для составления управляющих программ для широкой гаммы станков: токарных, фрезерных, токарно-фрезерных, электроэрозионных станков и обрабатывающих центров различного типа.
Преимущество FeatureCAM перед другими САМ-системами – высокая степень автоматизации принятия решений. В базе знаний системы заложены типовые технологии обработки различных элементов с рекомендуемым инструментом и режимами резания (типовые технологии и режимы можно настраивать под свое производство и традиции обработки).
ESPRIT
Высокопроизводительная система ESPRIT предлагает мощные средства для любого станка с ЧПУ. Функциональность ESPRIT обеспечивает программирование фрезерной обработки от 2-х до 5-ти осей, токарной обработки, электроэрозионной обработки от 2-х до 5-ти осей.
Функциональность ESPRIT включена в большинство стратегий обработки, что дает пользователю возможность фрезеровать твердые материалы на высоких режимах за минимальное время, с поддержкой постоянной нагрузки на инструмент и плавными перемещениями.
PowerMILL
PowerMILL - является основным пакетом в программной линейке Delcam. PowerMILL предназначен для разработки управляющих программ для 3-х и 5-ти осевых фрезерных станков с ЧПУ.
Обработка формообразующей оснастки - литьевые формы для металла и пластмасс, модельная оснастка и штампы по-прежнему самая сильная сторона PowerMILL. Здесь важно качество поверхности и отсутствие зарезов. Оптимизация программ и современные стратегии обработки, где не тратится время на холостые ходы, позволяют сократить время обработки по сравнению с традиционными подходами к программированию в других системах.
Переход от традиционного силового резания к высокоскоростному не только увеличивает производительность и качество обработки, но и продлевает срок службы станка и инструмента. PowerMILL была одной из первых систем, предложивших новый подход к программированию обработки. В настоящее время функционал в данной области значительно улучшился и расширился, в дополнение к имеющимся функциям высокоскоростного фрезерования добавилось так называемое вихревое фрезерование (Vortex технология), а также запатентованная технология DNA, которая позволяет на основе микротестов определить оптимальные технические возможности станка по обработке.
SprutCAM
SprutCAM – система генерации управляющих программ для обработки деталей на фрезерных, токарных, токарно-фрезерных, электроэрозионных станках, обрабатывающих центрах с ЧПУ и промышленных роботах. Функциональное наполнение системы содержит стратегии от 2.5-й индексной до 5-ти осевой непрерывной обработки.
SprutCAM обеспечивает возможность разработки управляющих программ для любых типов токарного и токарно-фрезерного оборудования. Поддерживаются схемы станков с любым расположением и количеством инструментальных систем. Менеджер синхронизации обработки позволяет получать УП для синхронной обработки несколькими исполнительными органами станка и несколькими промышленными роботами.
SheetCAM
SheetCam – CAM-пакет для подготовки G-кодов, для станков плазменного раскроя с числовым программным управлением (ЧПУ). SheetCam работает с основными CAM задачами фрезерования, гравировки, лазерной, гидроабразивной и газокислородной резки. Программа обладает необходимым набором функций для качественного и профессионального программирования обработки на станках с ЧПУ.
SheetCam Standard - пакет для создания УП - кодов.
В программе простой и интуитивно понятный интерфейс. Если в процессе создания УП были сделаны ошибки, это будет легко исправить, так как большинство ошибок автоматически распознаются программой, о которых пользователь будет проинформирован соответствующими сообщениями. Благодаря этому, можно быстро сможете достичь хороших результатов.
Станки с числовым программным управлением (ЧПУ)
Станки с ЧПУ должны обеспечивать высокие точность и скорость отработки перемещений, заданных УП, а также сохранить эту точность в заданных пределах при длительной эксплуатации. Конструкция станков с ЧПУ должна, как правило, обеспечивать совмещение различных видов обработки, автоматизацию загрузки и выгрузки деталей, автоматическое или дистанционное управление сменой инструмента, возможность встройки в общую автоматическую систему управления. Высокая точность обработки определяется точностью изготовления и жесткостью станка. В конструкциях станков с ЧПУ используют короткие кинематические цепи, что повышает статическую и динамическую жесткость станков. Для всех исполнительных органов применяют автономные приводы с минимально возможным числом механических передач. Эти приводы должны иметь высокое быстродействие. Точность станков с ЧПУ повышается в результате устранения зазоров в передаточных механизмах приводов, уменьшения потерь на трение в направляющих и механизмах, повышения виброустойчивости, снижения тепловых деформаций.
По технологическим признакам и возможностям станки с ЧПУ классифицируются практически так же, как универсальные станки, на базе которых изготовляется большинство станков с ЧПУ.
Токарные станки с ЧПУ предназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения, а также для нарезания наружной и внутренней резьбы.
Фрезерные станки с ЧПУ , предназначенные для обработки плоских и пространственных корпусных деталей, осуществляют следующие операции: плоское, ступенчатое и контурное фрезерование с нескольких сторон и под различными углами; сверление; растачивание; развертывание; нарезание резьбы и др.
Сверлильно-расточные станки с ЧПУ , предназначенные для обработки отверстий в деталях, выполняют сверление, рассверливание, зенкерование, растачивание, развертывание, обтачивание торцов, фрезерование, нарезание резьбы и др.
Шлифовальные станки с ЧПУ предназначены для шлифования наружных, внутренних и торцовых поверхностей деталей, имеющих прямолинейную и криволинейную форму образующих.
Многоцелевые станки с ЧПУ (обрабатывающие центры), предназначенные для комплексной обработки деталей за одну установку, выполняют практически все операции обработки резанием.
Электроэрозионные станки с ЧПУ предназначены для вырезания методом электроэрозии деталей сложного контура из токопроводящих материалов, обработка которых другими способами затруднена или невозможна. Обработка осуществляется непрерывно перемешающимся электродом-проволокой (из латуни, меди, молибдена, вольфрама) в среде керосина или воды с антикоррозионными присадками.