Обрабатывающие центры

Многооперационный обрабатывающий центр представляет собой станочный комплекс, способный выполнять токарную и фрезерную обработку трехмерных деталей. Широкие технологические возможности обеспечивает поворотный стол, большой диапазон скоростей и частот вращения, автоматическая подача необходимого инструмента непосредственно из встроенного магазина.

Такое оборудование обеспечивает полный технологический цикл от черновой до чистовой обработки множества поверхностей. Относительно высокая стоимость комплексного станочного оборудования компенсируется широкими техническими возможностями. Высокий производственный темп достигается за счет того, что отрабатываемые детали не нужно перемещать от станка к станку. Использовать обрабатывающий центр удобно там, где в результате совмещения нескольких технологических процессов обработки нужно получить на выходе полностью готовую деталь.

Технические характеристики обрабатывающих центров

Набор металлорежущих инструментов находится в специальном магазине или револьверной головке. Количество инструментов в запасе зависит от типа, модели и сложности станка и может составлять от минимальных 5-10 до нескольких десятков.

Еще одна особенность - наличие поворотного рабочего стола, а также делительного устройства. Обрабатываемые детали поворачиваются в автоматическом режиме, что дает возможность без переустановки выполнять необходимые работы со всех сторон под различными углами. В комплектацию некоторых моделей входят паллеты - дополнительные столы, а также автоматизированные системы, предназначенные для установки новых заготовок. Это существенно увеличивает производительность.

Высокую точность перемещения обрабатываемой детали по осям обеспечивает управляющая система на основе сервоприводов. В некоторых моделях она может быть дополнена лазерными или контактными системами, предназначенными для калибровки деталей, изменения инструмента, привязки их к координатам станка.

Большинство обрабатывающих центров оснащено трехмерной системой, которая перемещает инструмент относительно обрабатываемой заготовки. Для изготовления более сложных деталей требуется перемещения режущего инструмента по дополнительным осям. В этом случае работу выполняют четырех-, пяти- и шестикоординатные обрабатывающие центры.

Стоимость подобного технологического оборудования высока, но вполне оправдана, поскольку один ОЦ может заменить десяток универсальных станков и до пяти машин с ЧПУ.

Обрабатывающий центр FORT

Принципы работы обрабатывающего центра

Различают следующие виды ОЦ:

• вертикальные;
• горизонтальные;
• токарные.

Вертикальный ОЦ

В нем, в отличие от обыкновенного консольного фрезерного станка, по вертикальным направляющим колоннам перемещается шпиндель. Стол неподвижен и опирается на станину. Такая жесткая конструкция обеспечивает более высокую точность обработки.

В систему охлаждения жидкость поступает через шпиндель или внешние каналы на режущий инструмент и затем на заготовку. Охлаждение через шпиндель позволяет работать на повышенной скорости и показывает более высокую точность обработки.

Для замены режущего инструмента в вертикальном ОЦ используется барабан круглой формы. Емкость в пределах от 24 до 30 инструментов отграничена исключительно глубиной станка. Если же установить ленточный сменщик, то количество режущего инструмента можно увеличить.

Горизонтальный ОЦ

Такой станочный комплекс используется, если требуется отвод стружки и охлаждающей жидкости из зоны резания. Горизонтальный шпиндель обеспечивает следующие преимущества:

• стружка не заполняет зону обработки;
• противодействие вибрации;
• рабочий стол состоит из двух паллет, это позволяет существенно экономить время на установку заготовки и снятие готовой детали, что немаловажно при массовом производстве;
• поворотный стол обеспечивает обработку изделия со всех сторон;
• возможность установки гусеничного сменщика режущего инструмента. Лента с более чем двумя гусеничными колесами может иметь сложную форму при небольшом объеме. В результате количество режущего инструмента в горизонтальном ОЦ может достигать 120 единиц.

Токарный ОЦ

Чтобы обрабатываемые детали соответствовали заданным параметрам, в токарном ОЦ используется специальная оснастка:

• для предотвращения заклинивания - упорный наконечник;
• для фиксации полых торцов заготовки - грибовидный наконечник;
• для торцовки заготовки - полуцентр, который крепится к задней бабке.

Обработка на обрабатывающем центре

Вертикальные и горизонтальные обрабатывающие центры сочетают в себе функциональные возможности фрезерных и токарных станков. Это позволяет обрабатывать все поверхности, включая глухие пазы и торцы, сверлить отверстия, выполнять такие операции, как обработка ребер, снятие фасок, нарезка резьбы, обработка приливов и т. д.

Обрабатываемые заготовки могут быть изготовлены из самых различных материалов. Это не только традиционные цветные и черные металлы, дерево, но и композитные материалы, пластики, камень натуральный и искусственный, оргстекло и т. д.

На столе обрабатываемая заготовка крепится с помощью универсальной системы, обеспечивающей прецизионную точность. Запас хода рабочего стола обеспечивает простую загрузку обрабатываемой заготовки и быструю выгрузку готовой детали.

Обрабатывающие центры выполняют множество операций, но это вовсе не усложняет управление. Программное управление осуществляется посредством импортируемых STL-файлов. Вся электроника располагается на отдельной стойке, защищена от воздействия вибрации и перегрева. Вынесенный пульт управления обеспечивает безопасность и дистанционный доступ к функционалу.

Как выбрать оборудование

При выборе модели обрабатывающего центра следует полагаться на свои инженерные знания и опыт работы. В вашем распоряжении широкий модельный ряд технологического оборудования, из которого вы можете подобрать ОЦ в соответствии с технологической картой вашего производства. В ней должны быть указаны такие характеристики, как:

• технологические операции;
• последовательность их выполнения;
• как часто необходимо выполнять однотипные операции;
• сколько времени нужно для выполнения той или иной операции.

В этом плане читайте описание обрабатывающего центра и обращайте внимание на следующие его параметры:

Размер рабочей зоны позволяет определить габариты обрабатываемой заготовки. Здесь все понятно - для изготовления мелких деталей не нужен большой ОЦ. Достаточно малогабаритной модели с таким рабочим столом, чтобы его размер превышал размер обрабатываемой заготовки ровно настолько, сколько нужно для ее удобного закрепления. Если же стол вакуумный, то можно обойтись и без этого запаса.

Высота рабочего портала - это расстояние между кромкой инструмента и плоскостью рабочего стола. Немаловажен и диапазон хода шпинделя. Чем больше будут эти параметры, тем шире спектр размеров заготовок и, как следствие, готовых изделий.

Управление станком. Этот параметр определяет производительность:

• работа под непосредственном управлении ПК целесообразна при несерийном производстве единичных деталей. В этом случае в программу компьютера вносятся все необходимые для изготовления детали режимы - скорость подачи, чистота вращения и прочее;
• если производство изделий массовое, то нет нужды в изменении параметров рабочей программы. Для этого обрабатывающий центр должен быть оснащен специальными контроллерами. Для загрузки технологической информации используется флеш-накопитель памяти;
• самые совершенные системы управления предоставляют возможность изменения рабочих параметров в автоматическом режиме.

Характеристики работы шпинделя. Это:

• скорость вращения;
• плавность остановки, скорость разгона;
• уровень шума;
• мощность электрического двигателя привода;
• возможность замены инструмента в автоматическом режиме.

ОЦ с водяным охлаждением менее шумные и стоят дешевле. Для серийного производства на промышленных предприятиях используются ОЦ с воздушным охлаждением.

Комплектация. ОЦ даже одной модели могут различаться техническими характеристиками:

• мощность привода, от нее зависит максимальная масса детали;
• ход шпинделя;
• тип сменщика режущего инструмента, от этого зависит спектр выполняемых операций;
• тип рабочего стола;
• тип электрического двигателя.

Обязательно обратите внимание на параметры станины. Чем более она массивна, тем лучше будет гаситься вибрация. Для крупносерийного производства выбирайте станок с литой станиной. Для производства небольшого количества деталей подойдет станок на цельносварной раме.

Обрабатывающий центр OKUMA