Автоматичен струг и неговите характеристики. Автоматичен струг с многошпинделно надлъжно струговане с CNC. Производство и обработка на детайли на автоматични стругове

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-07 20:56

Стругът е специална машина, обработката на частите на която се извършва без участието на работник. Този тип оборудване е по-скъпо от обикновено. Въпреки това, той също се счита за по-удобен за използване. Всички операции на такива машини се извършват автоматично. Работникът следи само зареждането на заготовките и контролира качеството на произведените части.

Разновидности на машинните инструменти

Има няколко вида такова оборудване. Частите могат да се произвеждат на едношпинделни или многошпинделни автоматични машини. Структурно те се различават малко. Единствената разлика е, че при оборудване като едношпинделни стругове струговането се извършва само с един работен инструмент. Има няколко от тях в дизайна на многошпинделни машини. Според вида на детайлите всички стругове се делят на:

• нарязване на винт;
• въртележка;
• обръщане на лицето;
• обръщане-фрезоване;
• завъртане на купола;
• надлъжно завъртане.

Винторежещи машини се използват за извършване на всички видове стругови операции, въртележка - за обработка на детайли с голяма маса. Машините за челно струговане се използват за струговане на цилиндрични, челни и конични продукти. За обработка на релефа се използва фрезово оборудване. Струговете с купол се използват за производството на части със сложна форма. За какво са предназначени машините с надлъжно сечение и какви са характеристиките на техния дизайн, ще обсъдим подробно по-долу.

Присвояване на автоматични стругове

Както при конвенционалните машини, този тип оборудване извършва работа като:

• надлъжно струговане на цилиндрични и стъпаловидни повърхности;
• обработка на външен скос;
• набраздяване, лице и рамо;
• пробивни дупки;
• пробиване;
• рязане на резба;
• нарез;
• завъртане на профил.

Общи характеристики на дизайна

Всички автоматични и полуавтоматични стругове, както и конвенционалните машини, са проектирани да отстраняват определени части от детайла, докато въртят последния. По дизайн различните видове това оборудване могат да се различават значително. Въпреки това, основните характеристики за повечето типове са общи. Дизайнът на всеки струг включва: легло,предна и задна бабка, карета. Последният е предназначен да държи инструмента и да го движи в правилната посока. Специален механизъм за подаване е отговорен за този процес.

Върху главата на такова оборудване като автоматичен струг, шпиндел и механизъм за промяна на скоростта са прикрепени. Той е фиксиран много здраво, тъй като може да причини вибрации, които се предават на детайла и да намалят качеството на готовата част. Шпинделът в главната баба е фиксиран върху лагери и оборудван със специални затягащи устройства (примки или патронници). Задвижва се от отделен електродвигател през скоростна кутия.

Легата в струговете могат да се използват различни (обърнати, V-образни, плоски). Този конструктивен елемент трябва да бъде разположен възможно най-точно. Всякакви отклонения водят до значително намаляване на качеството на произвежданите продукти.

Задната баба се използва за поддържане на дълги детайли по време на завъртане. Обикновено се намира по протежение на масата и се фиксира в най-удобната позиция за производство на детайла.

Струговете могат да бъдат автоматизирани с помощта на контролер или механично командно устройство. Оборудването от този тип се различава от обикновените машини с ЦПУ по това, че детайлите в този случай също се подават автоматично за обработка. CNC такива машини могат да бъдат оборудвани допълнително.

Разликата между автоматичните машини и конвенционалните машини

Работите върху машини от този тип могат да се извършват по същия начин, както при обикновеното стругово оборудване. Разликата се състои във факта, че завъртането на частина автоматични машини се прави по строго зададен цикъл. На конвенционална машина работникът, след като завърши производството на една част, може незабавно да започне да върти друга. На машината смяната на гърбицата отнема няколко часа, а подготовката за нея отнема няколко дни.

Използвайте зоната

Автоматичните стругове са много по-продуктивни от конвенционалните машини. Тъй като честите им смени водят до загуба на време за производство, това оборудване обикновено се използва в мащабно производство. Освен това, тъй като такова оборудване е доста скъпо, препоръчително е да се използва само ако има нужда от производство на части с много сложни форми с голям брой преходи. Много често предприятията използват високоспециализирани машини от този тип, предназначени да произвеждат една част или малка група продукти.

Многошпинделни машини

Този вид оборудване за автоматично струговане се използва във фабриките за масово производство на части с различни форми и размери. По този начин такива машини се различават от едношпинделните машини, които се използват основно за производство на серийни идентични продукти. Има два вида такива машини:

• Хоризонтално. Основното предимство на такива машини е удобството при зареждане на изходния материал. Следователно те се използват там, където се използва непрекъснато подаване на прът.
• Вертикален. Предимството на многошпинделните машини от този сорт са малките размери. Поставя оборудване на закритотози тип не отнема твърде много.

Многошпинделен автоматичен струг понякога може да се използва в дребномащабно производство. Но само ако е оборудван с CNC.

Машини за надлъжно струговане

Оборудването от този тип напоследък става все по-популярно. Машините за надлъжно струговане се използват за производството на предимно малки детайли с много сложна форма. Отличителна черта на техния дизайн е наличието на подвижен шпиндел. Типът скоба в такива машини се използва цанга. Противошпинделът в машините с плъзгаща глава е монтиран на високоточни линейни водачи.

Особенност на машините от този сорт, наред с други неща, са малките размери. Тяхната работна площ също не е твърде обширна. Машините от този тип обикновено работят с много висока скорост.

Автоматичният струг с надлъжно завъртане може да се използва както в масово, така и в масово производство на части. Най-често оборудването от този тип се използва в оптичната, електрическата и инструменталната индустрия. Фрезите в такива машини са монтирани в шублери и се движат само в хоризонтална посока. В производството се използват машини за надлъжно струговане, както едношпинделни, така и многошпинделни.

Автоматичният струг с плъзгане на завъртане е проектиран да извършва операции като:

• стъпки за завъртане;
• набраздяване и конус;
• скучноплитки дупки;
• обработка на оформени повърхности;
• резба вътрешно и външно;
• пробиване на дупки;
• набраздяване на външни повърхности;
• слотове за винтове;
• пробиване.

Повърхностите на автоматични машини от този тип могат да се обработват много различни: конични, цилиндрични, стъпаловидни и др. За разширяване на възможностите на машините за надлъжно струговане се използват всякакви допълнителни устройства. Например, използването на скоростни лостове намалява износването на гърбиците и бутащите обувки.

Дизайн характеристики на машини за надлъжно струговане

Главата на такива машини е фиксирана в горната равнина на леглото. Пред него има специална плоча, предназначена за инсталиране на допълнителни устройства. В горната му равнина е монтиран вертикален шублер, а отзад е монтиран люлеещ се ограничител. Оборудване като надлъжен струг се управлява от система от гърбици и разпределителни валове, фиксирани в рамката.

Основни предимства

Предимствата на машините за надлъжно струговане включват основно:

• възможност за получаване на оформени и конични повърхности при използване на призматични фрези;
• гладка качествена повърхност на завършен продукт;
• възможност за фрезоване както по оста на детайла, така и напречнотя;
• способност за въртене на малки числа, знаци и букви.

Обработването на части на автоматични стругове от този тип може да се извърши с максимална прецизност.

Принцип на работа

В процеса на обработка на изходния материал на такива машини се дава не само ротационно движение, както при конвенционалните, но и транслационно - по оста. Самите фрези в оборудване като стругове с плъзгащи се прътове се движат само перпендикулярно на шината. Радиалните сили, възникващи по време на процеса на обработка, се поемат от стабилния покой. Това елиминира всички видове вибрации и отклонения и съответно гарантира висока точност на обработка.

Цикълът на движение на главата и инструментите в автоматичните машини за надлъжно струговане се задава от гърбици, настроени специално за тази конкретна част. Последните са монтирани на специален вал, чийто брой обороти може да варира дори при постоянна скорост на шпиндела.

Поддръжка на швейцарски машини

При работа този тип машина е проста. Въпреки това, разбира се, те изискват известна грижа. Например, за да функционира безпроблемно охладителната система, тя трябва периодично да се сменя маслото. Препоръчва се също месечно изплакване на течната вана. Дизайнът на охладителната система включва и филтър, който трябва да се почиства със същата честота. Тези препоръки трябва да се спазват. Ремонтът на струг е скъп.

CNC машини

Както вече споменахме, машините, предназначени за производство на метални части, могат да бъдат допълнително оборудвани с CNC. Такива системи за управление обикновено се използват, ако автоматичният струг е предназначен за производство на части в масово или дребно производство. Софтуерът, използван в CNC позволява:

• автоматизирайте процеса на обработка;
• подобрете качеството на машинно обработените части;
• значително намаляване на времето за настройка на машината.

Различните типове задвижвания и преобразуватели в CNC се използват цифрови. Те са електрически двигатели, които работят с променлив или постоянен ток. При използване на ЦПУ в кинематичната схема на машината са вградени специални сензори. Работният инструмент в машините, оборудвани с ЦПУ, се използва максимално издръжлив, тъй като работят с много висока скорост и производителност. Основната структура на такива машини трябва да бъде изключително твърда.

CNC многошпинделна надлъжно стругова машина

Всъщност самият цифров софтуер не е нищо повече от компютърна система със специален софтуер, инсталиран на него, който управлява задвижванията на машината. Обикновено стандартното оборудване на машините с ЦПУ е както следва:

• шпиндел;
• охладителна система;
• брояч шпиндел;
• осветление за работната зона;
• сензор за изхвърляне на машината;
• променлива на ръкава;
• специално устройство за получаване на готови продукти;
• инструменти за външно и вътрешно струговане;
• предни и напречно задвижвани инструменти;
• самата CNC система.

Прости стругове с многошпинделно надлъжно струговане без ЦПУ се използват главно за масово производство на голям брой различни видове малки детайли, най-често дълги и малки сечения, сложни форми. Последните обикновено служат като конструктивни елементи на съвременно медицинско и лабораторно оборудване, електроника, часовници и др.

Инсталирането на CNC на такива машини също ви позволява да произвеждате голям брой продукти, но не еднакви, а различни форми (тоест на малки партиди). Обикновените автомати най-често се настройват да произвеждат определена част и то само веднъж. Факт е, че механичното "препрограмиране" на този тип оборудване, както вече споменахме, е изключително сложна и продължителна процедура. Престоят на производството по време на смяната силно влияе върху неговата рентабилност. Следователно използването на конвенционални машини за производство на малки партиди от части с различни форми се счита за неподходящо.

CNC инсталацията помага за решаването на този проблем и съчетаването на предимствата на машината с възможността за разширяване на гамата от произвеждани продукти. Ако машината има система за цифрово управление, можете да я преконфигуриратемного бързо. Например смяната на режещата вложка се извършва директно върху самата машина, без да се сваля държача. За да промените скоростта на въртене на инструментите и реда на тяхната работа, трябва само да въведете определени стойности в прозореца на програмата на компютъра с ЦПУ.

Производство на части на CNC стругове: характеристики

Участието на работника при използване на машини от този тип е сведено до минимум. Всичко, което се изисква от специалист, е да следи безпроблемната работа на оборудването. Разбира се, качеството на продуктите в този случай директно зависи от точността на настройка на машината. Следователно NC програмите трябва да бъдат възможно най-внимателни.

Основната задача на онези индустрии, които използват оборудване като CNC автоматични стругове за надлъжно струговане, е да произвеждат части с точно определени параметри и в същото време ниска цена. Пръчките, използвани като изходен материал на такива машини, обикновено нямат много геометрична форма (дори калибрирани). В този случай всички грешки и неточности могат лесно да бъдат прехвърлени към завършената част. В крайна сметка работните инструменти, разбира се, не могат произволно да променят позицията си или скоростта на въртене без човешка намеса. Тази характеристика на рязане на автоматични машини се нарича "наследственост" и е основният проблем за техническите програмисти на предприятията. Обикновено се решава чрез намаляване на скоростта на режимите на обработка по цялата дължина на рязане. Което, разбира се, води до увеличаване на цената на продуктите поради увеличаване на разходите за време.

Междувременно е възможно да се отървете от "наследствеността" с минимални загуби с помощта на специални модерни CNC приложни програми, разработени, като се вземат предвид динамичните характеристики на системата за обработка, която я определя. Използването им ви позволява да зададете най-точния режим на рязане с намаляване на загубата на време с повече от два пъти.

Водещи марки

По този начин, правилното регулиране на швейцарския тип струг с помощта на CNC програми ви позволява да направите производството на малки части възможно най-изгодно. Но разбира се, само ако самото оборудване е с високо качество. Ремонтът на автоматични машини за надлъжно струговане с ЦПУ е сложен, скъп и отнема много време. Следователно изборът на такива машини е много сериозен и отговорен въпрос.

Когато купувате оборудване като автоматичен струг, преди всичко трябва да обърнете внимание на неговия производител. Например, многошпинделните надлъжни стругови машини с ЦПУ на следните марки заслужават добри отзиви:

• Tornos от поредицата MultiSwiss.
• LA155F30.
• HJM SQC38.

Торнос машини

Предимствата на серията машини MultiSwiss включват преди всичко висока производителност и относително опростен дизайн. Многошпинделният CNC струг Tornos е доста лесен и бърз за настройка и преконфигуриране. За да работите на такава машина, не е необходимо да сте специалист по многошпинделни машини. Контролпроизведени изцяло от CNC. Техническите характеристики на машините от тази линия са представени в таблицата.

Параметър	Значение
Брой носачи за инструменти	7 бр.
Максимален диаметър на шината	14mm
Максимална дължина на детайла	40mm
Брой шпиндели	6 бр.
Максимална скорост на шпиндела	8000 rpm
Мощност	5,6 kW
Максимален въртящ момент	7,5 Nm
Брой брояч на шпиндели	1 бр.
Максимална скорост на шпиндела	8000 rpm
Мощност на брояча	5 kW
CNC система	Fanuc
Тегло на машината	7000 кг
Размери	1440x5920x2120mm

модели LA155F30

Тришпинделните автоматични стругове от тази марка принадлежат към класа на точност "B". Основните предимства на машините LA155F30 са надеждност и дълъг експлоатационен живот. Дори след дълго времеизползването на тези машини ви позволява да обработвате части с максимална прецизност. В допълнение, машините LA155F30 не са твърде скъпи и имат възможност за поддръжка.

Характеристиките на автоматичните стругове на този производител са както следва:

• диаметър на обработената лента мин/макс - 6/16 mm;
• максимална дължина на продукта - 160 мм;
• главна скорост на шпиндела - 80-8000rpm;
• мощност на електродвигателя - 5,5 kW;
• тегло на машината - 2270 кг;
• размери с приставки - 5600x900x1720 mm.

HJM SQC38 машини

Многошпинделният автоматичен струг на тази марка също гарантира максимална прецизност при обработката на части. Това оборудване е предназначено за високоскоростна обработка на детайли (надлъжно струговане и фрезоване). По-долу са спецификациите на HJM SQC38.

Параметър	Значение
Брой задвижвани инструменти	6 бр.
Максимален диаметър на шината	38mm
Максимална дължина на продукта	210 мм
Скорост на инструмента	4000 об/мин
Скорост на шпиндела	8000 rpm
Тегло на машината	4500 кг
Размери	2100x1450x1700 mm

Заключение

По този начин съвременните CNC машини за надлъжно струговане са много удобно, продуктивно и в повечето случаи надеждно оборудване. Най-важното в работата му е да използва най-внимателния софтуер. Това ще увеличи рентабилността на производството и ще произвежда качествени продукти с точни размери.