Сверлильный станок чпу по металлу. Координатно-сверлильный станок с чпу

Портальный сверлильно-фрезерный станок с ЧПУ применяется для сверления, нарезания резьбы и фрезерования. Оснащён как внешней подачей смазывающе-охлаждающей жидкости, так и подачей СОЖ через инструмент. Используется, в основном, для обработки фланцев, теплообменников и трубных досок. может использоваться в массовом производстве различных деталей.

Конструкция

Координатно-сверлильный станок с ЧПУ состоит из станины с продольными направляющими, по которым перемещается портал с суппортом, на котором закреплена вертикальная сверлильная шпиндельная головка. Станок оснащён основным и вспомогательным рабочим столом, трёхкулачковым гидравлическим зажимом, конвейером для стружки, гидравлической системой, системой подачи СОЖ, централизованной системой смазки, системой управления с осевыми приводами, пневматической системой и т. д. В базовой версии координатно-сверлильный станок с ЧПУ оснащается одним сверлильным шпинделем. По заказу на станок устанавливается до 4-х вертикальных сверлильных шпинделей для увеличения производительности.

Преимущества

Координатно-сверлильный станок с ЧПУ с неподвижным столом и подвижным порталом значительно экономит место по сравнению с машинами с подвижным столом. Станина станка сварная. Благодаря применению технологии искусственного старения сварной станины обеспечивается стабильность и точность работы машины. Усиленный портал значительно повышает жесткость всей системы, обеспечивая значительные скорости резания. Рабочий стол оснащен поперечными Т-образными пазами для фиксации зажимных инструментов и заготовок.

Шпиндель

Координатно-сверлильный станок с ЧПУ оснащён шпинделем с двигателем мощностью 37 кВт. По заказу можно установить шпиндель мощностью до 56 кВт и дополнительные - до 4-х штук - шпиндели. Прецизионный шпиндель ВТ50 с внутренним охлаждением вращается со скоростью от 30 до 3000 мин-1.

Пульт управления с маховичком

Пульт управления с маховичком позволяет вручную установить положение шпинделя для сверлении первого отверстия. Это ускоряет всю процедуру для отверстий одинакового диаметра. Это экономит много времени, повышая эффективность производства. Кроме того, при помощи пульта с маховичком можно осуществлять следующие функции: с его помощью можно ломать стружку, он позволяет удалять стружку, делать паузу в обработке и предотвращает поломку сверла.

Оптическое устройство поиска края заготовки

Координатно-сверлильный станок с ЧПУ оснащён оптическим устройством поиска края заготовки, которое позволяет легко определять положение края детали в автоматическом режиме.

Система ЧПУ SIEMENS 808D

На портальную сверлильную машину устанавливается система ЧПУ SIMENS 808D (Германия) с ЖК-экраном и интерфейсом RS232. Координаты сверления могут задаваться прямым преобразованием CAD / CAM или при помощи диалогового интерфейса. Система ЧПУ позволяет компенсировать ошибки, обладает функцией автоматической сигнализации и т.д. Отверстия в заготовке могут автоматически повторяться. Благодаря функции предварительного просмотра и повторной проверки положения отверстия перед сверлением машиной управлять очень просто.

Лучшие комплектующие

Для гарантирования точной и стабильной работы все важные комплектующие портальной сверлильной машины, такие как точный шпиндель, ШВП, роликовые линейные направляющие, система ЧПУ и сервопривода, гидравлический насос, клапана и т. д., используются только от лучших известных мировых брендов.

Сверлильные станки с ЧПУ предназначены для сверления заготовок с высокой точностью и производительностью. Используются в дерево-, металлообрабатывающих мастерских, при производстве различных деталей любых видов сложности, а также в других сферах промышленности.

Сверлильный станок с ЧПУ

Сверлильные станки с ЧПУ используются для выполнения операций по обработке заготовок из различных материалов: сверления, подготовки отверстий под монтаж креплений или фиксации деталей. Применяются в мелко- и крупносерийном производстве корпусных или рамных конструкций.

Устройство и принцип работы

Станки состоят из следующих компонентов:

• стального или чугунного основания;
• рабочего стола с перемещаемой координатной плоскостью;
• шаговых двигателей для позиционирования стола;
• револьверной головки для крепления свёрл;
• суппорта;
• несущей колонны;
• электродвигателя;
• коробки переключения скоростей вращения шпинделя;
• подвесного пульта управления;
• блока с ЧПУ;
• предохранительного стекла;
• системы охлаждения.

Также возможно расширение функций оборудования под решение специфических задач:

• поворотные или наклонные механизмы рабочих столов;
• установку патронов резьбонарезного типа;
• монтаж навесных кондукторов;
• замену стандартных патронов на быстросъёмные или револьверные;
• поворотной колонны.

Для программирования ЧПУ могут использоваться следующие методы:

• набор программы через интерфейс управления;
• установка перфокарт, применение перфолент или других запоминающих устройств;
• изменение положения специальных переключателей или применения упоров.

Работа оборудования сверлильного типа с ЧПУ основана на следующих принципах:

1. Программируется ЧПУ или используются предустановленные настройки.
2. Оператор устанавливает заготовку, определяет её координаты размещения на рабочем столе.
3. Последовательно вводятся координаты в программу.
4. Программа рассчитывает траекторию перемещения инструмента или рабочего стола при запуске процесса обработки.
5. Устанавливаются свёрла, фиксируются. Обязательно выбирается правильное их положение внутри патронов.
6. Запускается программа на выполнение. Начинают работать механические узлы.
7. Сверло позиционируется над заданной программой точкой, выполняется обработка заготовки.
8. После завершения обработки, рабочий инструмент перемещается в исходное положение.
9. На управляющем дисплее выдаётся сообщение о завершении всех задач. Далее нужно заменить деталь на заготовку, выбрать программу, выполнить последовательно весь алгоритм заново.

Технические характеристики

Основные технические характеристики:

• максимальный диаметр устанавливаемых свёрл - 63 мм;
• размеры рабочего стола - 1,2х1,2 м;
• предельные нагрузки заготовок - до 5 тонн;
• частота вращения шпинделя - от 16 до 2000 об/мин;
• скорость позиционирования сверла в плоскости - до 10 тыс. мм/мин, а по вертикали - до 3 тыс. об/мин;
• мощность двигателей - до 10 кВт;
• питание - от одно- или трёхфазной сети.

Разновидности

Выпускаются следующие виды устройств с программным управлением:

• горизонтально- или вертикально-сверлильные станки с ЧПУ для создания глубоких отверстий внутри деталей;
• центровальные, которые используются для просверливания торцевых отверстий в заготовках;
• радиально-сверлильные, применяемые для обработки крупных деталей в тяжёлой промышленности.

Координатно-сверлильный станок ЧПУ по металлу по количеству шпинделей бывает:

• одношпиндельным, который используется для просверливания отверстия определённого диаметра;
• многошпиндельным, позволяющим за один техпроцесс сверлить в деталях несколько отверстий различного диаметра.

Координатно сверлильный станок с ЧПУ

Принципы выбора

Выбор станков необходимо выполнять на основе следующих критериев:

• мощности силового агрегата;
• функциональных возможностей сверления - поворотный стол, крепление одного или набора свёрл, скорость позиционирования рабочего инструмента;
• технических характеристик координатной площадки - размеров, предельно допустимой нагрузки;
• частоты вращения головки со сверлом;
• типа установленной системы охлаждения, метода подачи жидкости;
• параметров перемещения рабочего инструмента над столом, определяющих допустимые размеры для обрабатываемых деталей;
• точности позиционирования;
• характеристик ЧПУ, удобства управления, программирования, ввода данных;
• стоимости оборудования;
• длительности гарантийного срока;
• сложности обслуживаний, ремонтов, наличия в продаже расходных материалов.

Эксплуатация

Станки для сверления, оснащённые ЧПУ, необходимо эксплуатировать в соответствии со следующими требованиями:

• разрешена установка только внутри отапливаемых помещений с оптимальным уровнем влажности;
• допустима обработка заготовок, которые отвечают требованиям производителя конкретной модели;
• все узлы, механизмы нужно поддерживать в чистоте, своевременно смазывать, обслуживать, следить за состоянием, выполнять замену, не допуская критических повреждений;
• перед выполнением работ следует убедиться в полной работоспособности всех агрегатов, проверить наличие защитных экранов, способность станка отключаться в случае аварийных ситуаций;
• в случае обнаружения неисправностей, недопустимо обрабатывать заготовки;
• недопустимо выполнять сверление деталей из материалов, не подходящих под параметры установленных свёрл;
• в случае прекращения подачи охлаждающей жидкости или масел для смазки механизмов нужно прекратить работу станка для устранения неисправностей;
• после начала выполнения программы ЧПУ запрещается прикасаться к вращающимся или движимым узлам.

Преимущества и недостатки

К преимуществам сверлильных станков относятся:

• точное позиционирование сверла над поверхностью детали;
• многоступенчатая обработка;
• регулировка крутящего момента, скорости оборотов, хода сверла вдоль осевой линии;
• сверление под различными углами;
• простота программирования ЧПУ, смены программ для выполнения различных производственных задач;
• автоматический контроль текущего состояния станка;
• высокая надёжность механических частей;
• защита от перегрева сверла;
• высокий ресурс узлов и механизмов;
• много различных моделей, позволяющих перемещать шпиндель со сверлом над рабочим столом либо наоборот;
• простота в эксплуатации, обслуживании, ремонте;
• высокая производительность труда;
• безопасность в работе по причине отсутствия контактов с опасными механическими узлами.

Недостатки станков с ЧПУ для сверления:

• высокая стоимость оборудования;
• большие габариты и масса;
• для работы требуется обученный персонал - операторы, наладчики.

Качественное изготовление деталей

Производители и стоимость

Модели сверлильных станков с ЧПУ выпускаются на следующих предприятиях:

• ОАО «Астраханский станкостроительный завод»;
• ЗАО «КомТех-Плюс»;
• ОАО «Стерлитакамский станкостроительный завод»;
• Завод «ПромСтройМаш»;
• ОАО «Рязанский станкостроительный завод»;
• ОАО «Кировский станкостроительный завод».

Стоимость станков в зависимости от их типов следующая:

• профессиональные радиально-сверлильные настольные - от 120 тыс. руб.;
• радиально-сверлильные для ответственных работ - от 150 тыс. руб.;
• тяжёлые промышленные - от 400 тыс. руб.;
• радиально-сверлильные промышленные с вращаемой на 360 0 опорой - от 1 млн. 100 тыс. руб.

Станки в зависимости от моделей могут отличаться спецификой работы, взаимодействия с оператором, а также иметь другие особенности. Однако основной принцип обработки заготовок сохраняется.

Сверлильные станки с блоком ЧПУ предназначены для автоматизации процесса формирования сквозных и глухих отверстий, зенкования, развертки. Они отличаются от аналогичного оборудования высокой скоростью выполнения операций, а также возможностью оперативной переналадки для обработки деталей различной конфигурации.

Виды станков и их конструктивные особенности

Наличие цифрового программного управления в оборудовании вносит коррективы в конструкцию и компоновку. Сверлильные станки этого типа имеют дополнительный функционал и могут использоваться для поточного производства.

Главным отличием является подвижный рабочий стол. С помощью системы подач он может изменять свое положение в горизонтальной (продольной и поперечном направлении) и вертикальной плоскости. Это осуществляется с помощью шаговых двигателей или сервоприводов, соединенных с электронным блоком управления. Таким образом достигается максимальный показатель автоматизации работы сверлильного оборудования с ЧПУ.

Существуют следующие конструктивные особенности, характерные для этого типа оборудования:

• расположение шпинделя – вертикальное или радиальное. Чаще всего встречаются модели с вертикальным шпинделем и возможностью поворота рабочего головки;
• исполнение – настольное или напольное. Для обработки массивных заготовок с большими габаритами необходим хороший показатель устойчивости. Его могут обеспечить только напольные модели;
• револьверные головки. Они дают возможность применять несколько типов сверл без смены каждой. Изменение положения конкретного сверла происходит за счет смещения головки;
• количество шпинделей. Для одновременной обработки заготовки в сложных станках предусмотрены несколько шпинделей.

Функционирование рабочей головки и координатного стола выполняется с помощью блока ЧПУ, установленного в оборудование. Современные модели имеют электронный блок управления с возможностью подключения к компьютеру. Это дает возможность оперативно составлять программы для обработки без промежуточного задействования станка. В дальнейшем достаточно загрузить ПК в блок управления и протестировать ее.

Аналогом револьверной головки является инструментальный магазин. Этот блок предназначен для атомической смены режущего инструмента в процессе обработки материалов.

Основанные технические характеристики

Определяющими характеристиками сверлильных станков с ЧПУ являются набор функций, параметры электронного блока управления и требования к заготовкам. Для ознакомления с ними необходимо изучить паспорт оборудования.

В зависимости от материалов обработки сверлильные станки с ЧПУ могут выполнять формирование отверстий в деревянных или металлических заготовках. Для выполнения этих операций в оборудовании предусмотрены дополнительные узлы. Для металлообработки есть блок подачи охлаждающей жидкости и емкость для сбора металлической стружки и пыли. Во время сверления деревянных изделий побочные продукты удаляются с помощью воздушной вентиляции.

Но несмотря на эти отличия оборудование этого класса имеет ряд общих технических параметров:

• параметры подач рабочего стола – максимальные показатели перемещения и скорость выполнения этих операций;
• частоты вращения шпиндельной головки;
• номинальная мощность силовой установки главного привода;
• допустимые габариты и вес обрабатываемой детали;
• конструкция головки для установки сверла — классическая, револьверная или инструментальная;
• способ подачи СОЖ. Для металлообрабатывающего оборудования оптимальным вариантом является подача охлаждающей жидкости через сверлильный инструмент;
• точность позиционирования. Для повышения этого параметра в оборудовании применяются гидравлические цилиндры. С их помощью выполняется надежная фиксация детали на рабочем столе;
• размеры рабочего стола и возможность установки дополнительной конструкции для обработки больших заготовок;
• параметры ЧПУ – тип управления, способы ввода информации, приборы индикации.

Оборудование этого типа может работать в автоматическом или полуавтоматическом режимах. В первом случае операции выполняются без участия работника. Во втором – после каждого цикла необходимо ввести подвергающую команду для продолжения обработки.

В видеоматериале можно посмотреть пример работы многофункционального оборудования:

Сверлильный станок с ЧПУ - это программно-управляемое оборудование для создания и обработки отверстий в корпусных и плоскостных деталях из различных материалов.

Список синонимов:

• Станок для сверления с ЧПУ;
• Сверлильный автомат;
• Автоматический сверлильный станок;
• Сверлильное оборудование с ЧПУ.

Станки сверлильно-расточной группы обладают универсальными возможностями и работают с широким диапазоном формообразующих режущих инструментов (сверла, метчики и т.д.). Это позволяет совершать такие технологические операции, как:

Основной и вспомогательный инструмент для сверлильного оборудования

Сверление - создание сквозных и полусквозных отверстий в заготовках при помощи поступательно-вращательного движения режущего инструмента. Богатый выбор диаметров сверл и материалов, из которых они изготовлены, позволяет использовать сверлильные аппараты для работы с поверхностями практически любой плотности.

Зенкерование (расточка) - полуфинишная обработка просверленных отверстий при помощи специального инструмента (зенкера). Операция проводится с целью увеличения диаметра и улучшения качества внутренней поверхности просверленных отверстий.

Развертывание - процесс по своему назначению сходный с зенкерованием. Используется для чистовой, т.е., окончательной обработки отверстий. Развертка снимает металл малыми слоями (0,02-0,4 мм), в результате чего параметры точности, гладкости и правильности формы отверстий становятся идеальными.

Нарезание внутренней резьбы - операция, которая производится с использованием метчиков для дальнейшего резьбового соединения заготовок. Метчик - стержневидный инструмент из твердостплавной стали с заостренными бороздками, которые при вращении приспособления прорезают резьбу на внутренней стенке отверстия.

В отличие от станков с ручным управлением, сверлильное оборудование с системой ЧПУ обладает целым рядом преимуществ:

• повышенная точность сверления отверстий;
• высокая скорость выполнения работы;
• прогнозируемость длительности и времени окончания рабочего процесса;
• минимизация брака.

В виду высоких качественных и экономических показателей, без программно-управляемого сверлильного оборудования не обходится ни одно средне- и крупносерийное промышленное производство. Сверлильно-расточные станки можно встретить во всех производственных и ремонтно-сборочных цехах, в частности:

• на предприятиях авиационной промышленности;
• в машиностроении и судостроении;
• в секторе станкостроения;
• в приборостроительной отрасли.

Классификация сверлильного оборудования с ЧПУ

Сверлильный станок с числовым программным управлением

При всем многообразии моделей, автоматические станки для сверления можно классифицировать по нескольким важным параметрам:

Положение шпиндельной головки

• вертикальные - станина со шпиндельной головкой расположена вертикально относительно стола. Наиболее удобный, многофункциональный и часто используемый тип сверлильных станков. Большинство моделей имеет поворотную рабочую головку с возможностью одновременной установки нескольких режущих инструментов. Диаметр сверления на таких станках может доходить до 75 мм.
• радиальные - самые сложные и многофункциональные станки, позволяющие обрабатывать заготовки в трех плоскостях. Шпиндельная головка расположена на треверсе, которая свободно перемещается в вертикальной плоскости. При этом несущая колонна станка может поворачиваться на 360 градусов.

Степень универсальности

• специальные - выполняют только одну-две операции в определенном типе заготовки и, как правило, не могут быть перенастроены на выполнение других работ;
• специализированные - оборудование, которые позволяет совершать ограниченное количество одновременных операций в определенных видах заготовок. Чаще всего используются для глубокого сверления, но могут выполнять и другие манипуляции, так как оборудуются большим количеством инструментов и приспособлений.
• универсальные - наиболее часто встречаемые станки в массовом производстве. Работают с широким диапазоном операций по металлу: высверливание, зенкерование, зенкование, создание лево- и правосторонней резьбы и т.д.

Количество шпинделей

• одношпиндельные - для работы с одним инструментом;
• многошпиндельные - для поэтапной обработки отверстия различным инструментом, который вступает в работу автоматически, без потери времени на ручную замену.

Также станки могут классифицироваться по подвижности стола, максимальному диаметру сверления (до 75 мм), частоте вращения шпинделя (2000 — 3000 об/мин) и т.д.

В числе ведущих производителей сверлильного оборудования с ЧПУ:

• DMC (Южная Корея)
• Weida (Китай)
• Spinner (Германия)
• Realmeca (Франция)

С ЧПУ, в отличие от обычных моделей, управляются посредством специальной программы, которая содержит все параметры выполняемой обработки. При помощи станков данного типа можно обрабатывать детали фланцевого, корпусного и плоскостного типа, используя для этого режущий инструмент различного назначения (сверла, развертки, зенкеры и прочее). На большинстве станков, оснащенных системой ЧПУ, можно с высокой точностью выполнять весь комплекс сверлильно-фрезерных операций с заготовками различной формы.

Разновидности сверлильных станков с ЧПУ

На современном рынке представлен обширный ассортимент с системой ЧПУ. Так, для приобретения в соответствии с потребностями конкретного производства сегодня доступны:

• станки с ЧПУ вертикально- и горизонтально-сверлильной группы;
• оборудование с одной шпиндельной головкой или их набором;
• аппараты, на которых инструмент сменяется вручную, применяются или специальные инструментальные магазины;
• многооперационный с ЧПУ, эффективно используемый для комплексной обработки заготовок, отличающихся даже сложной конфигурацией.

Станками, послужившими основой для создания 1-го поколения оборудования с ЧПУ, стали модели 2Н118, 2Н135, а также станок радиально-сверлильной группы 2Н55. Изначально автоматизация сверлильных станков происходила за счет установки координатных столов, позволявших автоматически располагать заготовку относительно режущего инструмента по двум координатам. На таких сверлильных станках была реализована технология обработки в полуавтоматическом режиме, параметры которой задавались при помощи штекерной панели или кулачковых механизмов (глубина обработки заготовки), сменой режимов работы режущего инструмента.

Координатно-сверлильный станок с ЧПУ модели 2550ОС1000МФ4, выпускавшийся в 80-ые года прошлого века

Это поколение автоматизированных сверлильных станков не устраивало производителей своими технологическими возможностями, поэтому появилось 2-е поколение такого оборудования, базой для которого послужили модели 2Р118Ф2, 2Р135Ф2 и др. В усовершенствованных станках автоматизировано не только передвижение рабочего стола, но и подача инструмента. Производительность таких станков повышает и то, что в их оснащении используется автоматическая револьверная головка, в которой могут одновременно фиксироваться 6 режущих инструментов.

Сверлильные станки, оснащенные системой ЧПУ, в полтора – два раза производительнее оборудования, управляемого в ручном режиме, а модели, в которых смена инструмента происходит автоматически, – в три – четыре раза.

Преимущества сверлильных аппаратов с числовым программным управлением

Благодаря универсальности, которой обладают сверлильные станки, оснащенные системой ЧПУ, их можно причислить к той же категории, к которой относится расточное, а также координатно-расточное и бесконсольно-фрезерное оборудование с вертикальной компоновкой рабочей головки. Поскольку такие станки необходимы для выполнения различных технологических операций, их конструкция выполняется с более высокой жесткостью, а также точностью компоновки всех составных элементов. В большинстве станков, относящихся к данной категории, точность позиционирования подвижных элементов конструкции составляет ±0,025–0,05 мм.

На менее универсальных моделях сверлильных станков с ЧПУ используют позиционные системы управления, а на оборудовании, которое служит для выполнения не только сверлильных, но и фрезерных технологических операций, применяют системы управления комбинированного типа – позиционные и прямоугольные. Оборудование с ЧПУ, относящееся к вертикально-сверлильной категории, оснащают рабочим столом крестового типа.

Производители сегодня представляют сверлильное оборудование с ЧПУ нескольких категорий:

• аппараты вертикально-сверлильного типа с одной несущей колонной и крестовым столом (на станках данного типа можно получать отверстия диаметром 18–50 мм (2Н135Ф2));
• одностоечные сверлильные станки вертикального типа, оснащенные крестовым столом и револьверной рабочей головкой (2Р135Ф2);
• станки вертикальной компоновки с крестовым столом и инструментальным магазином;
• сверлильные станки портального типа, выпускаемые во всех вышеуказанных модификациях (2306ПФ2) (на станках данного типа можно формировать отверстия, диаметр которых доходит до 60 мм; к данной категории относятся и координатно-сверлильные станки).

Отдельную категорию составляют присадочные сверлильные станки, оснащенные ЧПУ, которые используются для производства мебели.

Особенности конструкции сверлильных станков с ЧПУ

Для плавного и точного перемещения координатных столов, которыми оснащают сверлильное оборудование с программным управлением, их монтируют на опоры качения, а их движение в двух направлениях по горизонтали обеспечивается за счет соединения «винт – гайка качения». Конструкция привода таких столов включает в себя шаговый электродвигатель и гидроусилитель.

Кинематическая схема главного привода сверлильного оборудования с ЧПУ выполняется на базе одно- или двухскоростного электрического двигателя и коробки переключения скоростей вращения шпиндельного узла.

Управление вертикальным перемещением рабочей головки (ось Z) может быть реализовано по нескольким схемам:

• за счет использования упоров и микропереключателей;
• при помощи набора программ на специальной штекерной панели;
• набором программ на перфоленте.

Для расширения функциональности сверлильного оборудования с программным управлением и повышения эффективности его применения в его оснащении могут использоваться различные приспособления.