Верстати з числовим програмним керуванням (ЧПК)
У залежності від характеру виконуваних робіт і застосовуваного різального інструменту верстати поділяють на групи і типи (табл. 1).
Верстати з ЧПУ повинні забезпечувати високі точність і швидкість відпрацювання переміщень, заданих УП, а також зберегти цю точність в заданих межах при тривалій експлуатації. Конструкція верстатів з ЧПК повинна, як правило, забезпечувати поєднання різних видів обробки, автоматизацію завантаження і вивантаження деталей, автоматичне або дистанційне керування зміною інструменту, можливість монтування у загальну автоматичну систему управління. Висока точність обробки визначається точністю виготовлення і жорсткістю верстата. У конструкціях верстатів з ЧПК використовують короткі кінематичні ланцюги, що підвищує статичну і динамічну жорсткість верстатів. Для всіх виконавчих органів застосовують автономні приводи з мінімально можливим числом механічних передач. Ці приводи повинні мати високу швидкодію. Точність верстатів з ЧПК підвищується в результаті усунення зазорів в передавальних механізмах приводів, зменшення втрат на тертя в напрямних і механізмах, підвищення вібростійкості, зниження теплових деформацій.
За технологічними ознаками і можливостям верстати з ЧПУ класифікуються практично так само, як універсальні верстати, на базі яких виготовляється більшість верстатів з ЧПК.
Токарні верстати з ЧПУ призначені для обробки зовнішніх і внутрішніх поверхонь деталей типу тіл обертання, а також для нарізування зовнішньої і внутрішньої різьби.
Фрезерні верстати з ЧПУ, призначені для обробки плоских і просторових корпусних деталей, здійснюють такі операції: плоске, ступеневу і контурне фрезерування з кількох боків і під різними кутами; свердління; розточування; розгортання; нарізування різьби та ін
Свердлильно-розточувальні верстати з ЧПУ, призначені для обробки отворів у деталях, виконують свердління, розсвердлювання, зенкування, розточування, розгортання, обточування торців, фрезерування, нарізування різьблення і ін
Шліфувальні верстати з ЧПУ призначені для шліфування зовнішніх, внутрішніх і торцевих поверхонь деталей, що мають прямолінійну і криволінійну форму утворюють.
Багатоцільові верстати з ЧПУ (оброблювальні центри), призначені для комплексної обробки деталей за одну установку, виконують практично всі операції обробки різанням.
Електроерозійні верстати з ЧПУ призначені для вирізання методом електроерозіі деталей складного контуру з струмопровідних матеріалів, обробка яких іншими способами утруднена або неможлива. Обробка здійснюється безперервно перемішається електродом-дротом (з латуні, міді, молібдену, вольфраму) в середовищі гасу або води з антикорозійними присадками.
Верстати створюють по розмірних рядах, що представляють собою групи однотипних верстатів подібної кінематичної структури і конструкції, але мають різні розміри. За ГОСТ 600-80 передбачено 13 розмірів токарно-карусельних верстатів (діаметр обробки 80 ... 25000 мм); за ГОСТ 2983-81 регламентовано 6 розмірів круглошліфувальних верстатів (діаметр встановлюваної заготівки 100 ... 800 мм); за ГОСТ 6852-80 передбачено 5 розмірів зубофрезерних верстатів (діаметр заготовки - 800 ... 5000 мм) і так далі.
Типорозмір верстата - представник ряду з конкретними параметрами, а модель верстата - конструкція даного типорозміру.
Класифікація верстатів за ступенем універсальності передбачає підрозділ їх на універсальні (для різноманітних операцій на заготовках широкої номенклатури в одиничному і дрібносерійному виробництвах, а також при ремонтних роботах), спеціалізовані (для обробки однотипних заготовок різних розмірів у великосерійному і масовому виробництвах) і спеціальні (для обробки заготовок одного найменування і одного типорозміру в масовому виробництві).
За габаритними розмірами і масою, які в значній мірі визначаються параметрами тих деталей, для обробки яких призначений верстат, їх поділяють на легкі (до 1 т), середні (до 10 т) і важкі (понад 10 т). Останні ділять на великі (10 ... 30 т), власне важкі (30 ... 100 т) і особливо важкі - унікальні (понад 100 т).
Класифікація верстатів по точності передбачає п'ять класів: нормальної точності (Н); підвищеної точності (П) (на базі верстатів класу Н, але при більш високих вимогах до якості виготовлення і збірки основних вузлів); високої точності (В) (досягається спеціальною конструкцією окремих вузлів та елементів при високих вимогах до виготовлення, складання і регулювання верстата); особливо високої точності (А) (на базі верстатів класу В, але при більш високих вимогах до точності виготовлення основних вузлів і деталей); особливо точні (С), так звані майстер-верстати (для обробки деталей, що визначають точність еталонів зубчастих коліс, вимірювальних гвинтів або деталей до верстатів класів А і В).
Верстати класів В, А, С експлуатують у приміщеннях з постійною температурою і вологістю. У залежності від класу точності співвідношення допусків на виготовлення деталей і вузлів наступне: Н - 1,0; П - 0,6; В - 0,4; А - 0,25; С - 0,15.
Сучасний верстат з ЧПК представляє собою самоврядну робочу машину, органічно пов'язану з обчислювальною машиною, що працює в реальному масштабі часу і перетворюючої дискретні сигнали інформації в дискретні сигнали управління.
За технологічними ознаками в залежності від призначення системи ЧПУ поділяють на позиційні, контурні і комбіновані.
За наявності зворотного зв'язку системи ЧПУ поділяють на розімкнені (що мають одне джерело інформації - від керуючої програми через устройствауправленія до виконавчих органів верстата) і замкнуті (зі зворотним зв'язком по положенню робочого органу і з компенсацією похибки верстата, самопріспосаблівающіеся - з адаптацією на різні зовнішні обурення і зміни протікання техпроцесса).
Залежно від ступеня автоматизації і типу системи ЧПУ для верстатів прийняті наступні додаткові позначення: Ф1 - цифрова індикація і попередній набір координат; Ф2 - позиційні і прямокутні системи ЧПУ; ФЗ - контурні системи ЧПУ; Ф4 - універсальні комбіновані системи ЧПУ; М - інструментальний магазин і автоматична зміна інструменту (АСД), Р - револьверна інструментальна головка і АСІ; РМ - револьверна головка, інструментальний магазин і АСІ.
Позначення верстатів з ЧПК
Кожна модель верстата має цифрове або буквено-цифрове позначення - шифр, за яким можна отримати деяке початкове уявлення про верстат. Схеми розшифровки трьох основних систем позначень вітчизняних верстатів з ЧПК наведені на малюнку 1.
Наприклад, модель верстата 1А512МФЗ слід розшифровувати за першим варіантом (рис. 1,1), що починається з цифри. Так, 1 - група токарних верстатів; А - буква модернізації моделі; 5 - тип карусельних верстатів; 12 - умовний або характерний розмір верстата (у даній моделі це відповідає розміру планшайби 1250 мм); М - з інструментальним магазином і автоматичною зміною інструменту; ФЗ - з контурною системою ЧПУ; верстат відноситься до нормального класу точності, літера Н в класі не вказується.
Модель верстата РТ-724ФЗРМ розшифровується за другим варіантом (рис. 1, П): РТ - літерне позначення заводу-виробника (Рязанський верстатобудівний завод); 724 - порядковий номер моделі; ФЗ - з контурною системою ЧПУ; РМ - з револьверною головкою, інструментальним магазином і АСІ.
Позначення верстата з ЧПУ, наприклад, моделі ІР320ПМФ4 розшифровується за третім варіантом (рис. 1, III): ІР - літерне позначення заводу-виробника (Іванівський завод важкого верстатобудування); 320 - характерний розмір (габарити столу 320x320); П - підвищеного класу точності ; М - з інструментальним магазином і АСІ; Ф4 - з комбінованою системою ЧПУ.
Найбільш часто зустрічаються наступні буквені позначення заводів-виготовлювачів:
БРСК - Бердичівський верстатобудівний (Україна);
КТ - Середньоволзький верстатобудівний (м. Самара, Росія);
РТ - Рязанський верстатобудівний (Росія);
ІР - Іванівський важкого верстатобудування (Росія);
ОФ - Одеський фрезерних верстатів (Україна);
ОП - Одеський прецизійних верстатів (Україна);
КК - Самарський (Куйбишевський) координатно-розточувальних верстатів (Росія);
ЛР - Санкт-Петербурзьке (колишнє Ленінградське) верстатобудівне виробниче об'єднання (Росія);
ME - Московський завод автоматичних ліній (Росія).
Рис. 1 Схеми розшифровки різних систем позначень вітчизняних верстатів з ЧПК
Основні умовні позначення для кінематичних схем
У механізмах верстатів з ЧПУ для передачі руху від однієї ланки до іншої служать ремінні, ланцюгові, зубчасті, черв'ячні, гвинтові, рейкові передачі, муфти, вали, підшипники.
Найбільш вживані в приводах верстатів умовні позначення механічних передач та інших елементів дані в таблиці 1.
Таблиця 1 - Умовні позначення елементів кінематичних схем
Список літератури
Харченко А.О. Верстати з ЧПУ та обладнання гнучких виробничих систем: Навчальний посібник для студентів вузів. - К.: ВД «Професіонал», 2004. - 304 с.
Автоматизована підготовка програм для верстатів з ЧПК, (Довідник) / Р.Е. Сафраган, Г.Б. Євгене, А.Л. Дерябін та ін; Під загальною ред. Р.Е. Сафрагана. - К.: Техніка, 1986. - 191 с.
Р.І. Гжіров, П.П. Серебреніцкій. Програмування обробки на верстатах з ЧПК. Довідник, - Л.: Машинобудування, 1990. - 592 с.