Появление автоматизированной обработки с использованием технологии числового программного управления (ЧПУ) в 1940-х годах и последующая расширенная автоматизация, обеспечиваемая компьютерами в 1970-х годах, привели к тому, что современное производство настаивает на точном и последовательном производстве. Одним из инструментов, который стабильно работает и остается востребованным, является токарный станок с ЧПУ.
Продолжайте читать, чтобы получить введение в токарные станки с ЧПУ, а также ознакомиться с основными типами токарных станков на рынке и их ключевыми областями применения, чтобы вы могли быть уверены, что предложите своим покупателям лучшие варианты в 2025 году.
Содержание
Что такое токарный станок с ЧПУ?
Компоненты токарного станка с ЧПУ
Типы токарных станков с ЧПУ
Применение токарных станков с ЧПУ
Преимущества использования токарного станка с ЧПУ
Недостатки использования токарного станка с ЧПУ
Будущие тенденции в технологии токарных станков с ЧПУ
Заключение
Что такое токарный станок с ЧПУ?
Токарные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) — это прецизионные машины, которые вращают материалы, такие как пластик, дерево или металл, с помощью режущего инструмента для придания им формы. Токарные станки с ЧПУ отличаются от традиционных токарных станков тем, что они управляются компьютерными программами, что устраняет необходимость человеческого вмешательства и возможные человеческие ошибки. Такая автоматизация означает, что токарный станок с ЧПУ способен эффективно и последовательно создавать подробные, точные и повторяемые конструкции.
Компоненты токарного станка с ЧПУ
Токарные станки с ЧПУ состоят из нескольких ключевых компонентов.
Бабки
Передняя бабка токарного станка с ЧПУ является критически важным компонентом для достижения точной резки заготовки. Она удерживает иглу главного шпинделя, которая поддерживает и вращает заготовку, а также двигатель и зубчатый механизм, которые приводят в движение шпиндель и контролируют скорость шпинделя соответственно.
Задняя бабка
На противоположной стороне токарного станка с ЧПУ от передней бабки задняя бабка — это часть, которая поддерживает другой конец заготовки к игле шпинделя. Если выполняются расточные работы, то задняя бабка — это место, где будут располагаться сверла.
цыпленок
Патрон может иметь различную форму и размер в зависимости от заготовки и используется для ее удержания на месте во время процесса резки.
кровать
Это основная деталь токарного станка с ЧПУ, выполняющая функцию основного стабилизатора, обеспечивающего плавную и точную резку заготовки без помех, вызванных вибрациями.
Перевозка
Каретка — это компонент, который вмещает режущий инструмент и перемещает его вверх и вниз по заготовке. Кроме того, каретка иногда будет содержать другие механизмы, которые помогают манипулировать режущим инструментом, включая поперечные салазки, фартук и резцедержатель.
Турель
Револьверная головка представляет собой вращающийся компонент, который выполняет функцию держателя инструмента, обеспечивая быструю смену инструмента с минимальным временем простоя.
Панель управления
Как следует из названия, панель управления позволяет оператору вводить все начальные команды, такие как скорость резания, траектория инструмента и тип обработки заготовки. Панель управления работает с использованием программного обеспечения, такого как G-код или программное обеспечение автоматизированного производства (CAM), чтобы диктовать требования к токарному станку с ЧПУ.
Типы токарных станков с ЧПУ
Существуют различные типы токарных станков с ЧПУ, которые позволяют обрабатывать заготовки разной формы и материалы, выполнять различные шаблоны и требования к резке, а также выполнять различные операции обработки. В целом токарные станки с ЧПУ можно разделить на две категории:
Токарные станки с ЧПУ по количеству осей
Двухкоординатные токарные станки с ЧПУ
Это наиболее распространенные типы токарных станков с ЧПУ, которые можно отнести к диапазону начального уровня, учитывая наличие простой оси X и оси Z для управления движением режущего инструмента. Такая конфигурация делает их одними из самых доступных типов токарных станков с ЧПУ и означает, что они идеально подходят для простых задач.
Многоосевые токарные станки с ЧПУ
Немного более сложный тип токарного станка с ЧПУ, чем двухкоординатный токарный станок с ЧПУ, многоосевой токарный станок с ЧПУ использует оси X и Z, а также дополнительные оси, такие как ось Y или ось C. Это позволяет создавать более сложные конструкции и шаблоны резки и сокращает общее время при выполнении более сложных задач, поскольку исключает необходимость в нескольких проходах или настройках.
Токарные станки с ЧПУ на основе выравнивания заготовки
Вертикальные токарные станки с ЧПУ
Вертикальные токарные станки с ЧПУ удерживают заготовку в вертикальном положении и поэтому часто используются в отраслях, где требуется резка крупных и тяжелых деталей, например, в аэрокосмической и энергетической промышленности.
Горизонтальные токарные станки с ЧПУ
Горизонтальные токарные станки с ЧПУ удерживают заготовку горизонтально и являются наиболее распространенным типом токарных станков с ЧПУ на рынке. Этот тип токарных станков с ЧПУ плохо подходит для тяжелых или больших заготовок из-за отсутствия центральной опоры и последующей возможности изгиба в центре заготовки.
Применение токарных станков с ЧПУ
Благодаря использованию автоматизации и эффективности токарные станки с ЧПУ используются во многих отраслях промышленности с высокой добавленной стоимостью.
Авиационно-космическая промышленность
Аэрокосмическая промышленность требует высокоточных резов, что делает токарный станок с ЧПУ важным инструментом для этой отрасли. Здесь токарные станки с ЧПУ используются для резки компонентов, включая лопатки турбин, шасси и детали двигателя.
Автомобильная промышленность
Автомобильная промышленность имеет множество тяжелых машин, которые требуют высококачественной и точной резки. Кроме того, высокие объемы производства в этом секторе означают необходимость в скорости и последовательности — все это делает токарный станок с ЧПУ необходимым инструментом. Здесь токарный станок с ЧПУ используется для производства деталей двигателя, коробок передач и компонентов подвески.
Производство Медицинский прибор
Медицинские приборы должны быть чрезвычайно точными, поэтому в процессе производства используются токарные станки с ЧПУ, особенно при изготовлении имплантатов, хирургических инструментов и протезов.
Общее производство
Токарные станки с ЧПУ являются незаменимыми инструментами во многих производственных отраслях благодаря своей гибкости в отношении материалов и размеров обрабатываемых деталей. Некоторые другие производственные секторы, где используются токарные станки с ЧПУ, включают потребительские товары и промышленное оборудование.
Преимущества использования токарного станка с ЧПУ
Благодаря многочисленным преимуществам по сравнению с аналогичными инструментами токарные станки с ЧПУ подходят для широкого спектра применений в различных отраслях промышленности.
Точность и аккуратность
Благодаря своей надежной конструкции, автоматизированной функции резки и возможностям перемещения инструмента токарные станки с ЧПУ способны резать заготовки с высокой точностью и стабильно создавать высококачественные изделия. Это также снижает вероятность дефектов и отходов материала, что делает их высокоэффективными.
Гибкость
Токарные станки с ЧПУ могут резать различные материалы, включая металлы, композиты и пластики, по множеству различных шаблонов. Инструменты, доступные на токарных станках с ЧПУ, позволяют выполнять центрирование, торцевание, точение, снятие фасок, накатку, нарезание резьбы, сверление, расточку, развертывание, вращение, нарезание резьбы и отрезку, а также дополнительные функции.
скорость производства
Автоматизация и многоосевые опции означают, что токарные станки с ЧПУ могут работать быстро и эффективно, без необходимости простоя. Это означает более быстрые сроки производства.
Сниженные затраты на рабочую силу
Другим аспектом, на который влияет автоматизация, являются затраты на рабочую силу. Поскольку токарные станки с ЧПУ требуют только вмешательства человека для установки начальных требований к резке и настроек токарного станка на панели управления, снижается потребность в оплачиваемом персонале.
Недостатки использования токарного станка с ЧПУ
Несмотря на многочисленные преимущества токарных станков с ЧПУ, есть и некоторые недостатки. Однако их можно легко преодолеть.
Высокие начальные инвестиции
Токарные станки с ЧПУ — это дорогостоящая инвестиция, и она может быть сложной для малого бизнеса. Однако деньги, сэкономленные на оплате труда и отходах материала при использовании токарного станка с ЧПУ, компенсируют первоначальные инвестиции, особенно при использовании в условиях крупносерийного производства. Следует отметить, что эти инвестиции могут не окупиться, если требуемые проекты имеют небольшой объем или предназначены для нестандартных заготовок.
Сложная настройка и программирование
Может быть сложно научиться правильно настраивать и программировать токарный станок с ЧПУ для эффективной и точной работы. Однако, как только эти аспекты изучены, эти шаги можно выполнять быстро, то есть один оператор может использоваться для нескольких токарных станков с ЧПУ. Кроме того, токарные станки с ЧПУ можно купить с простыми интерфейсами, которые напрямую преобразуют доступные настройки в G-код для станка.
Техническое обслуживание и время простоя
Хотя автоматизация токарного станка с ЧПУ означает непрерывный выпуск с минимальным временем простоя, это не означает, что простоев нет вообще. Важно останавливать станок ежедневно для проведения общих проверок и технического обслуживания, включая очистку станка, осмотр патрона и револьверной головки инструмента, а также проверку уровня смазки. Кроме того, операторы должны периодически проверять выравнивание станка, калибровать датчики, проверять все электрические компоненты и проводить диагностику технического обслуживания. Однако эти задачи короткие и обеспечат долговечность и бесперебойную работу станка, что впоследствии сэкономит время и деньги.
Будущие тенденции в технологии токарных станков с ЧПУ
Токарные станки с ЧПУ — это автоматизированные машины, которые способны быстро и точно формировать заготовки благодаря своим инструментам и легким движениям. Однако по мере того, как обработка становится все более интегрированной с ИИ и интеллектуальными технологиями, токарные станки с ЧПУ войдут в фазу промышленности 4.0. Это будет означать меньше ошибок, оптимизированные процессы обработки, улучшенный контроль качества и возможности предиктивного обслуживания, среди других положительных аспектов.
Помимо интеграции новых технологий, токарные станки с ЧПУ начнут работать с более широким спектром сырья и противостоять более экстремальным условиям. Благодаря этому токарные станки с ЧПУ могут начать использоваться с высокотемпературными сплавами, что позволит им войти в новые отрасли — например, в качестве производителя станков в секторах с экстремальными или нестабильными условиями.
Заключение
Токарные станки с ЧПУ широко используются, обеспечивая точность, скорость и универсальность во многих отраслях промышленности. Их высокий уровень автоматизации позволяет сократить трудозатраты и отходы материалов, что делает их идеальным выбором для предприятий, эксплуатирующих высокопроизводительные производственные линии, которым требуются качество и последовательность.
В будущем, по мере интеграции токарных станков с ЧПУ с технологиями искусственного интеллекта, эти станки смогут лучше прогнозировать проблемы и устранять их, а также смогут производить более качественные и сложные конструкции. Токарные станки с ЧПУ являются сегодня основным производственным станком и будут только расти в своей значимости с развитием современного производства, что делает их надежным выбором для инвестиций.
