Обрабатывает заготовки на станке

Автор
  • Главная
  •  > 
  • Статьи
  •  > 
  • Разное
  •  > 
  • Обработка больших заготовок на ЧПУ станке

Обработка больших заготовок на ЧПУ станке

Рекомендации по обработке слишком больших заготовок (для вашего станка)




Для решения некоторых задач, связанных с обработкой заготовок больших размеров, не всегда целесообразно приобретать большие станки. Имея несколько специальных приспособлений и обладая определенными навыками, вы сможете работать с заготовками, размеры которых превышают возможности вашего станка. 

Основные идеи при обработке больших заготовок


В данном случае вам предстоит решить две основные задачи: 
  • Необходимо определить способ обработки отдельных частей заготовки с установкой ее в различных положениях. Установка заготовки в каждом положении должна обеспечивать точность обработки, достаточную для данной задачи. 
  • Необходимо выяснить, каким образом можно физически установить деталь, особенно если ее размеры превышают размеры рабочего стола вашего станка. 
Решив эти задачи, вы сможете обрабатывать более крупные заготовки. Ниже приведены возможные ситуации, которые могут этому помешать:
  • Слишком большая масса заготовки. Большинство станков в состоянии обрабатывать заготовки с массой, соответствующей размерам, которые не превышают размеры рабочего стола. Суммарная масса складывается из массы самой заготовки и массы всех крепежных приспособлений. Превышение этого значения не допускается.
  • Слишком большие габаритные размеры заготовки и недостаточный ход рабочих органов станка, особенно по оси Z. Если заготовка слишком высокая, она не поместится под рабочими органами по оси Z, и вы не сможете ее обрабатывать. Хотя существуют станки, позволяющие обрабатывать подобные заготовки с некоторыми ухищрениями (см. Улучшение производительности станка установкой противовеса на Z ось).
В данной статье приведен ряд рекомендаций и методов обработки крупных заготовок, которые на первый взгляд кажутся слишком габаритными для вашего оборудования. 

1. Обеспечьте больше пространства: снимите защитные ограждения

Возможно, вам придется открыть смотровые окна на боковых защитных ограждениях, чтобы заготовки могли выступать за корпус станка, либо даже снять ограждения для работы с особенно крупными деталями. Есть одна мастерская, расположенную около судоверфи, в которой сняли защитные ограждения со станков, чтобы обрабатывать детали кораблей. В качестве СОЖ они используют масло, поскольку оно не разбрызгивается при работе оборудования без защитных ограждений, в отличие от СОЖ на водной основе. 

В некоторых случаях вам даже может потребоваться снять устройство автоматической смены инструмента для получения дополнительного свободного пространства. 

2. Внимательно проверьте, чтобы заготовка ни с чем не сталкивалась!

Достаточно сложно установить большую тяжелую заготовку на станок. Самым худшим результатом будет ситуация, когда заготовка сталкивается с элементами станка. Перед запуском программы обработки проверьте этот момент очень внимательно. Будет весьма полезным иметь 3D-модель станка с защитными ограждениями, поскольку при этом вы сможете предварительно сопоставить размеры рабочей области станка и заготовки с помощью компьютера.

3. Попробуйте установить заготовку под различными углами

Как правило, операторы склонны устанавливать заготовки под прямым углом — такова природа человека. Однако в прямоугольнике диагональ всегда длиннее любой из его сторон. Попробуйте установить заготовку не под прямым углом, а таким образом, чтобы обеспечить максимально возможное пространство для обработки и более эффективно разместить ее в доступной рабочей области. 

4. Дополнительные опоры

Обычно крупные заготовки имеют большую массу. Убедитесь, что части заготовки, выходящие за пределы рабочего стола, надежно поддерживается внешними опорами. Возможно, вам потребуются установить станок на колеса, чтобы он мог свободно перемещаться. Наконец, убедитесь, что у вас есть все необходимое оборудование для погрузки и разгрузки тяжелых заготовок — нет смысла надрывать спину, таская тяжести. 


Дополнительная опора вала при фрезеровке шпоночного паза на
другом его конце


5. Перемещение прямоугольных заготовок в рабочей области станка

Обработка чрезмерно крупных прямоугольных заготовок зачастую требует применения различных линейных направляющих. Вот пример подобного приспособления: 


Направляющие для прямоугольных деталей

Эта заготовка перемещается вдоль рабочего стола, обеспечивая возможность сверления отверстий по всей ее длине. Обратите внимание, что защитное ограждение частично разобрано, а в качестве рамы для крепления заготовки используется труба квадратного сечения. 

Совет: вставьте пару цилиндрических штифтов в Т-образные пазы рабочего стола в качестве упоров, необходимых при обработке. Разместите их параллельно оси Х. При этом необходимо убедиться, что заготовка имеет ровные грани всей длине, что обеспечит перпендикулярность, в противном случае вам придется сначала обрабатывать кривые грани. 

6. Четырехлинейные направляющие для крепления заготовки

К примеру, задача связана со сверлением нескольких тысяч отверстий в большой трубе, которая является слишком длинной для рабочей области станка. Для крепления трубы были изготовлены четырехлинейные направляющие: 



7. Вращение круглых заготовок без проскальзывания

Существует множество круглых заготовок большого размера, которые необходимо обрабатывать. Например, это кольцо: 


Зачастую, для выполнения всех необходимых операций при обработке, круглые
заготовки должны вращаться без линейного перемещения


Зачастую, для выполнения всех необходимых операций при обработке, круглые заготовки должны вращаться без линейного перемещения (см. Как выбрать двигатель для линейного перемещения нагрузки). Каждый раз, когда заготовка поворачивается, необходимо обеспечить точное совпадение с ее положением при предыдущих оборотах, поэтому для крепления используются дополнительные приспособления. 

Совет: смонтируйте на рабочем столе несколько зажимов, чтобы заготовка не перемещалась относительно требуемой оси вращения. Вы можете установить зажимы как внутри, так и снаружи обрабатываемой заготовки. Это поможет вам обеспечить неподвижность оси вращения.

8. Смещение и поворот заготовки по двум осям

Предположим, вам необходимо обработать заготовку, которая является слишком большой как по оси X, так и по оси Y. В данном случае вам необходимо обеспечить не только вращение заготовки, но и ее линейное перемещение. Приведу алгоритм из статьи, написанной специалистами по данной тематике: 



Также инженерные разработчики изобрели фиксирующие штифты, которые устанавливаются непосредственно в Т-образные пазы рабочего стола станка: 



9. Разделение заготовки на части

Дешевле всего совершенствовать производственный процесс на этапе конструирования, а не во время изготовления деталей. В некоторых случаях возможно разделить большую деталь на более мелкие, сделав ее сборочной единицей. Это может значительно упростить процесс обработки, если заказчик готов пойти вам навстречу. 

Ниже приведена фотография магазина устройства смены инструмента карусельного типа, изготовленного на станке, не позволяющем обработать большую заготовку из листовой стали целиком:


Магазин устройства смены инструмента карусельного типа,
разделенный на 4 детали


В данном случае это не составило проблем — деталь была просто разделена на 4 части, которые, после изготовления, были собраны с помощью болтов и составили магазин карусельного типа.

10. Угловая шпиндельная головка может сэкономить вам целый день

В некоторых случаях угловая шпиндельная головка позволяет разместить заготовку наиболее удобным образом и сэкономить огромное количество времени. Посмотрите на это приспособление, значительно упростившее процесс отрезания частей от длинной заготовки: 



Иногда угловая шпиндельная головка может сэкономить много времени
Только представьте — вы можете легко обрабатывать торцы длинной заготовки из листового материала или прочие подобные заготовки, используя угловую шпиндельную головку. 

11. Используйте фрезерные станки с ЧПУ для предварительной обработки

Фрезерные станки с ЧПУ имеют большие рабочие области, поэтому они в состоянии обрабатывать более крупные детали, чем обычные фрезерные станки. Однако у них есть некоторые недостатки, которые могут не позволить применять их для обработки заготовки целиком. 

Далее рассмотрим письмо одного из читателей, который нашел решение этой проблемы. В его домашней мастерской есть недорогой фрезерный станок с ЧПУ, а на работе он использует фрезерный станок с внешней системой ЧПУ. Ему нужно было обработать несколько заготовок, которые имели слишком большие размеры для имеющегося на работе станка. Первое, что пришло ему в голову — использовать свой домашний фрезерный станок с ЧПУ, однако возникли некоторые сложности. 

В заготовке требовалось выполнить несколько отверстий с раззенковкой, чтобы иметь возможность крепить деталь в нескольких местах. Эти отверстия имели относительно большие допуски, которые вполне соответствовали возможностям фрезерного станка. Однако некоторые другие элементы были сконструированы с гораздо более жесткими допусками. Кроме того, минимальная частота вращения шпинделя фрезерного станка была слишком высокой для сверления отверстий. 

Его решение было гениальным. Он установил заготовку на свой фрезерный станок с ЧПУ и использовал его только для раззенковки, рассверливая отверстия концевой фрезой. Станок быстро справился с работой, поскольку высокая частота вращения шпинделя была идеальной для этой задачи. Для обеспечения необходимой смазки он использовал распылитель, привязанный к порталу, что позволило предотвратить образование наростов алюминия на фрезе (подобное решение этой задачи мы предлагали в статье, посвященной обработке алюминия на фрезерных станках с ЧПУ): 


Обратите внимание на распылитель, расположенный рядом с
концевой фрезой

Вот в чем заключается гениальность данного решения — фреза идеально подходит для раззенковки отверстий. С помощью датчика положения он смог точно разместить заготовку и поэтапно выполнить обработку, перемещая ее по рабочему столу станка. По его словам, поскольку он производил раззенковку отверстий за одну установку заготовки, а с помощью датчика положения разметил большое количество отверстий, он добился точности 0.0003″ на сторону.

Великолепно!

Весьма удивительно, что хороший фрезерный станок с ЧПУ с рабочим столом размерами 4х8 футов отлично подошел для черновой обработки заготовки. Этот успех вселяет веру в то, что описанный подход имеет право на жизнь.

12. Используйте флайкаттер для увеличения площади обработки

У вас есть заготовка, которая немного выходит за пределы рабочего диапазона станка? 
Нет проблем. Вам нужно использовать флайкаттер (летучая фреза, "летучка"), имеющий достаточную длину для обработки детали. Это может выглядеть следующим образом: 


Флайкаттер позволяет значительно увеличить площадь, обраба-
тываемую за один проход

Однако при этом необходимо следить за тем, чтобы большая длина флайкаттера в сочетании с высокой частотой вращения шпинделя не вызывали повышенную вибрацию, обусловленную плохой балансировкой. 

13. Заготовка слишком большая для вашего токарного станка? Попробуйте использовать фрезерный станок! 

Удивительно, но 4-осевой фрезерный станок может работать в качестве токарного станка. На следующей фотографии приведен пример обработки маховика для большой сельскохозяйственной машины:


4-осевой фрезерный станок расположен на столе, его ось 
расположена вертикально

4-осевой фрезерный станок расположен на столе, а его ось расположена вертикально. Все, что вам требуется — это иметь достаточный рабочий ход для обработки и достаточное рабочее пространство, чтобы заготовка поместилась на рабочем столе и могла вращаться. 

Отлично придумано!

14. Используйте универсально-сборное приспособление для закрепления заготовок

Универсально-сборные приспособления (УСП) для закрепления заготовок позволяют значительно экономить время. Разместив базовую плиту УСП на рабочем столе, вы сможете крепить к ней опорные детали со стабильно высокой точностью позиционирования. Также вы можете устанавливать опорные детали в линию для крепления к ним длинной заготовки, которую в процессе обработки необходимо неоднократно перемещать: 



Заготовка всегда остается закрепленной к одной из двух опорных деталей, а крепление ее к обеим опорным деталям обеспечивает максимальную жесткость во время обработки. Когда необходимо сдвинуть заготовку, ослабьте крепление опорной детали 2, передвиньте опорную деталь 1 и закрепите ее установочным штифтом на месте опорной детали 2. Установите опорную деталь 2 на месте опорной детали 1 и закрепите ее. Высокая стабильность позиционирования опорных деталей УСП позволяет максимально точно крепить заготовку каждый раз, когда вы ее перемещаете.


Заключение


Проявив некоторую изобретательность, вы сможете обрабатывать заготовки, размеры которых несколько превышают размеры рабочей области вашего станка с ЧПУ.
г. Воронеж, пр-т Труда, д. 48/6
(Станкостроительный завод)
Источник: https://darxton.ru/wiki-article/obrabotka-bolshikh-zagotovok-na-chpu-stanke/

Комментарии:

Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *