1. Главная страница
  2. /
  3. Полезная информация
  4. /
  5. Основные технологии использования станков ЧПУ для начинающих | Производственная компания PLOT

Основные технологии использования станков ЧПУ для начинающих

Технологии использования станка с ЧПУ для начинающих специалистов

Почему чугун?
Минеральное литьё
Способность гасить вибрации
Температурный диапазон
Плотность чугуна
Итоги

Почему чугун?

Минеральное литьё в народе называют очень по-разному — искусственный гранит, полимербетон, синтегран, синтетический камень и так далее. Но далее мы будем называть всё это минеральным литьём, поскольку это общее, объединяющее понятие для всего перечисленного.

Поскольку в нашу жизнь (а в нашем случае — и в металлообработку) всё быстрее входят новые технологии, давайте немного разберёмся с ними.

Тема этой статьи — отличие старых добрых чугунных станин от новых станин из минерального литья. Она для тех, кто хочет сделать ЧПУ по металлу своими руками, узнать то-то новое о мире станков из полимера или тех, кто подумывает купить гранитный ЧПУ или чугунный станок.

Итак, начнём.

Минеральное литьё

Чугунная промышленность развита давно и во множестве стран. Конкуренция давно свела оптово-розничные цены
к несократимому минимуму, поэтому чугун относительно недорог.

Исторически чугун был выбран для станков среди всех доступных материалов не случайно. Он значительно выигрывал у сплавов меди и железа по устойчивости к вибрации и жёсткости. Альтернативой по этим характеристикам был лишь натуральный камень, но его хрупкость, сложности обработки и сопряжения деталей не позволили развивать это направление. В 19 веке в Европе появилась литая сталь, но и тогда, и сейчас типы сталей, подходящие для станин станков, стоили дороже чугуна.

Поэтому все технологические линии, относящиеся к производству чугуна, за века довели до совершенства, все доступные типы этого сплава были исследованы и разработаны. Королём станин стал чугун — не из-за какого-то одного наилучшего качества, а по причине удачного соответствия двух характеристик: цены и способности к демпфированию (подавлению колебаний механизмов станка) при должном объеме и массе.

По сравнению со станинами минерального литья чугун — более привычен. Но есть одно "но". Полимеры были впервые синтезированы в 19 веке, разработки наполнителей для полимерных композиционных материалов начались в 20 веке, патент на синтегран (синтетический гранит) был опубликован в 1998 году. Развитие технологий минерального литья продолжается ежедневно, и нельзя не принимать это в расчёт.

Минеральноё литьё — это не одна технология, а общее название сотен видов смесей из фракций природных минералов и различных смол.

Различные типы минерального литья отличаются по характеристикам друг от друга не меньше, чем чугун от алюминия. Поэтому нет смысла при сравнении с литьём из чугуна для станин употреблять термин "минеральное литьё". Сравнивать можно только конкретные технологии изготовления, применяющиеся руками конкретных людей.

Наполнителями для минерального литья могут быть карбонат кальция, каолин, тальк, металлические порошки, оксиды сурьмы и алюминия, слюда и асбест, стеклянные, керамические волокна, а также множество других вещей. На данный момент в производстве станин для станков ЧПУ из искусственного гранита лидируют по распространённости кварцевые и гранитные композиты. Таблица для сравнения серого чугуна СЧ18, используемого для станин, и видов минерального литья, дана ниже.

Характеристики

Серый чугун марки СЧ18

Кварцевое литьё

Гранитное литьё

Плотность, кг/м.куб.

7200

2450-2700

2350-2600

Прочность, Н/мм2

изгиб - 300,
сжатие - 700

изгиб - 515,
удар - 135,
сжатие - 2200

изгиб - 134,
удар - 61,
сжатие - 1921

Шероховатость
обработанных
поверхностей деталей,
Ra

до 3,2

до 1,6

до 2

Температура
эксплуатации без
критических
деформаций геометрии

+23℃  ±2℃

от +18℃ до 28℃

от +20℃ до +25℃

Впитываемость воды по
весу, %

0

0,02

0,33

Стоимость материала, руб/кг

от 180

от 140

от 120

Интересно то, что сегодня минеральные композиты по стоимости примерно равны или ниже, чем литьё из чугуна. Что же остальные характеристики?

Давайте посмотрим, какие из них более важны или менее важны для производственных целей и для вас лично как человека, имеющего дело 
со станком ЧПУ из полимербетона или чугуна.

Способность гасить вибрации

Важнейшей характеристикой является виброустойчивость (или демпфирование). Это способность материала станины гасить колебания от работы самого станка.

Момент важный. От него зависит, насколько вибрирует рабочий инструмент (фреза, сверло или резец) относительно заготовки. Точность станка (а если конкретнее, то точность изделий, выпускаемых на станке) напрямую зависит от этого фактора.

Чугун имеет виброустойчивость 10-15%, этот показатель лучше, чем, например, у стали (1-4%) или алюминия (0.1-1%). Минеральное литьё, однако, имеет показатели виброустойчивости примерно в 6-8 раз выше чугуна.

Непременным спутником вибрации является шум. Больше вибрации — больше шума, больше виброустойчивости — шум станины из гранита снижается.

С точки зрения устойчивости к ударам, изгибам и сжатиям более высокие показатели имеет, опять же, минеральное литьё, в особенности кварцево

Температурный диапазон

Эксплуатации чугуна уже (от слова "узкий"), чем
у минерального литья. И если для чугунной ванны изменение на 20 или 50 градусов не имеет значения,
то для точно откалиброванного и настроенного станка точность уменьшается с каждым лишним градусом. Станина минерального литья менее требовательна
к комнатной температуре. Из-за разности показателей температурных деформаций этих материалов.

Обкатка минерального литья проходила долгое время. Если взять синтегран (синтетический гранит), то:

В 1984 году вильнюсский завод шлифмашин отлил из него станину и державки резцов. Без других изменений шероховатость поверхность после обработки снизилась в 1,5-1,7 раз;

В 1993 году проводилось сравнение синтегранового вертикально-фрезерного станка 65Б90ПМФ4 и чугунного станка. Отклонения в вибрации бабки у синтеграна были в 1,6 раз меньше, чем у станка с чугунной станиной, а отклонения в вибрации самой станины — в 2,6 раза;

В 1993 же году тестировался расточной станок 2754В. Точность обработки на гранитной станине в сравнении с чугунной по основному показателю — круглости отверстий — отличалась в 1,5-2 раза в пользу минерального композита.

(Ссылка — научная работа Ю. В. Кирилина " Применение полимербетона для изготовления базовых деталей тяжелых фрезерных станков", 2008,УДК 621. 914.3-181.2.531)

Плотность чугуна

— выше, чем у любого минерального сырья: он совершенно не гигроскопичен, что положительно влияет на неизменность его характеристик в течение многих лет службы. Минеральные композиты здесь проигрывали еще лет 15 назад.

Ведутся, однако, разработки нового поколения минерального литья в направлении уменьшения в составе доли связующих смол. Это бы уменьшило пористость материала.

Наиболее впечатляющими результатами могут похвастаться разработчики кварцевого литья, где было решено использовать в работе разные фракции кварца с размером частицы от 0.1 до 9 мм. Это дало максимальное заполнение пустот в композите и уменьшение доли эпоксидной смолы до 6-7% и гигроскопичности — до 0.02% веса. В пример можно привести нашу разработку, которую мы серийно выпускаем. Мы поддерживаем именно такие характеристики литья из кварцевого композита.

Кварцевый композит производится в процессе вибропрессования под высоким давлением. Сочетание вибраций и откачивания воздуха из смеси исключают пористость конечного продукта, поскольку все вкрапления воздуха из материала удалены. Также в процессе вибропрессования в состав добавляется кварцевая пудра в заданном количестве – она полностью исключает возможность образования микропустот. Как итог – плотный и твердый материал, который полностью устойчив к любым типам загрязнений и химическим веществам.

Из-за большого количества микропустот в раннем минеральном литье складывалась нездоровая тенденция — отслоение металлических деталей из-за усадки композита после остывания. Однако описанное выше снижение количества эпоксидки до 6-7% и заполнение пустот мелкими фракциями к настоящему времени устранили этот минус.

Одной из особенностей чугунной станины, в свою очередь, является необходимость "отстоять" станину в течение нескольких месяцев, а лучше лет, чтобы медленная, почти незаметная усадка чугуна не сбила геометрию станка в процессе эксплуатации.

Это не помешает вам, если вы, покупая станину из чугуна, знаете дату её производства. Проследите за этим.

Итоги

Что нужно мастеру, который собирается купить станину обрабатывающего центра для станка?

  • Если его не беспокоит шум и вибрация, если производство не требует высокой точности, но хочется иметь вариант станины, проверенный веками — это, конечно, чугун.
  • Если для него важна невысокая стоимость, виброустойчивость и высокая точность обработки — это конечно, минеральное литьё.

Успехов!

Поделитесь статьей , если было интересно:

В настоящее время станки с числовым программным управлением (ЧПУ) являются незаменимым инструментом для многих производственных предприятий в различных отраслях. Эти станки позволяют автоматизировать и упростить процесс обработки деталей, существенно повышая производительность работы и точность получаемых изделий. Однако для начинающих мастеров станки ЧПУ могут показаться сложными и непонятными, но на самом деле они легко осваиваются, и в этой статье мы рассмотрим основные технологии использования станков ЧПУ для начинающих.

Программное обеспечение

Одной из основных технологий использования станков ЧПУ является программирование станка. Для этого используется специальное программное обеспечение, которое позволяет создавать и редактировать программы обработки деталей. Программы для станков ЧПУ создаются с использованием специального языка программирования, который может быть понятен даже начинающим мастерам.

В программе задаются параметры обработки деталей, такие как скорость резания, глубина реза, тип инструмента и другие параметры. После того как программа создана, она загружается в память станка и выполняется автоматически. Программирование станка является одним из самых важных этапов работы с ЧПУ, поэтому необходимо уделить ему особое внимание.

Использование инструмента

Основными инструментами для станков ЧПУ являются фрезерные и токарные инструменты, а также различные виды сверел и резцов. Выбор инструмента зависит от типа материала, который будет обрабатываться, а также от требований к точности и качеству обработки.

При использовании инструмента необходимо правильно установить его на станок, чтобы избежать ошибок в процессе обработки деталей. Также необходимо правильно настроить скорость и глубину резания в зависимости от типа инструмента и характеристик материала.

Крепление деталей

Крепление деталей на станке ЧПУ является одной из важнейших технологий использования станков. Для этого используются специальные крепежные приспособления, которые позволяют удерживать деталь на месте в процессе обработки.

При выборе крепежного приспособления необходимо учитывать размер и форму детали, а также особенности ее крепления на станке. При креплении детали необходимо обеспечить ее надежную фиксацию, чтобы избежать отклонений и ошибок в процессе обработки.

Система охлаждения

Система охлаждения является не менее важной технологией использования станков ЧПУ. Система охлаждения позволяет уменьшить нагрев инструмента и материала, что повышает качество и точность обработки.

При выборе системы охлаждения необходимо учитывать особенности материала и тип инструмента, а также требования к точности и качеству обработки. Некоторые материалы могут требовать специальных систем охлаждения, чтобы обеспечить правильную температуру и предотвратить повреждение инструмента.

Обучение и подготовка

Наконец, одной из основных технологий использования станков ЧПУ является обучение и подготовка. Для того чтобы использовать станки ЧПУ наиболее эффективно, необходимо знать основы программирования и настройки станков, а также правильно использовать инструмент и крепежные приспособления.

Для начинающих мастеров рекомендуется начинать с обработки простых деталей, чтобы освоить основы программирования станка и выбора настроек для обработки. После этого можно переходить к более сложным деталям, которые требуют более точной и сложной обработки.

Преимущества использования станков ЧПУ

Использование станков ЧПУ имеет множество преимуществ по сравнению с традиционными методами обработки деталей. Ниже перечислены некоторые из них:

  1. Повышение точности и качества изделий. Станки ЧПУ обеспечивают более высокую точность и качество обработки деталей, чем традиционные методы.
  1. Увеличение производительности. Станки ЧПУ позволяют обрабатывать детали намного быстрее, ч ем традиционные методы, что повышает производительность работы и сокращает время на производство.
  1. Автоматизация процесса обработки. Станки ЧПУ могут выполнять обработку деталей автоматически, без участия оператора, что сокращает количество ошибок и снижает риски для работников.
  1. Универсальность. Станки ЧПУ могут обрабатывать широкий спектр материалов, от металлов до пластмасс, что позволяет использовать их в различных отраслях промышленности.
  1. Экономия ресурсов. Станки ЧПУ потребляют меньше электроэнергии и других ресурсов по сравнению с традиционными методами, что позволяет снизить затраты на производство.
  1. Возможность создания сложных деталей. Станки ЧПУ позволяют создавать детали различных форм и размеров, включая сложные геометрические фигуры, которые были бы трудны или невозможны для обработки традиционными методами.

Заключение

Использование станков ЧПУ является одним из наиболее важных технологических решений в производственных предприятиях. Несмотря на то, что эти станки могут показаться сложными для начинающих мастеров, они легко осваиваются при правильном подходе и обучении.

Для использования станков ЧПУ наиболее эффективно, необходимо учитывать все основные технологии использования, такие как программирование станка, использование инструментов, крепление деталей, система охлаждения и обучение и подготовка.

Использование станков ЧПУ имеет множество преимуществ, которые могут существенно повысить производительность и качество работы, а также снизить затраты на производство. Для начинающих мастеров, освоение основных технологий использования станков ЧПУ может занять некоторое время, но они могут быть легко освоены с помощью правильного обучения и подготовки.

В целом, использование станков ЧПУ является особенно актуальным для предприятий, занимающихся производством металлических изделий, а также для предприятий, занимающихся изготовлением изделий из пластмасс и дерева. Надежность и высокая точность обработки деталей, достигаемая с помощью станков ЧПУ, позволяют получать высококачественные изделия, что делает их незаменимыми во многих отраслях.

Важно отметить, что использование станков ЧПУ требует соответствующей квалификации персонала, который работает с ними. Обучение и подготовка персонала являются одними из ключевых аспектов успешного использования станков ЧПУ, поэтому компании, которые планируют использовать эти станки, должны уделить особое внимание этому аспекту.

В заключение, станки ЧПУ являются важным инструментом для многих производственных предприятий, и их использование может значительно повысить эффективность производства и качество изготавливаемых изделий. Правильное использование и обслуживание станков ЧПУ, а также подготовка квалифицированного персонала являются ключевыми факторами для успешного использования этих станков.

 

Остались вопросы? Задайте их нашим спецалистам

Перезвоним вам в ближайшее время

Мы являемся резидентами Сколково с марта 2023

ООО "Альфа Инжиниринг"

ИНН: 9728130812
КПП: 772801001
ОГРН: 1247700288791

Мы являемся резидентами Сколково
с марта 2023

2024 © PLOT ™