Особливості та різновиди свердлильних верстатів із чпу. Як працюють координатно-свердлувальні верстати з ЧПУ? Свердлильний із чпу

Радіально-свердлильний верстат належить до досить складних пристроїв, що забезпечують високий рівень якості проведених робіт. Він необхідний для створення різноманітних отворів та внутрішньої різьби, розсвердлювання та зенкерування. Робота на звичайному верстаті вимагає від оператора досвіду та певних навичок, уміння, уваги, концентрації та значних фізичних зусиль. Саме тому використання радіально-свердлувального верстата з ЧПУ стало чудовою заміною старому обладнанню та гарантією виконання робіт із високою точністю.

Особливості агрегату

Використання радіально-свердлувального верстата дозволяє прискорити виконання різних операцій, пов'язаних із створенням різного роду отворів у деталях, виготовлених із металу. Це універсальне обладнання, яке, незважаючи на малі габарити та простоту в обслуговуванні, дозволяє досягти високого рівня якості при виконанні операцій, пов'язаних із свердлінням.

Обладнання з числовим програмним керуванням призначене для створення наскрізних чи глухих отворів у металевих заготовках та деталях. Основними складовими верстата є:

• мітчики для різьблення;
• свердла різних діаметрів;
• розгортки;
• Зенкер.

Крім перерахованих елементів, на верстат може встановлюватись додаткове обладнання. Однак наявність числового програмного управління передбачає використання спеціального комп'ютерного блоку, в пам'ять якого вносять усі нюанси майбутньої запланованої операції.

Особливість радіально-свердлильних верстатів полягає у можливості робити потрібні отвори під будь-яким кутом до поверхні деталі. У такому випадку вигляд кожного отвору залежить від кута його осі.

Усі необхідні дані вносять у пам'ять комп'ютера і виконання запланованої операції можливо високому рівні якості і застосування ручного праці оператора.

Завдяки конструктивним особливостям верстата, про наявність яких подбали розробники, обробці підлягають деталі зі складною геометрією та нестандартними параметрами.

Отвори, оброблювані цьому верстаті, мають циліндричну і навіть конічну форму. Усі деталі надійно фіксуються, а інструменти, призначені для різання металу, плавно рухаються у заданому напрямку.

Радіально-свердлувальні верстати з ЧПУ можуть бути великогабаритними або мати невеликі розміри та встановлюватись на робочому столі. У будь-якому відрізняються всі вони характеристиками, що дозволяє працювати на них з деталями, виготовленими з різних металів.

Конструктивні вузли

Існує 4 види радіально-свердлильних верстатів, що відрізняються за своїми конструктивними особливостями та наявністю в конструкції певних вузлів:

• Стаціонарне обладнання, у якому виконуються операції загального типу.
• Обладнання, оснащене колоною, особливістю якої є здатність переміщатися по встановленим напрямним вздовж поверхні оброблюваної деталі.
• Верстати, що відрізняються особливо великими габаритами, самі пересуваються у заданому напрямку. Напрямними цими моделями служать спеціально змонтовані рейки.
• Малогабаритні верстати, що встановлюються у зоні виконання робіт. Вони призначені для виконання операцій високої точності.

Робота на верстаті, оснащеному числовим програмним управлінням, потребує спеціальної підготовки та наявності великої кількості знань та умінь.

Для роботи з числовим програмним управлінням потрібні певні навички та вміння

Незважаючи на наявність деяких конструктивних особливостей, кожна модель має у своєму оснащенні основу, що відрізняється високим ступенем надійності.

На ньому фіксується деталь. Циліндрична колона радіально-свердлувального верстата, на якій закріплена горизонтальна траверса, зроблена таким чином, що може здійснювати обертальні рухи.

Траверса переміщається в горизонтальній площині, але для виконання операцій зі свердління або створення внутрішнього різьблення необхідно, щоб в оснащенні верстата була свердлильна бабка з робочим шпинделем. Саме шпиндель необхідний для надійної фіксації інструменту для різьблення по металі.

Така конструкція досить проста і задана робота на стаціонарному устаткуванні виконується в короткий термін з мінімальною витратою фізичних сил.

ЧПУ свердлильний

Як працює агрегат?

Функціональність радіально-свердлувального верстата залежить від якості його складових. Наприклад, робота цього обладнання вимагає встановлення в свердлильній бабці коробки перемикання швидкостей та регулювання робочих передач.

Всі маніпуляції, пов'язані з обробкою металевих деталей, виконуються завдяки точному та ритмічному обертанню ріжучого інструменту.

На лицьовій панелі розташований свого роду центр управління верстатом і всіма операціями, що виконуються. Від якості та особливостей електричного двигуна, яким оснащений радіально-свердлильний верстат, залежить його потужність. Однак параметри здійснюваної обробки залежать від різних факторів, серед яких:

• діаметр отвору, що створюється;
• найбільша відстань, яку здатний переміщатися шпиндель;
• номер конуса, який розташований у внутрішній частині шпинделя та приєднаний до верстата;
• кількість щаблів, за допомогою яких можна регулювати частоту обертання шпинделя;
• кількість оборотів шпинделя.

Радіально-свердлувальні верстати належать до складного, але високоефективного та багатофункціонального обладнання.

Більшість таких верстатів використовуються на великих підприємствах, а числове програмне управління значно полегшує роботу по створенню різного діаметра отворів в деталях найскладнішої форми.

Переваги верстата з ЧПУ

Головна особливість радіально-свердлувального верстата з числовим програмним керуванням – легкість та велика швидкість обробки. Це можливо завдяки наявності комплексу обладнання, до складу якого входять системи:

• гідравлічна;
• механічна;
• електричний.

Для створення верстатів використовують різноманітні метали. Це може бути чавун чи сталь високої міцності. Процес створення обладнання потребує використання матеріалів, що пройшли спеціальну обробку.

Присадковий верстат призначений для створення отворів як наскрізних, так і глухих. А оснащення його числовим програмним управлінням дозволяє значно прискорити виробничий процес, не знижую рівень точності операцій, що виконуються.

Сучасні радіально-свердлувальні верстати, оснащені числовим програмним керуванням – обладнання надійне, надточне, довговічне, багатофункціональне.

Переваги системи ЧПУ

У багатьох моделей верстатів збільшено розміри робочої плити, змінено більшу кількість робочих передач і вбудованих швидкостей шпинделя.

Все має величезний позитивний вплив на продуктивність праці, а блок ЧПУ помітно полегшує керування верстатом. Важливо й те, наскільки якісно облаштовано систему охолодження. Для цього агрегати оснащуються потужними двигунами насосів.

Під час створення верстата з ЧПУ використано кілька схем, які забезпечують ефективне управління та контроль виробничого процесу. Наприклад, керування вертикальним переміщенням здійснюється завдяки наявності упорів та перемикачів, запису програми на перфострічку або набору програми на штекерній панелі.

Сьогодні на виробництві набули широкого поширення верстати з ЧПУ, що відрізняються складнішою конструкцією. Їхня колона здатна виконувати повний поворот навколо своєї осі, а робоча головка змонтована на траверсі, здатній переміщатися по вертикалі.

Це свідчить, що сучасне устаткування, оснащене числовим програмним управлінням як спрощує виконання звичних операцій, а й гарантує високий рівень якості створених деталей.

Відео: Радіально свердлильний верстат

Відомості про виробника вертикально-свердлувального верстата 2Р135Ф2

Виробник свердлильних верстатів моделей 2Р135Ф2, 2Р118Ф2, 2Н125, 2Н135, 2Н150, 2Г175 Стерлітамацький верстатобудівний завод, заснований у 1941 році.

Історія Стерлітамацького верстатобудівного заводу починається 3 липня 1941 року, коли почалася евакуація Одеського верстатобудівного заводу до міста Стерлітамак.

Вже 11 жовтня 1941 р. Стерлітамакський верстатобудівний завод почав випускати спеціальні агрегатні верстати для оборонної промисловості.

В даний час завод випускає металообробне обладнання, серед якого - свердлильні та хонінгувальні верстати, токарні та фрезерні верстати з ЧПУ, багатофункціональні обробні центри, металообробний та ріжучий інструмент.

2Р135Ф2 верстат вертикально-свердлильний з ЧПУ. Призначення та сфера застосування

Вертикальний свердлильний верстат із шестишпиндельною револьверною головкою, з хрестовим столом та числовим програмним управлінням (ЧПУ) призначений для свердління, розсвердлювання, зенкування, розгортання, нарізування різьблення та фрезерування у дрібносерійному та серійному виробництві різних галузей промисловості.

Свердлильний верстат 2Р135Ф2 застосовують для обробки корпусних деталей і деталей типу «фланець», «кришка», «плита», «важіль», «кронштейн».

Електросхема і ЧПУ дозволяють здійснити на верстаті такі технології:

• Свердління;
• Підрізування торця (цікування);
• Розточування;
• Нарізування різьблення;
• Глибоке свердління;
• Фрезерування.

Принцип роботи та особливості конструкції верстата

Наявність на верстаті шестишпиндельної револьверної головки для автоматичної зміни інструменту, хрестового столу з програмним керуванням дозволяє здійснювати координатну обробку деталей типу кришок, фланців, панелей без попередньої розмітки та застосування кондукторів.

Вертикально-свердлильний верстат 2Р135Ф2 має великі діапазони частоти обертання шпинделя та подач, що повністю забезпечують вибір нормативних режимів різання при обробці різних конструкційних матеріалів.

Верстати забезпечують точність міжосьових відстаней отворів, що обробляються, до 0,10-0,15 мм і можуть працювати в автоматичному циклі (в цьому режимі виконується багатоопераційна обробка деталей з великим числом отворів).

Конструкція верстата 2Р135Ф2. На підставі верстата змонтована колона, прямокутним вертикальним напрямним якої переміщається шпиндельна бабка (супорт), що несе револьверну головку. На колоні жорстко змонтовано коробку швидкостей та редуктора подач. Хрестовий стіл має основу, яким переміщаються в поперечному напрямі санки, що несуть власне стіл. Останній у свою чергу може переміщатися в поздовжньому напрямку напрямними санчатами. Переміщення санок та столу здійснюють від редукторів.

Система числового програмного управління. Верстат моделі 2Р135Ф2 оснащений пристроєм числового програмного управління Координата С70-3", верстат моделі 2Р135Ф2-1 пристроєм ЧПУ 2П32-3, Які забезпечують одночасне переміщення столу по осях X і У при позиціонуванні управління переміщенням по осі (від координати), дає можливість керувати поворотом револьверної головки, вибирати величину робочої подачі та частоти обертання шпинделя. Пристрій має цифрову індикацію, передбачене введення корекцій на довжину інструменту.

Позиційна прямокутна система ЧПУ замкнута, як вимірювальний використовують кодові перетворювачі. Точність позиціонування столу та супорту становить 0,05 мм, дискретність програмування та цифрової індикації дорівнює 0,05 мм. Число керованих координат: всього – три; одночасно – дві.

Проектна організація - Експериментальний науково-дослідний інститут металорізальних верстатів (ЕНІМС) та Стерлітамацький верстатобудівний завод ім. В. І. Леніна.

Верстат прийнятий до серійного виробництва 1979 р.

Габаритні розміри робочого простору верстата 2р135ф2

Фото вертикально-свердлильного верстата з ЧПУ 2р135ф2

Розташування основних частин свердлувального верстата 2Р135Ф2

Розташування основних вузлів верстата 2р135ф2

Позначення основних частин свердлильного верстата 2Р135Ф2

1. Основа верстата
2. Санки столу
3. Револьверна головка
4. Шпиндельна бабка (супорт)
5. Коробка швидкостей
6. Редуктор подач
7. Підвісний пульт керування
8. Шафа з апаратурою керування електрообладнанням
9. Шафа з апаратурою ЧПУ
10. Колона
11. Хрестовий стіл

На підставі (станині) 1 верстата розміщені санки 2 хрестового столу, що має телескопічний захист напрямних. По вертикальним напрямним колони переміщається шпиндельна бабка, на якій змонтована шестишпиндельна револьверна головка, що дозволяє здійснювати автоматичну зміну інструменту за програмою, що управляє. Для прискорення ручної заміни інструменту в револьверній головці передбачено спеціальний випресувальний пристрій. Керувати верстатом можна з підвісного пульта.

Рухи у верстаті

• Головний рух – обертання шпинделя з інструментом
• Переміщення по осях верстата:
• Вісь Х - поздовжня подача - поздовжнє переміщення столу по напрямних санчат
• Вісь Y - поперечна подача - поперечне переміщення санок по напрямних станини
• Вісь Z - вертикальна подача - вертикальне переміщення шпиндельної бабки (супорта) по напрямних стійки
• Допоміжні рухи - прискорене переміщення супорта, періодичний поворот револьверної головки, точні та прискорені переміщення столу та санок (рух позиціонування).

Для керування переміщеннями столу (координати X та Y) від програми, записаної на перфострічку, верстати обладнуються різними пристроями ЧПУ (один із найпоширеніших – УЧПУ «Координата С-70»). Подача координати Z здійснюється в режимі циклового управління. Для координатних переміщень столу може бути також використане ручне введення даних на пульті ЧПУ. Наявність цифрової індикації дає змогу вести візуальне спостереження за положенням столу, а також контролювати правильність запису програми на перфострічці.

У верстатах передбачено зворотний зв'язок за становищем робочих органів кожному з двох керованих від перфострічки переміщень. Як датчики зворотного зв'язку використовуються кругові електроконтактні кодові перетворювачі. Переміщення револьверної головки на швидких і робочих ходах в обох напрямках обмежуються кулачками, що настроюються, що впливають на перемикачі (електроупори).

Кінематична схема свердлильного верстата 2Р135Ф2-1

Кінематична схема свердлильного верстата 2р135ф2-1 з УЧПУ 2П32-3

Кінематична схема верстата (рис. 4.6) складається з наступних незалежних кінематичних ланцюгів: приводу головного руху (обертання шпинделів револьверної головки); приводу подач хрестового столу; приводу супорта з револьверною головкою; повороту револьверної головки; випресовування інструменту зі шпинделів.

Ланцюг головного руху

Ланцюг головного руху: двошвидкісний асинхронний електродвигун M1 (N=4/4,5 кВт; n = 1470/990 об/хв) - зубчаста передача 29/41-вал I - вал II (через передачі 24/48 та 36/36 при - вал V через конічну зубчасту передачу 21/21 - на один з шпинделів револьверної головки через передачі 35/42; 31/49; 49/47; 47/35.

Ланцюг приводу подач хрестового столу

Ланцюг приводу подач хрестового столу має два редуктори, один з яких здійснює рух столу по санках (вісь X), а другий - рух санок по станині (вісь У).

Кінематичний ланцюг приводу санок

Кінематичний ланцюг приводу санок забезпечує їх швидке, середнє та повільне переміщення. Швидке переміщення (зі швидкістю 7000 мм/хв): електродвигун М4 (N=0,6 кВт; п=1380 об/хв) - передачі 16/40; 34/22; 22/52; 52/34 - кульковий гвинт.

Переміщення із середньою швидкістю (200 мм/хв): електродвигун М4 - передачі 16/64; 25/55; 25/55; 38/42; 22/52; 52/34 - кульковий гвинт. Повільне переміщення (зі швидкістю 50 мм/хв): електродвигун М4 - передачі 16/64; 25/55; 25/55; 16/64; 22/52; 52/34 - кульковий гвинт. На кульковому ходовому гвинті змонтовано датчик зворотного зв'язку.

Переміщення столу по санках походить від електродвигуна М5 (N = 0,6 кВт; n = 1380 об/хв); кінематична ланцюг приводу цього переміщення аналогічна кінематичного ланцюга приводу переміщення санок.

Ланцюг приводу супорта з револьверною головкою

Ланцюг приводу супорта з револьверною головкою: електродвигун М2 постійного струму (N = l,3 кВт; n = 50..2600 об/хв) - передача 13/86 (або передача 37/37 - передача черв'якова 4/25 - ходовий гвинт, оснащений гальмівною муфтою (що запобігає довільному опусканню супорта при відключенні електродвигуна) і датчиком зворотного зв'язку ДЗ.

Ланцюг приводу повороту револьверної головки

Ланцюг приводу повороту револьверної головки: електродвигун М3 (N=0,7/0,9 кВт; n= 1400..2700 об/хв) - передача 23/57 - передача черв'якова 1/28 - передача 16/58 - корпус револьверної головки .

Випресування інструментів із шпинделів

Випресування інструментів зі шпинделів: електродвигун М3 - передача 18/52 (при включеній муфті) - черв'ячна передача 1/28 - передача 21/21 - ексцентрик, змонтований в пазу осі повороту головки головки і випресовує інструмент.

Змащування супорта револьверної головки

Змащування супорта револьверної головки здійснюється примусово за наступною схемою: електродвигун МОЗ - передачі 18/52; 52/75 - ексцентрик ЕЗ, що приводить у дію плунжерний насос.

Змащування коробки швидкостей

Змащування коробки швидкостей здійснюється від шестерного насоса, що приводиться в дію електродвигуном коробки швидкостей через клиновий ремінь. Масло, що подається насосом, надходить у розподільчу камеру, де воно розподіляється для змащування всіх рухомих частин коробки швидкостей і електромагнітних муфт, а потім зливається в резервуар. Рівень олії контролюють масловказівником.

Змащування редукторів подачі супорта та хрестового столу

Змащування редукторів подачі супорта та хрестового столу здійснюється розбризкуванням олії зубчастими передачами. Рівень олії контролюють візуально за допомогою масловказівників.

Змащування напрямних та гвинтових пар хрестового столу

Змащування напрямних та гвинтових пар хрестового столу здійснюють вручну за допомогою лубрикатора. Підшипники шпинделів револьверної головки змащують пластичним мастилом.

Подача охолоджувальної рідини

Подача рідини, що охолоджує, здійснюється від відцентрового насоса. Для охолодження інструменту в зоні різання передбачений індивідуальний привід, що дозволяє спрямовувати струмінь рідини, що охолоджує, в потрібне місце. Подача охолоджуючої рідини в автоматичному циклі починається під час руху супорта вниз (початок робочої подачі) і припиняється з початком повернення супорта у вихідне положення (при цьому на пульті управління повинен бути включений відповідний тумблер).

Електроустаткування верстата

Електроустаткування верстата складається з шаф релейної автоматики та УЧПУ, що окремо стоять, а також з елементів, встановлених безпосередньо на верстаті. Електричні з'єднання між вузлами верстата та УЧПУ виконані джгутами в металорукавах, що закінчуються роз'ємами.

Електрична схема верстата забезпечує такі режими його роботи:

• налагоджувальний;
• напівавтоматичний із введенням завдання від перемикачів УЧПУ;
• напівавтоматичний із введенням завдання від перфострічки;
• автоматичний із введенням завдання від перфострічки.

Режим вибирають за допомогою перемикачів, розташованих на пультах керування верстата та УЧПУ.

Налагодження верстата

Незалежно від положення перемикача режимів роботи на пульті УЧПУ, налагоджувальний режим включають перемикачем 23, розташованим на пульті управління верстата (рис. 4.7). У режимі налагодження, що здійснюється за допомогою органів управління, розташованих на пульті верстата, виробляють: поворот револьверної головки в задану позицію; випресування інструменту; включення та вимикання обертання шпинделя; переміщення столу по осях X і Y відповідно до обраної швидкості та напряму; переміщення супорта револьверної головки по осі Z відповідно до завдання.

Встановлення робочих органів верстата в нульове положення

Установку робочих органів верстата в нульове положення виконують автоматично перед командою «Введення програми». При натисканні кнопки 15 супорт револьверної головки швидко піднімається до спрацьовування кінцевого вимикача по координаті Z. Стіл рухається до спрацювання кінцевих вимикачів по координатах X і У одночасно подаються команди в УЧПУ про вихідне положення робочих органів. Цикл встановлення закінчено.

Поворот револьверної головки

Для вибору позиції револьверної головки перемикач 24 встановлюють потрібну позицію. Натисканням кнопки 6 починають цикл повороту револьверної головки задану перемикачем 24 позицію. При натисканні на кнопку 6 та відсутності завдання головка здійснює безперервний рух.

Увімкнення шпинделя в режимі «Налагодження»

Увімкнення шпинделя в режимі «Налагодження» для всіх операцій, (крім різьбонарізання) виконують кнопкою 21, а вимкнення - кнопкою 22 (при різьбонарізанні кнопки 21 і 22 не працюють). Частоту обертання шпинделів встановлюють перемикачем 27.

Переміщення робочих органів по осях X, Y, Z

Переміщення робочих органів по осях X, Y, Z. Вибір працюючої осі роблять перемикачем 4.

Вибір швидкого, середнього або повільного переміщення проводять перемикачем 7, а вибір напрямку переміщення перемикачем 5.

Налаштування початку програми у площині XY

Для налаштування початку програми в площині XY використовують оправки-уловлювачі або центрошукачі. У ручному режимі поєднують вісь шпинделя з початком програми, набирають на пульті УЧПУ такі значення зміщення нуля по осях X та Y, які дають нульові показання цифрової індикації.

Налаштування верстата осі Z проводять після установки ріжучого інструменту в шпинделі револьверної головки. У вихідному положенні супорта перевіряють, щоб револьверна головка при обертанні не торкалася пристосування із затиснутою в ньому заготовкою.

Настановне креслення свердлильного верстата 2р135ф2

Технічні характеристики верстата 2Р135Ф2

Найменування параметра	2Р135Ф2
Основні параметри верстата
Найбільший діаметр свердління сталі 45, мм	35
Найбільший діаметр різьби, що нарізається, в сталі 45, мм	М24
Найменша та найбільша відстань від торця шпинделя до поверхні столу, мм	40..600
Відстань від осі вертикального шпинделя до напрямних стійки (виліт), мм	450
Найбільший діаметр фрези, мм	100
Найбільша глибина фрезерування, мм	2
Найбільша ширина фрезерування, мм	60
Поздовжнє переміщення столу по напрямних санчат (Вісь Х), мм	630
Поперечне переміщення санок по напрямних станини за програмою (Вісь Y), мм	360
Найбільше переміщення шпиндельної бабки за програмою (вісь Z), мм	560
Супорт. Шпиндельна бабка. Шпіндель
Частота обертання шпинделя, об/хв	45..2000 31..1400
Кількість швидкостей шпинделя	12
Швидкість швидкого переміщення супорта (шпиндельної бабки), м/хв.	4
Кількість подач супорту по осі Z, мм	18
Подачі супорта, мм	10..500
Найбільший допустимий момент, що крутить, Нм	200
Конус шпинделя
Робочий стіл
Розміри робочої поверхні столу, мм	400 х 710
Число Т-подібних пазів Розміри Т-подібних пазів	3
Швидкість швидкого переміщення столу та санок, м/хв	7
Швидкість подачі столу та санок при фрезеруванні, м/хв.	0,22
Мінімальна швидкість переміщення столу, м/хв	0,05
Точність позиціонування столу та санок на довжині ходу, мм	0,05
Система ЧПУ 2П32-3
Число керованих координат	3
Число одночасно керованих координат	2
Дискретність завдання переміщення столу, санок і супорта, мм	0,01
Електроустаткування, привід
Електродвигун приводу головного руху, кВт	3,7
Електродвигун приводу переміщення шпиндельної бабки (супорта), кВт	1,3
Електродвигун приводу переміщення санок та столу, кВт	1,1
Електродвигун приводу обертання револьверної головки, кВт	0,75
Електронасос охолоджувальної рідини Х14-22М, кВт	0,125
Габарит верстата
Габарити верстата, мм	1800 х 2170 х 2700
Маса верстата, кг	5390

Список литературы

1. Грачов Л.М.Конструкція та налагодження верстатів з програмним управлінням та роботизованих комплексів, 1986, стор.122
2. Панов Ф.С.Робота на верстатах з ЧПУ, 1984, стор.163
3. Лоскутов B.ВСвердлильні та розточувальні верстати, 1981, стор.130
4. Вінніков І.З., Френкель М.І.Свердлильник, 1971
5. Вінніков І.З.Свердлильні верстати та робота на них, 1988
6. Сисоєв В.І.Довідник молодого свердувальника, 1962

Свердлильні верстати з ЧПУ призначені для свердління заготовок з високою точністю та продуктивністю. Використовуються в дерево-, металообробних майстернях при виробництві різних деталей будь-яких видів складності, а також в інших сферах промисловості.

Свердлильний верстат з ЧПУ

Свердлувальні верстати з ЧПУ використовуються для виконання операцій з обробки заготовок з різних матеріалів: свердління, підготовки отворів під монтаж кріплень або фіксації деталей. Застосовуються у дрібно- та великосерійному виробництві корпусних або рамних конструкцій.

Пристрій та принцип роботи

Верстати складаються з наступних компонентів:

• сталевої або чавунної основи;
• робочого столу з координатною площиною, що переміщається;
• крокових двигунів для позиціонування столу;
• револьверної головки для кріплення свердел;
• супорта;
• несучої колони;
• електродвигуна;
• коробки перемикання швидкостей обертання шпинделя;
• підвісного пульта керування;
• блоки з ЧПУ;
• запобіжного скла;
• системи охолодження.

Також можливе розширення функцій обладнання під вирішення специфічних завдань:

• поворотні чи похилі механізми робочих столів;
• встановлення патронів різьбонарізного типу;
• монтаж навісних кондукторів;
• заміну стандартних патронів на швидкознімні чи револьверні;
• поворотної колони.

Для програмування ЧПУ можуть використовуватись такі методи:

• набір програми через інтерфейс керування;
• встановлення перфокарт, застосування перфострічок або інших пристроїв, що запам'ятовують;
• зміна положення спеціальних перемикачів або застосування упорів.

Робота обладнання свердлувального типу з ЧПУ ґрунтується на наступних принципах:

1. Програмується ЧПУ або використовуються встановлені налаштування.
2. Оператор встановлює заготівлю, визначає її координати розміщення робочому столі.
3. Послідовно вводяться координати програму.
4. Програма розраховує траєкторію переміщення інструменту чи робочого стола під час запуску процесу обробки.
5. Встановлюються свердла, фіксуються. Обов'язково вибирається правильне положення всередині патронів.
6. Запускається програма виконання. Починають працювати механічні вузли.
7. Свердло позиціонується над заданою програмою крапкою, виконується обробка заготовки.
8. Після завершення обробки робочий інструмент переміщається у вихідне положення.
9. На дисплеї відображається повідомлення про завершення всіх завдань. Далі потрібно замінити деталь на заготівлю, вибрати програму, послідовно виконати весь алгоритм заново.

Технічні характеристики

Основні технічні характеристики:

• максимальний діаметр встановлюваних свердел - 63 мм;
• розміри робочого столу – 1,2х1,2 м;
• граничні навантаження заготовок – до 5 тонн;
• частота обертання шпинделя - від 16 до 2000 об/хв;
• швидкість позиціонування свердла у площині – до 10 тис. мм/хв, а по вертикалі – до 3 тис. об/хв;
• потужність двигунів – до 10 кВт;
• харчування - від одно- чи трифазної мережі.

Різновиди

Випускаються такі види пристроїв із програмним керуванням:

• горизонтально- або вертикально-свердлувальні верстати з ЧПУ для створення глибоких отворів усередині деталей;
• центрувальні, що використовуються для просвердлювання торцевих отворів у заготовках;
• радіально-свердлильні , застосовувані для обробки великих деталей у важкій промисловості.

Координатно-свердлильний верстат ЧПУ по металу за кількістю шпинделів буває:

• одношпиндельним, який використовується для просвердлювання отвору певного діаметра;
• багатошпиндельним, що дозволяє за один техпроцес свердлити в деталях кілька отворів різного діаметра.

Координатно свердлильний верстат з ЧПУ

Принципи вибору

Вибір верстатів необхідно виконувати на основі таких критеріїв:

• потужності силового агрегату;
• функціональних можливостей свердління - поворотний стіл, кріплення одного або набору свердлу, швидкість позиціонування робочого інструменту;
• технічних характеристик координатного майданчика – розмірів, гранично допустимого навантаження;
• частоти обертання головки зі свердлом;
• типу встановленої системи охолодження; методу подачі рідини;
• параметрів переміщення робочого інструменту над столом, що визначають допустимі розміри оброблюваних деталей;
• точності позиціонування;
• характеристик ЧПУ, зручності керування, програмування, введення даних;
• вартості обладнання;
• тривалість гарантійного терміну;
• складності обслуговувань, ремонтів, наявності у продажу витратних матеріалів.

Експлуатація

Верстати для свердління, оснащені ЧПУ, необхідно експлуатувати відповідно до таких вимог:

• дозволена установка тільки всередині опалюваних приміщень з оптимальним рівнем вологості;
• допустима обробка заготовок, що відповідають вимогам виробника конкретної моделі;
• всі вузли, механізми слід підтримувати в чистоті, своєчасно змащувати, обслуговувати, стежити за станом, виконувати заміну, не допускаючи критичних ушкоджень;
• перед виконанням робіт слід переконатися у повній працездатності всіх агрегатів, перевірити наявність захисних екранів, здатність верстата вимикатися у разі аварійних ситуацій;
• у разі виявлення несправностей неприпустимо обробляти заготівлі;
• неприпустимо виконувати свердління деталей із матеріалів, що не підходять під параметри встановлених свердл;
• у разі припинення подачі охолоджувальної рідини або мастил для змащування механізмів слід припинити роботу верстата для усунення несправностей;
• після початку виконання програми ЧПУ забороняється торкатися обертових або рухомих вузлів.

Переваги та недоліки

До переваг свердлильних верстатів відносяться:

• точне позиціонування свердла над поверхнею деталі;
• багатоступінчаста обробка;
• регулювання крутного моменту, швидкості обертів, ходу свердла вздовж осьової лінії;
• свердління під різними кутами;
• простота програмування ЧПУ, зміни програм виконання різних виробничих завдань;
• автоматичний контроль поточного стану верстата;
• висока надійність механічних елементів;
• захист від перегріву свердла;
• високий ресурс вузлів та механізмів;
• багато різних моделей, що дозволяють переміщати шпиндель зі свердлом над робочим столом чи навпаки;
• простота в експлуатації, обслуговуванні, ремонті;
• висока продуктивність праці;
• безпека в роботі через відсутність контактів з небезпечними механічними вузлами.

Недоліки верстатів з ЧПУ для свердління:

• висока вартість обладнання;
• великі габарити та маса;
• для роботи потрібен навчений персонал - оператори, наладчики.

Якісне виготовлення деталей

Виробники та вартість

Моделі свердлувальних верстатів із ЧПУ випускаються на наступних підприємствах:

• ВАТ "Астраханський верстатобудівний завод";
• ЗАТ "КомТех-Плюс";
• ВАТ «Стерлитакамський верстатобудівний завод»;
• Завод «ПромБудМаш»;
• ВАТ "Рязанський верстатобудівний завод";
• ВАТ «Кіровський верстатобудівний завод».

Вартість верстатів в залежності від їх типів така:

• професійні радіально-свердлильні настільні – від 120 тис. руб.;
• радіально-свердлильні для відповідальних робіт – від 150 тис. руб.;
• важкі промислові – від 400 тис. руб.;
• радіально-свердлувальні промислові з обертається на 360 0 опорою - від 1 млн. 100 тис. руб.

Верстати в залежності від моделей можуть відрізнятись специфікою роботи, взаємодії з оператором, а також мати інші особливості. Проте основний принцип обробки заготовок зберігається.

Свердлильні верстати виконують завдання зі свердління різноманітних деталей, які потім підуть на складання більших механізмів.

Обробляти деталі свердлувальні верстати дозволяють дуже легко. У сучасному світі можна зустріти координатно-розточувальні, радіально-вертикальні, радіально-пазувальні та безліч інших різновидів верстатів.

1.1 Особливості верстатів з ЧПУ

Крім великої кількості переваг у стандартних свердлильних верстатів, є у них свої недоліки. Насамперед вони стосуються того, що це обладнання є досить громіздким, і керувати його пересуванням дуже складно.

Більшість шпинделів, якщо йдеться про саморобний горизонтально-свердлильний, пазовий або саморобний радіально-свердлильний верстат, знаходиться або повністю нерухомому, або в частково-рухливому положенні.

Тобто їх можна контролювати лише частково. Все ж таки переміщення деталей здійснюються вручну, за рахунок обертання столу, якщо така характеристика на ньому присутня, або переміщення самих фіксуючих елементів.

При цьому якщо вами не використовується координатно-орієнтований стіл, доведеться працювати практично на око, а це теж забирає час, особливо у новачків.

Така слабка функціональність у плані ефективного переміщення деталей не могла бути не помічена, що призвело до появи верстатів з ЧПУ.

Наразі ЧПУ розшифровується як «числове програмне управління». Це спеціальний модуль, який здатний зчитувати команди та передавати їх на робоче обладнання.

При цьому є різні моделі ЧПУ. Деякі моделі призначаються для широкого застосування (наприклад свердління по дереву), інші ідеально підходять, коли людині потрібна обробка деталей на верстаті.

Встановлений на настільний верстат ЧПУ дозволяє налаштовувати рух його елементів.Самі переміщення здійснюються з допомогою рухомих планок, валових гвинтів тощо.

Різні моделі такого обладнання рухаються по-різному. Розточувальні верстати з ЧПУ переміщують тільки заготовку і сам шпиндель, але тільки в одній площині. Втім, більшого верстата і не повинні надавати, адже їхні завдання досить тривіальні.

Пазовий горизонтальний верстат з ЧПУ, хоча такі моделі зустрічаються досить рідко, більше функцій для переміщення віддає на стіл, що підтримує.

Радіально-свердлувальні моделі верстатів, зокрема 2Р135Ф2, а також інші їх радіально-вертикальні подібності з ЧПУ розкриваються повною мірою. У такому устаткуванні рух віддаються практично всі елементи.

Якщо розточувальні верстати з ЧПУ здатні керувати своїми деталями майже однієї площини, то радіально-свердлильні вже можуть змінювати положення шпинделя, столу, його елементів і т.д. Звичайно, переміщення всіх деталей зовсім не потрібно.

Наприклад, якщо радіально-свердлильний верстат може переміщувати стіл по осі X і Y, йому залишається тільки відрегулювати висоту шпинделя, але в самому його переміщенні вже необхідності немає.

Як ви самі розумієте, горизонтальний настільний верстат із ЧПУ в наш час практично не зустріти, а створити саморобний прототип такого обладнання своїми руками дуже складно. Однак це цілком нормально, адже обладнання, яким ведеться високоточна обробка по металу та не може мати просту конструкцію.

Та ж модель верстата 2Р135Ф2 складається з величезної кількості деталей, адже це відносно простий, якщо порівнювати з сучасними координатно-свердлильними моделями механізм.

2 Принцип дії обладнання з ЧПУ

Алгоритм дії верстата з ЧПУ можна описати кількома простими пропозиціями.

У його роботі закладено принципи обчислення координат у заданій площині. Застарілі ЧПУ, типу тих, що встановлені на верстаті 2Р135Ф2, не відрізняються особливою складністю.

Це скоріше обчислювальні машини, ніж комп'ютери. Воно чи не забезпечені процесорами та потужним обчислювальним обладнанням,або обладнані ними лише частково.

Втім, і цього більш ніж достатньо. Для зчитування інформації у застарілих моделях найчастіше використовується перфострічка. Наприклад, восьмирядна перфострічка на верстаті 2Р135Ф2. Зараз таке обладнання переважно зчитує цифрові носії.

Алгоритм функціонування:

1. Робочий визначає координати розташування деталі.
2. Проводиться введення даних у ЧПУ. Дані вводять послідовно, точка за точкою.
3. Запускається процес розрахунку траєкторії руху, роботи.
4. Налаштовуються всі необхідні елементи на верстаті, фіксуються робочі свердла.
5. Включається робота верстата.
6. За рахунок переміщення шпинделя або столу робочий елемент пересувається на потрібну точку та виконує своє завдання.
7. Після завершення ЧПК перетворюється на режим очікування, запитуючи алгоритм своїх наступних дій.

Специфіка роботи різних моделей верстатів відрізнятиметься. Ті ж розточувальні зразки за своїм типом переміщення та маніпуляцій з робочими інструментами будуть серйозно відрізнятися, але загальний принцип дії залишається тим самим.

Переміщення елементів відбувається механічно, з допомогою маніпуляцій з рейками, гвинтами тощо. Але команди ними подаються електронні, а весь облік ведеться обчислювальними приладами.

2.1 Створення саморобного верстата з ЧПУ

Руки умільців не дарма прозвали золотими, адже багато винахідників навчилися створювати своїми руками верстати, що працюють так само, як сучасні агрегати з ЧПУ.

Звичайно, саморобний механізм такого типу поступатиметься заводському.І характеристика його дій буде далекою від ідеальної, але такі збірні верстати все ж таки можна використовувати для роботи по металу, дереву і т.д.

Найбільше мороки при складанні саморобного верстата з'являється, коли необхідно створити заміну на базові ЧПУ, а також маніпуляційним планкам, що рухають горизонтальний інструмент у зв'язці з обчислювачами.

Для цих цілей використовують:

• сучасні комп'ютери;
• Спеціальне програмне забезпечення;
• Невеликі процесори для завдання найпростіших команд;
• Спеціальні планки та перекладачі, зняті з принтерів.

На комп'ютері задається програма, і вона обраховує весь процес роботи. Потім його підключають до системи з уже заздалегідь встановленими параметрами. Причому також потрібно буде розмітити координати на столі.

За рахунок прямої чи непрямої передачі команд здійснюється маніпуляціярухом робочого елемента. А сам елемент рухається на рейках, що дає можливість переміщатися в трьох площинах.

Рейки і двигун для переміщення можна зібрати самостійно (це вкрай складно, але можливо), а можна зняти з принтерів або іншої техніки, пристосувавши для особистих потреб.

2.2 Створення саморобного верстата з ЧПУ (відео)

Затребуваний на багатьох підприємствах вертикально свердлильний верстат ЧПУ, поділяється на різні види та класи складності. Такі верстати застосовують, щоб виконувати роботи зі свердління різних отворів у заготовках; займатися зенкеруванням, розсвердлюванням.

Для цих операцій, а також для нарізування різьблення всередині деталі, користуються свердлами з хвостовиками циліндричної або конічної форми, різьбонарізними головками, розгортками, зенкерами, мітчиками, іншим інструментом.

Переваги

Головний параметр свердлувального обладнання – ідеально точні отвори. Досягнення цієї мети є можливості таких свердлильних верстатів:

• настільних та на колоні;
• тих, у яких шпиндель подається автоматично;
• вертикальних – з одним та кількома шпинделями;
• агрегатних та спеціалізованих;
• горизонтально-центрувальних, радіальних та різьбонарізних.

Враховуючи особливості продукції, що випускається, виробничі обсяги, добре мати в технічній базі підприємства стаціонарне обладнання всіх типів, щоб виконувати свердління на оптимальних в даному випадку верстатах.

Сфери застосування обладнання

Основна сфера застосування свердлильних верстатів – операції з металообробки. Закріплення інструментів у шпинделях – вертикальне, а заготовки, що підлягають обробці, закріплюють на робочому столі. Дуже складно, переміщаючи деталі, на око поєднати вісь майбутнього отвору з віссю свердла. Тому цей процес автоматизовано, щоб орієнтувати заготівлю, отримати отвір із потрібним діаметром.

Каталог обладнання з програмним управлінням включає такі позиції затребуваних верстатів:

• настільний – з одним шпинделем, що використовується для свердління невеликих отворів – до 12 мм;
• радіально-свердлильний - зі своєю сферою застосування, що обробляє великі важкі заготовки і висвердлює отвори, які треба розташувати по дузі;
• горизонтально-свердлильний – для виконання глибоких отворів у вузлах для стрілецької, артилерійської зброї;
• центрувальний – за його участю в торцях заготовок висвердлюють центрові отвори;
• багатошпиндельний – ефективний, якщо потрібно одночасно просвердлити кілька отворів;
• з поворотним шпинделем – здатний працювати одночасно у двох площинах;
• агрегатний - має кілька силових головок, що діють самостійно;
• спецверстат обмежується набором певних функцій.

Створено обладнання, що виконує комбіновану обробку заготовок: із свердлильною та розточувальною функціями одночасно, для свердління та нарізних робіт (багатошпиндельний варіант) та автоматичні центри свердлувального профілю.

Що стосується роботи з деревиною, то популярні вертикальні, що обробляють з одного або двох сторін; виконують свердління разом з фрезерними та довбурними роботами, вони ж призначені для виготовлення пазів, гнізд та видалення сучків.

Верстати вертикального типу

Відмінна особливість таких верстатів у тому, що розташування ріжучого інструменту на стійці – вертикальне, він починає рух завдяки потужному електродвигуну. А рухлива балка, що переміщається по стійці, – місце розташування основних вузлів, які забезпечують технологічний процес.

Тип керування у більшості вертикальних верстатів – ручний або напівавтоматичний.

Але коли потрібна ефективна робота для налагодження масового виробництва, воліють вертикально-свердлильний верстат із чпу. Він може бути радіальним (звичайним чи швидкісним); з колоною коробчатого перерізу, консольним або магнітною подушкою.

Довгожитель серійного виробництва

Серед верстатів для свердління вертикального типу є модель2р135ф2. Її серійний випуск розпочався ще 1979 року. Цей вітчизняний агрегат разом з іншими затребуваними моделями випускають на Стерлітамакському верстатобудівному заводі. Крім свердлильного металообробного обладнання, підприємство виробляє різноманітність хонінгувальних верстатів – шліфувально-притиральних, що застосовуються для валиків, плунжерів, втулок, концентричних отворів у деталях. З заводського конвеєра сходять десятки моделей металообробного обладнання та різального інструменту.

Якщо говорити конкретно про модель 2р135ф2, вона належить до особливо функціональним. У цього вертикального свердлильного верстата з ЧПУ в револьверній головці - шість шпинделів, координатний стіл, що називається ще й хрестовим. Саме він сприяє максимальній жорсткості, високій точності, забезпечує зручну установку та зміну інструменту.

На ньому виконують роботи з:

• зенкування, свердління, розсвердлювання та розгортання;
• фрезерування заготовок у технологічному процесі;
• обробці деталей, обходячись без попередньої розмітки;
• нарізування різьблення;
• координатної обробки заготовок.

У даного виду обладнання багато переваг. Достатньо назвати лише 5 головних:

1. Працює з великим діапазоном частоти обертання шпинделя та подач.
2. Автономно вибирає нормативний режим обробки заготовок із різного матеріалу.
3. Досягається точність відстаней між осями у отворів, що обробляються.
4. Реально, увімкнувши автоматичний режим, повертати револьверні головки.
5. Виконує автоматично багатоопераційну роботу з великою кількістю отворів.

За конструкцією верстат – гранично простий. Його основа з'єднана з колоною, а по вертикальним напрямним рухається супорт. На колоні зроблений жорсткий монтаж редуктора подач та коробки швидкостей. З координатного столу переміщаються санки. Вони й пересувають робочий стіл у поперечному напрямку. За допомогою редуктора стіл може переміщатися і в іншому напрямку.

Моделі 2Р135Ф2 було надано категорію якості вищого порядку, а числове програмне управління одночасно забезпечує рух робочого столу по двох осях - з точним позиціонуванням до 0,05 мм.

Устаткування нових моделей

Затребувані підприємствами та моделі з ЧПУ – F6, F8, F10. Вони служать для того, щоб з високою точністю свердлити наскрізні та глухі отвори в площинах та торцях меблевих щитів, заготовках із бруса. Вони потім йдуть на виготовлення корпусних меблів.

Таке обладнання знайшло застосування на меблевих фабриках, які займаються масовим чи серійним випуском продукції. У верстатів чимало переваг:

• за один прохід заготовки забезпечується процес свердління всіх карток присадки;
• простота у роботі: немає необхідності переналаштовувати верстат на кожну деталь, вибирається потрібна програма та встановлюється заготівля нового типу;
• легкість програмування: програма оптимізації сама вибирає варіант присадки (максимально швидкий при даному інструменті);
• можливий прохідний режим роботи (верстат обслуговують два) або режим повернення на завантаження панелі (при роботі одного оператора);
• надійна фіксація заготовок забезпечується пневматичними гальмами;
• обладнанням можна керувати, користуючись ергономічним пультом з відображенням всіх операцій, що здійснюються.

Верстатники мають можливість регулювати довжину, ширину і товщину матеріалу, а в роботі беруть участь вертикальні шпинделі (їх 7) і 1-2 горизонтальних.

Центри свердління горизонтального типу

Свердлильні верстати з чпу горизонтального розташування зручні, щоб виконувати обробку масивних заготовок за короткий час, шпиндель з різальним інструментом – великим свердлом у них розташований у горизонтальній площині. На багатьох моделях заготівля встановлюється нерухомо. Самі ж інструменти, завдяки наявності барабана, що обертається (на ньому кілька рухомих шпиндельних головок), наближаються до заготовок, безпомилково знаходячи точки свердління.

Спектр сучасного свердлильного обладнання, окрім верстатів, які можна зустріти в гаражах, авторемонтних майстернях, меблевому виробництві, в авіапромисловості та приладобудуванні; представлений надійними та максимально точними свердлильними центрами високої потужності з числовим керуванням, що гарантують найвищу якість.

Висновок

Свердлильне обладнання з можливостями числового програмного управління потрібне у сфері промислового виробництва, особливо вертикальний тип верстатів. Купуючи його, багато хто орієнтується на марку або керується фінансовими міркуваннями, вибираючи техніку вітчизняного випуску або вироблену за кордоном. Головне, щоб верстат мав заводську гарантію від виробника, відповідав своєму призначенню та чітко виконував свої функції.