Automātiskā virpa un tās raksturlielumi. Automātiska virpas vairāku vārpstu garenvirpošana ar CNC. Detaļu izgatavošana un apstrāde uz automātiskajām virpām

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-07 21:00

Virpa ir īpaša iekārta, kuras detaļu apstrāde tiek veikta bez strādnieka līdzdalības. Šāda veida aprīkojums ir dārgāks nekā parasti. Tomēr tiek uzskatīts, ka tas ir arī ērtāk lietojams. Visas darbības ar šādām iekārtām tiek veiktas automātiski. Strādnieks tikai uzrauga sagatavju iekraušanu un kontrolē saražoto detaļu kvalitāti.

Dažādas darbgaldu iespējas

Ir vairāki šāda aprīkojuma veidi. Detaļas var ražot uz vienas vārpstas vai vairāku vārpstu automātiem. Strukturāli tie nedaudz atšķiras. Vienīgā atšķirība ir tāda, ka tādām iekārtām kā vienas vārpstas virpas virpošana tiek veikta, izmantojot tikai vienu darba instrumentu. Daudzvārpstu mašīnu konstrukcijā tie ir vairāki. Pēc sagatavju veida visas virpas tiek sadalītas:

• skrūvju griešana;
• karuselis;
• sejas pagriešana;
• griežas-frēzēšana;
• torņa pagriešana;
• gareniskā pagriešana.

Skrūvju griešanas mašīnas tiek izmantotas visu veidu virpošanas operāciju veikšanai, karuselis - lielas masas sagatavju apstrādei. Sejas virpošanas mašīnas tiek izmantotas cilindrisku, frontālu un konisku izstrādājumu virpošanai. Reljefa apstrādei izmanto frēzēšanas iekārtas. Torņu virpas izmanto sarežģītas formas detaļu ražošanai. Par to, kam ir paredzētas garengriezuma mašīnas un kādas ir to konstrukcijas iezīmes, mēs sīkāk apspriedīsim tālāk.

Automātisko virpu piešķiršana

Tāpat kā ar parastajām mašīnām, šāda veida iekārtas veic šādus darbus:

• cilindrisku un pakāpienu virsmu garenvirpošana;
• ārējā slīpuma apstrāde;
• rievas, apšuvums un pleciem;
• urbšanas caurumi;
• urbšana;
• diegu griešana;
• grooving;
• profila pagriešana.

Vispārīgās dizaina iezīmes

Visas automātiskās un pusautomātiskās virpas, kā arī parastās iekārtas ir paredzētas, lai noņemtu noteiktas apstrādājamās detaļas daļas, to pagriežot. Pēc konstrukcijas dažādi šī aprīkojuma veidi var ievērojami atšķirties. Tomēr galvenās funkcijas lielākajai daļai veidu ir kopīgas. Jebkuras virpas dizains ietver: gultu,priekšējais un aizmugurējais balsts, kariete. Pēdējais ir paredzēts, lai noturētu instrumentu un pārvietotu to pareizajā virzienā. Par šo procesu ir atbildīgs īpašs padeves mehānisms.

Tādu iekārtu kā automātiskās virpas galvā ir piestiprināta vārpsta un ātruma maiņas mehānisms. Tas ir ļoti stingri fiksēts, jo tas var izraisīt vibrācijas, kas tiek pārnestas uz sagatavi un samazināt gatavās detaļas kvalitāti. Vārpsta galvas balstā ir piestiprināta pie gultņiem un aprīkota ar īpašām iespīlēšanas ierīcēm (cilpām vai patronām). To darbina atsevišķs elektromotors caur pārnesumkārbu.

Gultas virpas var izmantot dažādas (apgrieztas, V-veida, plakanas). Šis konstrukcijas elements ir jānovieto pēc iespējas precīzāk. Jebkādas novirzes izraisa ievērojamu saražoto produktu kvalitātes pazemināšanos.

Aizgales balsts tiek izmantots, lai atbalstītu garus sagataves griežot. Tas parasti atrodas gar galdu un fiksēts detaļas izgatavošanai ērtākajā pozīcijā.

Virpas var automatizēt, izmantojot kontrolieri vai mehānisku vadības ierīci. Šāda veida iekārtas atšķiras no vienkāršām CNC iekārtām ar to, ka arī sagataves šajā gadījumā tiek automātiski padotas apstrādei. CNC šādas iekārtas var aprīkot papildus.

Atšķirība starp automātiem un parastajām mašīnām

Tādējādi darbu ar šāda veida mašīnām var veikt tāpat kā ar vienkāršām virpošanas iekārtām. Atšķirība slēpjas faktā, ka daļu pagriešanauz automātiem tas tiek izgatavots saskaņā ar stingri iestatīto ciklu. Parastajā mašīnā strādnieks, pabeidzis vienas daļas izgatavošanu, var nekavējoties sākt griezt citu. Iekārtā izciļņa pārslēgšana aizņem vairākas stundas, un sagatavošanās tai prasa vairākas dienas.

Izmantojiet zonu

Automātiskās virpas ir daudz produktīvākas nekā parastās iekārtas. Tā kā to biežas maiņas rezultātā tiek zaudēts ražošanas laiks, šīs iekārtas parasti izmanto liela mēroga ražošanā. Turklāt, tā kā šāds aprīkojums ir diezgan dārgs, ieteicams to izmantot tikai tad, ja ir nepieciešams izgatavot ļoti sarežģītu formu detaļas ar lielu skaitu pāreju. Ļoti bieži uzņēmumi izmanto ļoti specializētas šāda veida iekārtas, kas paredzētas vienas daļas vai nelielas produktu grupas ražošanai.

Vairāku vārpstu mašīnas

Šāda veida automātiskās virpošanas iekārtas tiek izmantotas rūpnīcās dažādu formu un izmēru detaļu masveida ražošanai. Tādā veidā šādas mašīnas atšķiras no vienas vārpstas mašīnām, kuras galvenokārt izmanto sērijveida identisku izstrādājumu ražošanai. Ir divu veidu šādas iekārtas:

• Horizontāli. Galvenā šādu mašīnu priekšrocība ir izejmateriāla iekraušanas ērtība. Tāpēc tos izmanto tur, kur tiek izmantota nepārtraukta stieņa padeve.
• Vertikāli. Šīs šķirnes vairāku vārpstu mašīnu priekšrocība ir mazi izmēri. Novieto iekštelpu aprīkojumušis veids neaizņem pārāk daudz.

Vairāku vārpstu automātisko virpu dažkārt var izmantot neliela apjoma ražošanā. Bet tikai tad, ja tas ir aprīkots ar CNC.

Garenvirpošanas mašīnas

Šāda veida aprīkojums pēdējā laikā kļūst arvien populārāks. Garenvirpošanas mašīnas tiek izmantotas galvenokārt mazu ļoti sarežģītas formas detaļu ražošanai. To dizaina īpatnība ir kustīga vārpstas galvas klātbūtne. Šādās mašīnās tiek izmantots skavas veids. Pretvārpsta bīdāmās galvas mašīnās ir uzstādīta uz augstas precizitātes lineārām vadotnēm.

Šīs šķirnes iekārtu iezīme, cita starpā, ir mazi izmēri. Viņu darba zona arī nav pārāk plaša. Šāda veida mašīnas parasti darbojas ar ļoti lielu ātrumu.

Automātisko garenvirpošanas virpu var izmantot gan masveida, gan masveida detaļu ražošanā. Visbiežāk šāda veida iekārtas tiek izmantotas optiskajā, elektriskajā un instrumentu ražošanas nozarē. Frēzes šādās mašīnās ir uzstādītas suportos un pārvietojas tikai horizontālā virzienā. Ražošanā tiek izmantotas garenvirpošanas mašīnas, gan vienas vārpstas, gan daudzvārpstas.

Bīdāmā virpošanas automātiskā virpa ir paredzēta, lai veiktu tādas darbības kā:

• pagrieziena soļi;
• rievu un konusu veidošana;
• garlaicīgisekli caurumi;
• formētu virsmu apstrāde;
• iekšējā un ārējā vītņošana;
• atveres;
• ārējo virsmu rievojums;
• frēzēšanas rievas skrūvēm;
• urbšana.

Šāda veida automātu virsmas var apstrādāt ļoti dažādas: koniskas, cilindriskas, pakāpienveida utt. Lai paplašinātu garenvirpošanas mašīnu iespējas, tiek izmantotas visa veida papildu ierīces. Piemēram, pārnesumu sviru izmantošana samazina izciļņu un stūmēju apavu nodilumu.

Garenvirpošanas mašīnu dizaina iezīmes

Šādu mašīnu galvas balsts ir piestiprināts pie gultas augšējās plaknes. Pirms tam ir īpaša plāksne, kas paredzēta papildu ierīču uzstādīšanai. Tās augšējā plaknē ir uzstādīts vertikālais suports, un aizmugurē ir uzstādīts šūpošanās aizturis. Iekārtas, piemēram, garenvirpas, kontrolē rāmī piestiprinātu izciļņu un sadales vārpstu sistēma.

Galvenās priekšrocības

Garenvirpošanas mašīnu priekšrocības galvenokārt ietver:

• iespēja iegūt formas un koniskas virsmas, izmantojot prizmatiskus griezējus;
• gluda kvalitatīva gatavā produkta virsma;
• iespēja frēzēt gan pa detaļas asi, gan šķērsāmviņa;
• spēja ritināt mazus ciparus, zīmes un burtus.

Detaļu apstrādi ar šāda veida automātiskajām virpām var veikt ar maksimālu precizitāti.

Darba princips

Apstrādes procesā izejmateriālam uz šādām mašīnām tiek dota ne tikai rotācijas kustība, kā uz parastajām, bet arī translācijas kustība - pa asi. Paši griezēji tādās iekārtās kā bīdāmās stieņa virpas pārvietojas tikai perpendikulāri stienim. Apstrādes procesā radušos radiālos spēkus uzņem vienmērīgā atpūta. Tas novērš visa veida vibrācijas un novirzes un attiecīgi nodrošina augstu apstrādes precizitāti.

Automātiskajās garenvirpošanas iekārtās galvas balsta un instrumentu kustības ciklu nosaka izciļņi, kas noregulēti tieši šai daļai. Pēdējie ir uzstādīti uz īpašas vārpstas, kuras apgriezienu skaits var mainīties pat pie nemainīga vārpstas ātruma.

Šveices iekārtu apkope

Darbībā šāda veida mašīna ir vienkārša. Tomēr, protams, viņiem ir nepieciešama zināma aprūpe. Piemēram, lai dzesēšanas sistēma darbotos nevainojami, tai periodiski jāmaina eļļa. Šķidrumu vannu ieteicams arī izskalot reizi mēnesī. Dzesēšanas sistēmas konstrukcijā ir iekļauts arī filtrs, kas jātīra ar tādu pašu frekvenci. Šie ieteikumi ir jāievēro. Virpas remonts ir dārgs.

CNC mašīnas

Kā jau minēts, iekārtas, kas paredzētas metāla detaļu ražošanai, var papildus aprīkot ar CNC. Šādas vadības sistēmas parasti izmanto, ja automātiskā virpa ir paredzēta detaļu ražošanai masveida vai maza apjoma ražošanā. CNC izmantotā programmatūra ļauj:

• automatizēt apstrādes procesu;
• uzlabot apstrādāto detaļu kvalitāti;
• ievērojami samaziniet iekārtas iestatīšanas laiku.

Dažādu veidu diskdziņi un pārveidotāji CNC tiek izmantoti digitāli. Tie ir elektromotori, kas darbojas ar maiņstrāvu vai līdzstrāvu. Izmantojot CNC, iekārtas kinemātiskajā shēmā ir iebūvēti īpaši sensori. Darba instruments iekārtās, kas aprīkotas ar CNC, tiek izmantotas pēc iespējas izturīgākas, jo tās darbojas ar ļoti lielu ātrumu un produktivitāti. Šādu iekārtu pamatnes struktūrai jābūt ārkārtīgi stingrai.

CNC vairāku vārpstu garenvirpošanas mašīna

Patiesībā pati skaitliskā programmatūra nav nekas cits kā datorsistēma ar īpašu programmatūru, kas tajā ir instalēta, kas kontrolē iekārtas diskus. Parasti CNC iekārtu standarta aprīkojums ir šāds:

• vārpsta;
• dzesēšanas sistēma;
• pretvārpsta;
• apgaismojums darba zonai;
• mašīnas izmešanas sensors;
• piedurknes mainīgais;
• īpaša ierīce gatavās produkcijas saņemšanai;
• instrumenti ārējai un iekšējai virpošanai;
• priekšpuses un šķērsvirziena piedziņas instrumenti;
• pati CNC sistēma.

Vienkāršās virpas daudzvārpstu garenvirpošana bez CNC galvenokārt tiek izmantotas liela skaita dažāda veida sīku detaļu, visbiežāk garu un mazu sekciju, sarežģītu formu masveida ražošanai. Pēdējie parasti kalpo kā mūsdienu medicīnas un laboratorijas iekārtu, elektronikas, pulksteņu utt. konstrukcijas elementi.

CNC instalēšana šādās iekārtās arī ļauj ražot lielu skaitu produktu, taču ne vienādu, bet dažādu formu (tas ir, mazās partijās). Parastie automāti visbiežāk tiek iestatīti, lai ražotu noteiktu daļu, un tikai vienu reizi. Fakts ir tāds, ka šāda veida iekārtu mehāniskā "pārprogrammēšana", kā jau minēts, ir ārkārtīgi sarežģīta un ilgstoša procedūra. Ražošanas dīkstāve pārejas laikā lielā mērā ietekmē tās rentabilitāti. Tāpēc parasto iekārtu izmantošana dažādu formu detaļu mazu partiju ražošanai tiek uzskatīta par nepiemērotu.

CNC uzstādīšana palīdz atrisināt šo problēmu un apvienot iekārtas priekšrocības ar iespēju paplašināt saražotās produkcijas klāstu. Ja iekārtai ir ciparu vadības sistēma, varat to pārkonfigurētļoti ātri. Piemēram, griešanas ieliktņa maiņa tiek veikta tieši uz pašas mašīnas, nenoņemot turētāju. Lai mainītu instrumentu griešanās ātrumu un to darba secību, CNC datora programmas logā jāievada tikai noteiktas vērtības.

Detaļu ražošana uz CNC virpām: funkcijas

Darbinieka līdzdalība, izmantojot šāda veida mašīnas, ir samazināta līdz minimumam. Viss, kas no speciālista tiek prasīts, ir uzraudzīt iekārtas vienmērīgu darbību. Protams, produktu kvalitāte šajā gadījumā ir tieši atkarīga no iekārtas iestatīšanas precizitātes. Tāpēc NC programmām ir jābūt pēc iespējas pārdomātām.

To nozaru galvenais uzdevums, kurās tiek izmantotas tādas iekārtas kā CNC automātiskās garenvirpošanas virpas, ir ražot detaļas ar precīzi norādītiem parametriem un tajā pašā laikā zemām izmaksām. Stieņiem, ko izmanto kā izejmateriālu šādās mašīnās, parasti nav ļoti ģeometriskas formas (pat kalibrētiem). Šajā gadījumā visas kļūdas un neprecizitātes var viegli pārnest uz gatavo daļu. Galu galā darba instrumenti, protams, nevar patvaļīgi mainīt savu pozīciju vai griešanās ātrumu bez cilvēka iejaukšanās. Šo griešanas funkciju uz automātiskajām mašīnām sauc par "iedzimtību", un tā ir galvenā uzņēmumu tehnisko programmētāju problēma. To parasti risina, samazinot apstrādes režīmu ātrumu visā griešanas garumā. Kas, protams, izraisa produktu izmaksu pieaugumu laika izmaksu pieauguma dēļ.

Tikmēr atbrīvoties no "iedzimtības" ar minimāliem zaudējumiem iespējams, izmantojot īpašas modernas CNC lietojumprogrammas, kas izstrādātas, ņemot vērā to noteicošās apstrādes sistēmas dinamiskās īpašības. To izmantošana ļauj iestatīt visprecīzāko griešanas režīmu, samazinot laika zudumu vairāk nekā divas reizes.

Populārākie zīmoli

Tādējādi Šveices tipa virpas pareiza regulēšana, izmantojot CNC programmas, ļauj padarīt sīko detaļu izgatavošanu pēc iespējas izdevīgāku. Bet, protams, tikai tad, ja pats aprīkojums ir kvalitatīvs. Automātisko garenvirpošanas mašīnu ar CNC remonts ir sarežģīts, dārgs un laikietilpīgs. Tāpēc šādu mašīnu izvēle ir ļoti nopietna un atbildīga lieta.

Pērkot aprīkojumu, piemēram, automātisko virpu, pirmkārt, jāpievērš uzmanība tās ražotājam. Piemēram, labas atsauksmes ir pelnījušas šādu zīmolu CNC daudzvārpstu garenvirpošanas mašīnas:

• Tornos no MultiSwiss sērijas.
• LA155F30.
• HJM SQC38.

Tornos mašīnas

MultiSwiss mašīnu sērijas priekšrocības, pirmkārt, ir augsta produktivitāte un salīdzinoši vienkāršs dizains. Tornos vairāku vārpstu CNC virpu ir diezgan viegli un ātri uzstādīt un pārkonfigurēt. Lai strādātu pie šādas mašīnas, nav jābūt daudzvārpstu mašīnu speciālistam. Kontrolepilnībā ražots ar CNC. Šīs līnijas mašīnu tehniskie parametri ir parādīti tabulā.

Parameter	Nozīme
Instrumentu turētāju skaits	7 gab.
Maksimālais stieņa diametrs	14mm
Maksimālais sagataves garums	40mm
Vārpstu skaits	6 gab.
Maksimālais vārpstas ātrums	8000 apgr./min.
Jauda	5,6 kW
Maksimālais griezes moments	7,5 Nm
Counter vārpstu skaits	1 gab.
Maksimālais skaitītāja vārpstas ātrums	8000 apgr./min.
Counter vārpstas jauda	5 kW
CNC sistēma	Fanuc
Iekārtas svars	7000 kg
Izmēri	1440x5920x2120mm

LA155F30 modeļi

Šīs markas trīsvārpstu automātiskās virpas pieder precizitātes klasei "B". LA155F30 iekārtu galvenās priekšrocības ir uzticamība un ilgs kalpošanas laiks. Pat pēc ilgašo iekārtu izmantošana ļauj apstrādāt detaļas ar maksimālu precizitāti. Turklāt LA155F30 mašīnas nav pārāk dārgas un tās ir viegli apkopjamas.

Šī ražotāja automātisko virpu raksturlielumi ir šādi:

• apstrādātā stieņa diametrs min/max - 6/16 mm;
• maksimālais izstrādājuma garums - 160mm;
• galvenās vārpstas apgriezienu skaits - 80-8000 apgr./min.;
• elektromotora jauda - 5,5 kW;
• mašīnas svars - 2270 kg;
• izmēri ar stiprinājumiem - 5600x900x1720 mm.

HJM SQC38 mašīnas

Šī zīmola vairāku vārpstu automātiskā virpa nodrošina arī maksimālu precizitāti detaļu apstrādē. Šī iekārta ir paredzēta detaļu liela ātruma apstrādei (garenvirpošanai un frēzēšanai). Tālāk ir norādītas HJM SQC38 specifikācijas.

Parameter	Nozīme
Dziedamo instrumentu skaits	6 gab.
Maksimālais stieņa diametrs	38mm
Maksimālais produkta garums	210mm
Piedziņas instrumenta ātrums	4000 apgr./min.
Vārpstas ātrums	8000 apgr./min.
Mašīnas svars	4500 kg
Izmēri	2100x1450x1700 mm

Secinājums

Tādējādi mūsdienu CNC garenvirpošanas mašīnas ir ļoti ērtas, produktīvas un vairumā gadījumu uzticamas iekārtas. Vissvarīgākais tās darbībā ir izmantot pārdomātāko programmatūru. Tas palielinās ražošanas rentabilitāti un ražos kvalitatīvus produktus ar precīziem izmēriem.