В большинстве современных станков, даже небольших и предназначенных для индивидуального пользования, перемещение режущих и других инструментов производится с помощью сервоприводов. Это совершенно оправдано: и точность обработки в этом случае лучше, и производительность значительно выше.
ЧПУ представляет собой программный модуль, который формирует эти управляющие импульсы.
Описание сверлильного станка с ЧПУ
На сегодняшний день отзывы производителей о сверлильных станках с ЧПУ системой управления самые положительные. Ведь при помощи данного устройства удается сверлить отверстия в деталях с высокой точностью и с наименьшим коэффициентом затраченного времени. Сверлильный станок состоит из двух главных рабочих модулей, станина – основания, на котором закреплено оборудование, и обслуживающих систем – вытяжки, обдува, охлаждения водой и так далее.
- Координатный стол – как правило, монтируется на опорах качения. Он перемещается горизонтально в двух направлениях. Привод – шаговые двигатели с гидроусилителями или электромоторы. Столы могут быть поворотными, наклонными, маятниковыми, что значительно увеличивает количество возможных операций.
- Шпиндельная бабка – перемещается по вертикали. Сверла закрепляются в шпинделях с помощью втулок. Различают одно- и многошпиндельные устройства в зависимости от количества используемого за один раз инструмента. На аппаратах с ЧПУ сверла заменяются автоматически – головка поворачивается, устанавливая на поверхность нужное приспособление. Но ручная замена также возможна.
Способ сверления
Суть процесса не отличается от сверления любых других материалов.
- Лист закрепляется на столе, предварительная разметка не требуется.
- В программное устройство загружается макет с рабочего ПК или флешки. При достаточно высоком уровне ПО, основой может послужить даже обычное изображение;
- Вводятся дополнительные настройки – на этом участие оператора завершается.
- Следуя заданной программе, стол двигается таким образом, чтобы лист оказался напротив сверла в нужно точке, подводится к сверлу. Шпиндельная головка опускает инструмент на поверхность. Сверло производит отверстие заданной глубины.
- При работе на промышленных станках охлаждение производится за счет обдува воздухом. Также предварительно на лист оргстекла наносится специальная теплостойкая паста, которая отводит тепло от поверхности.
Оргстекло деформируется при очень небольших температурах – 150–160. С а при сверлении температура может быть выше. Отвод тепла обеспечивает целостность материала.
На небольших мини-станках в мастерских, сверло охлаждают в емкости с чистой водой, и сдувают с поверхности образовавшуюся пыль и стружку во время охлаждения. Порой применяется метод сверления под водой, но такой способ откровенно опасен.
Необходимые сверла для оргстекла
Современный станок с ЧПУ позволяет выполнить куда больше операций, чем обычный механический. Соответственно, количество используемых инструментов здесь тоже больше.
Изготавливаются сверла из легированной и углеродистой стали, в отдельных случаях усиливаются твердосплавными пластинками. Для оргстекла применяется спиральное сверло.
- Рабочая часть – стержень в виде цилиндра с двумя спиральными канавками – по ним отводится стружка.
- Режущая – имеет две режущие кромки, переднюю и заднюю поверхность, заточенные под разными углами.
Для оргстекла угол при вершине между режущими кромками в среднем составляет 70 градусов. Однако при работе с тонким материалом угол должен быть меньше – 55–60, а при толщине листа более 10 мм – 80–90 градусов.
При сверлении листов небольшой толщины применяются также перовые сверла. Стрежень у инструмента круглый, угол между двумя режущими кромками составляет 120 градусов.
Форма отверстий может быть разной. По этому параметру инструмент делится на несколько видов:
- цилиндрическое сверло – с его помощью делают стандартные круглые отверстия;
- коническое – получают отверстие в виде конуса;
- ступенчатое – каждая следующая ступень снимает фаску, обеспечивая высокую точность и чистоту отверстия;
- квадратное – оргстекло часто используют в декоративных целях, соответственно, даже к отверстиям предъявляются повышенные требования;
- зенкерное – применяется при рассверливании, для повышения уровня точности отверстия.
Схема
Аппарат состоит из двух конструкционных узлов, хотя настольные модели обходятся порой и без рабочего стола – его роль выполняют тиски или струбцина.
На фото представлена схема сверлильного станка с ЧПУ
Однако расположение этих узлов может быть разным.
- Вертикально-сверлильный – станина имеет вертикальные направляющие, по которым и передвигаются шпиндельная бабка и стол. В современных версиях стол может поворачиваться. Головка может быть одношпиндельной – ручная замена инструмента, и многошпиндельной – автоматическая.
- Радиально-сверлильный – шпиндельная бабка может двигаться не только по вертикали, но и вращаться вокруг станины. Такой метод удобнее, когда предстоит работа с объемным материалом, корпусными деталями, которые нельзя демонтировать или разрезать на фрагменты.
- Горизонтально-сверлильные – разработаны для получения отверстий большой глубины. При обработке оргстекла такая операция не используется.
- Горизонтально-центровальные – применяются для формирования центровых отверстий на торцах готовых изделий.
Оргстекло обычно обрабатывается на вертикально-сверлильном, так как этот материал при необходимости легко разрезается и склеивается.
Мощность
На вертикально-сверлильных станках возможно сквозное и несквозное сверление материалов определенной толщины. Для оргстекла максимум – 50–60 мм.
Привод
Преобразование управляющих импульсов ЧПУ в перемещение режущего инструмента и координатного стола осуществляется при помощи привода подачи. Последний состоит из двигателя, предающего механизма и системы обратной связи. В сверлильных станках используются два вида привода.
- Шаговый двигатель – обеспечивает только определенный угол поворота при подаче направляющего движения. Перемещение и повороты возможны только на строго установленную величину. Определение направления производится за счет подачи масла в гидродвигатель, а механическое усилие – за счет зубчатой передачи на привод рабочего хода.
- Электрический привод постоянного тока позволяет более точно и тонко регулировать угол наклона и перемещение стола. Крутящий момент на сверло передается при помощи V-образного ремня. Скорость вращения здесь регулируется в более широких пределах.
Преимущество
Граница между сверлильными и многофункциональными фрезерными станками на сегодня довольно условна. Особенно когда речь идет об агрегатах с ЧПУ, где автоматическое выполнение задач позволяет значительно повысить производительность. Так что главным преимуществом аппаратов стоит назвать их универсальность.
Сверлильный станок с ЧПУ используется для решения следующих задач:
- сверление – сквозных и глухих отверстий с высокой точностью;
развертывание – операция, позволяющая увеличить параметр точности сделанного отверстия; - рассверливание – увеличение диаметра со снятием фаски и вырыванием краев;
- зенкование – формирование отверстий конической или цилиндрической формы, или специальной под головки болтов;
- растачивание отверстий, сделанных резцом;
- зенкерование – уменьшение шероховатости поверхности отверстий. В оргстекле из-за его прозрачности, этот недостаток становится едва ли не критическим;
- нарезание внутренней резьбы – для пластмассы применяется крайне редко, но вполне осуществимо.
На производительность этот параметр влияет существенно.
Заключение
Сверлильные станки с ЧПУ выпускаются как для индивидуального пользования, так и для производства. Отличие моделей состоит в размерах, мощности и количестве операций. Принцип действия и точность у них одинаковая. ЧПУ обеспечивает превосходное качество обработки и на настольных мини-станках, и на промышленных напольных гигантах.
На видео представлено описания сверлильного станка с ЧПУ:
