8 800 700-27-64
ул. Сибирский тракт, д. 12, здание 8, офис 307
0
Отправить запрос
Росмарк-Сталь / Статьи / Чек-лист для выбора пятиосевого обрабатывающего центра

Чек-лист для выбора пятиосевого обрабатывающего центра

Делимся информацией о подходах к выбору наиболее универсальных и гибких станков для современного машиностроительного завода. С помощью пятиосевых фрезерных центров с дополнительной токарной функцией обрабатывают детали любой формы с минимальными затратами на подготовку производства.

Рассказываем о самом важном на примере станков с габаритами обрабатываемой заготовки в плане 1000 мм.

В таблице 1 в алфавитном порядке приведены несколько популярных моделей станков.



Пятиосевые обрабатывающие центры с токарной функцией

T1.jpg
T2.jpg
Таблица 1

Подробная информация по каждому из этих станков присутствует в Интернете или у официальных представителей. Здесь рассмотрим важные моменты без привязки к конкретным моделям.

Станина

Типичное решение для массового продукта – станина из литого серого чугуна, альтернативное – полимербетон всех видов. К преимуществам последнего относят способность к гашению вибраций (скорость затухания колебаний в 5-10 раз выше, чем у чугуна). Преимущество чугунной станины – стабильность при изменении температуры окружающей среды.

Осознав тщетность попыток добиться от клиентов установки оборудования в термоконстантные помещения, некоторые производители разработали технологии уменьшения влияния температуры окружающей среды на станок. Наиболее дорогостоящие решения подразумевают жидкостное охлаждение станины для поддержания постоянной температуры. Другие покрывают поверхность станины теплоизоляционным материалом, объясняя, что главное не температура, а скорость ее изменения. Такой способ повышения стабильности точностных характеристик станка стоит дешевле.

Параметр, характеризующий жесткость станка - частота собственных колебаний. Производители замеряют ее на новых моделях оборудования. Запросите эту величину. Чем меньше частота собственных колебаний, тем лучше.

Последний момент, на который стоит обратить внимание – это способ обработки посадочных мест под крепление узлов на станине. У высококлассного оборудования это шабрение, ручной, трудоемкий и дорогостоящий метод, дающий наилучшую плоскостность и прилегание.

Шпиндельный узел

Для определения качества шпинделя станка важно учитывать показатели: мощность, крутящий момент, частоту вращения, а также моментную характеристику. Она показывает, при какой частоте вращения сохраняется постоянный максимальный крутящий момент. Этот параметр определяет производительность станка на черновых и получистовых операциях.

Существует два решения: электрошпиндель или шпиндель с механическим приводом. Электрошпиндель - прямой привод, совмещает в конструкции электрический двигатель и патрон для зажима инструмента. Плюсы этого решения состоят в отсутствии дополнительных механических (зубчатых или ременных) передач как источника вибраций. Это положительно сказывается на качестве обрабатываемой поверхности и стойкости инструмента по сравнению с традиционным механическим шпинделем. Кроме того электрошпиндель – это необслуживаемый узел. К минусам относят сложность ремонта и дороговизну замены в случае удара и повреждения подшипников.  Рекомендуем запрашивать у производителей стоимость запасного электрошпинделя для оценки будущей стоимости владения оборудованием.

Также обратите внимание, что производители станков не изготавливают шпиндели самостоятельно. Их производят несколько фирм, с разным качеством и ценами. Поинтересуйтесь, какие электрошпиндели идут на сборочную линию каждого производителя, так вы составите собственный рейтинг. 

Шпиндель с механическим приводом как правило вращается медленнее электрошпинделя. При меньшей потребляемой мощности, за счет передаточного отношения, развивает больший крутящий момент, что эффективно при черновой обработке в особенности труднообрабатываемых материалов. Кроме того, при столкновении инструмента с деталью, он более ремонтопригоден. Охлаждение такого станка устроено проще ввиду отсутствия электродвигателя - источника тепла, в непосредственной близости к зоне обработки.

Наклонно-поворотный стол

Как и шпиндельные узлы оси наклонно-поворотных столов приводятся в движение либо прямыми приводами, либо электродвигателями через механическую передачу.  Для непрерывной пятиосевой обработки, где, как правило, требуется высокая динамика, предпочтение отдают столу с прямыми приводами. Обратите внимание, что для наклона стола используется один или два двигателя с прямым приводом. Решение с двойным приводом показывает лучшие динамические характеристики при увеличении грузоподъемности рабочего стола.

При обработке в режиме «три плюс два» - поворот стола в нужную позицию, обработка в трех осях - можно обойтись решением с механической передачей. Также отдайте ему предпочтение, если на станке будет в основном вестись пятиосевая черновая обработка с большим съемом, поскольку передаточное звено увеличивает крутящий момент.

Токарная обработка

Приобретая обрабатывающий центр, расширьте его технологические возможности за счет добавления свойств токарно-карусельного станка. Обратите внимание на способ установки токарного инструмента: токарный резец через базовый конус устанавливается во фрезерный шпиндель; токарный инструмент крепится в отдельный суппорт. Второе решение предпочтительнее, если на станке предполагается постоянный объем токарных операций, т. к. в такой компоновке при точении нагрузка, в том числе ударная, не передается на подшипники шпиндельного узла.

Если токарная функция приобретается на всякий случай, способ установки инструмента не имеет принципиального значения.

Приводы подач линейных осей

Приводы подач линейных осей


На оборудовании такого типа приводы подач, как правило, реализованы посредством бесщеточных цифровых двигателей и беззазорных шарико-винтовых пар (ШВП). Однако стоит обратить внимание на следующие моменты: двигатель может быть установлен соосно с ШВП или через ременную передачу. Диаметр, производитель и класс ШВП различаются. Информацию об этом запросите у производителя.

Большинство пятиосевых станков обладают портальной компоновкой, значение имеет способ перемещения портала. Он может быть с одиночным приводом, одна ШВП по центру перемещает портал по стойкам, либо с двойным приводом, где на каждой стойке работает двигатель и ШВП, и движения синхронизированы. Второй способ перемещения портала предпочтителен, т. к. исключается перекос при больших нагрузках.

Динамика станка

Динамические характеристики обрабатывающего центра определяются скоростью перемещений по линейным и поворотным осям, ускорениями, которые развивают эти оси и параметром jerk (рывок) – второй производной скорости перемещения, характеризующей темп изменения ускорения. Первый параметр присутствует в рекламном буклете каждого производителя, второй будет приведен в коммерческом предложении, а третий в технической документации, поставляемой со станком. Однако, если планируется осуществлять производительную пятиосевую чистовую обработку, для конкурентной таблицы лучше сразу запросить у каждого производителя все три параметра.

Скорость перемещения по осям всегда реализована с запасом, а вот второй и третий параметры определяют, в какой мере при пятиосевой обработке возможно этой скоростью воспользоваться. Иными словами, насколько будет падать скорость подачи по осям при изменении направления обработки, с сохранением заданной точности отслеживания траектории.

Расширение технологических возможностей

Оборудование окупает себя и приносит прибыль, когда оно загружено. Каким бы универсальным ни был пятиосевой обрабатывающий центр, его технологические возможности расширяются, когда на него устанавливается план-суппорт, угловая головка или дополнительный электрошпиндель на 200 000 об/мин, или шлифовальная/полировальная  головка. Узнайте, можно ли установить на выбранный станок дополнительный магазин хранения таких аксессуаров с возможностью их автоматической установки в шпиндель. В будущем это сделает работу на станке более комфортной и эффективной.


Директор направления "Обрабатывающие центры и специальные станки" А. В. Бочаров


Другие статьи