Виды станков с ЧПУ и их модели

1.

КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему
Виды станков с ЧПУ и их модели
выполнил студент 4-го курса Грызлов Глеб Владимирович
руководитель: Косенко Татьяна Александровна

2.

Краткое Введение
Станки с ЧПУ – ключевая технология в современном машиностроении,
обеспечивающая высокую автоматизацию, точность и
производительность. Работа посвящена анализу видов станков ЧПУ
(токарные, фрезерные, сверлильные, лазерные), их моделей,
преимуществ использования (точность, сложность операций,
сокращение отходов), а также сравнительному анализу и применению
в различных отраслях. Также рассматриваются перспективы развития
технологий ЧПУ. Актуальность обусловлена потребностью в
повышении квалификации специалистов в условиях быстрого
развития и внедрения автоматизированных систем.

3.

Виды станков с ЧПУ
Токарный станок с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ
Сверлильный станок с ЧПУ
Лазерный станок с ЧПУ

4.

Примеры деталей которые можно изготовить на данных станках
Токарный станок с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ
Сверлильный станок с ЧПУ
Лазерный станок с ЧПУ

5.

Описание 1-й главы. Виды станков с ЧПУ
В современном производстве станки с ЧПУ, включая фрезерные, лазерные и
токарные, обеспечивают высокую точность и автоматизацию. Фрезерные станки с
ЧПУ, лидирующие на рынке, обрабатывают различные формы и профили,
используя G-код. Лазерные станки с ЧПУ применяются для резки и гравировки
различных материалов с высокой точностью и скоростью. Токарные станки с ЧПУ,
как горизонтальные, так и вертикальные, предназначены для обработки
вращающихся заготовок, создавая детали симметричной формы.
Сверлильные станки с ЧПУ, часто комбинируемые с фрезерными или токарными
функциями, обеспечивают точное сверление отверстий. Интеграция с системами
CAD/CAM упрощает проектирование и автоматизирует генерацию управляющих
программ. Автоматизация и возможность интеграции в производственные процессы
характерны для всех станков с ЧПУ, но важно учитывать проблемы, связанные с
обслуживанием электронных систем, которые решаются автоматической диагностикой.
Понимание особенностей каждого типа станка необходимо для эффективного выбора и
применения в промышленности.

6.

Станки с ЧПУ предлагают высокую точность обработки и производительность в
многономенклатурном производстве благодаря автоматизации и быстрой
переналадке. Использование САПР и CAM систем улучшает координацию между
проектированием и производством, повышая эффективность разработки новых
изделий и общую производственную способность.
Современное оборудование с ЧПУ поддерживает разнообразные технологии обработки,
расширяя ассортимент продукции. Автоматизация улучшает условия труда и повышает
безопасность. Структурная оптимизация процессов снижает затраты и позволяет
рационально использовать ресурсы. Внедрение станков с ЧПУ повышает
рентабельность, конкурентоспособность, и создает комфортную рабочую среду.

7.

Описание 2-й главы. Анализ моделей станков с ЧПУ
1) Токарные станки с ЧПУ обрабатывают материалы, в основном металлы, с высокой
точностью и производительностью, используя компьютерное управление для резки,
сверления и нарезки резьбы. Популярные модели включают 2D и 3D станки, где 3D
станки более универсальны благодаря возможности контурной обработки. Многоосевые
станки (3-6 осей) обрабатывают детали с разных сторон без перенастройки, что важно
для сложной геометрии и серийного производства. Станок с автоматической сменой
инструментов ускоряет процесс обработки и минимизирует время простоя.
2) Фрезерные станки с ЧПУ обеспечивают высокую точность обработки и включают
горизонтальные, вертикальные, пятиосевые и многопозиционные модели.
Горизонтальные станки производительны для обработки крупных деталей,
вертикальные - просты в настройке для малых и средних предприятий. Пятиосевые
станки выполняют сложные операции, такие как фрезерование под углом, и
становятся стандартом в высокотехнологичных отраслях.
3) Сверлильные станки с ЧПУ обеспечивают высокую точность и автоматизацию
сверления. Основные модели включают вертикальные, горизонтальные и специальные
варианты, такие как сверлильные центры. Вертикальные станки – самые
распространенные, эффективны для деталей разной сложности. Горизонтальные –
подходят для длинных или широких деталей и имеют мощные шпиндели. Сверлильные
центры сочетают функции нескольких машин (фрезерование, сверление) и
востребованы в аэрокосмической и автомобилестроительной отраслях для обработки
сложных форм.

8.

4) Лазерные станки с ЧПУ – передовые инструменты, обеспечивающие высокоточную и
быструю обработку материалов. Разные типы лазеров (углекислотные, волоконные и
диодные) предлагают разные преимущества. Волоконные лазеры, более эффективные и
доступные, становятся популярным выбором. Станки служат в среднем 5-7 лет, а
современные исследования направлены на оптимизацию их работы с помощью нейронных
сетей. Лазерная резка и гравировка превосходят традиционные методы точностью, хотя и
имеют ограничения по толщине материала.
5) Фрезерные, лазерные, сверлильные и токарные станки с ЧПУ предназначены для разных задач
и обрабатывают различные материалы. Фрезерные станки универсальны, обрабатывают
плоскости, профили и 3D-формы из разных материалов, но требуют смены инструмента и могут
вибрировать. Лазерные станки обеспечивают высокую скорость и точность резки и гравировки,
особенно тонких материалов, но ограничены по толщине и требуют знаний оптики. Сверлильные
станки специализируются на отверстиях, обеспечивая точность, но ограничены формой детали.
Токарные станки эффективны для серийной обработки тел вращения, но тоже ограничены
формой. Выбор станка зависит от задачи, материала, точности, бюджета и требуемой
производительности. Комбинирование различных типов станков может быть оптимальным
решением.

9.

Сравнительный анализ станков
Характеристика
Фрезерные станки с
ЧПУ
Лазерные станки
с ЧПУ
Сверлильные станки
с ЧПУ
Токарные станки с
ЧПУ
Основное назначение
Обработка плоскостей,
профилей, 3D-форм.
Резка, гравировка,
маркировка
материалов.
Сверление отверстий,
рассверливание,
зенкование.
Обработка тел
вращения (валы,
втулки, диски).
Тип обрабатываемого
материала
Металлы, пластики,
дерево, композиты.
Металлы, пластики,
дерево, стекло,
керамика, текстиль.
Металлы, пластики,
дерево.
Металлы, пластики.
Форма заготовки
Различные формы (куб,
параллелепипед,
сложные формы).
Плоские листы, тонкие
профили.
Различные формы (в
основном плиты,
листы,
заготовки).
Цилиндрические,
конические, сложные
тела вращения.
Тип инструмента
Фрезы (концевые,
торцевые, фасонные).
Лазерный луч.
Сверла, зенковки,
развертки.
Резцы (проходные,
подрезные, фасонные).
Точность обработки
Высокая (зависит от
класса станка и
инструмента).
Очень высокая
(зависит
от мощности и
фокусировки лазера).
Высокая (зависит от
класса станка и
инструмента).
Высокая (зависит от
класса станка и
инструмента).
Производительность
Средняя (зависит от
сложности обработки и
материала).
Высокая (особенно при
резке тонких
материалов).
Средняя (зависит от
диаметра сверления и
материала).
Средняя (зависит от
сложности обработки и
материала).

10.

Описание 3-й главы. Будущее технологий ЧПУ
Технологии ЧПУ развиваются в рамках “Индустрии 4.0” (новый подход к производству,
основанный на массовом внедрении информационных технологий в промышленность,
автоматизации бизнес-процессов и распространении искусственного интеллекта) и требуют
интеграции новых технологий для повышения производительности. Ключевыми направлениями
являются искусственный интеллект и нейронные сети, способные создать более адаптивные
системы. Важность импортозамещения и разработки конкурентоспособных систем ЧПУ с
высокой производительностью, надежностью и точностью подчеркивается. Автоматизация
программирования с использованием CAM-технологий упрощает процесс создания рабочих
программ и минимизирует ошибки. В будущем, ключевым направлением развития ЧПУ станет
создание высокопроизводительных систем на базе программируемой логики, интегрированных
с роботами, для повышения гибкости производства. Важно учитывать социальные аспекты
автоматизации, включая изменения на рынке труда и необходимость переобучения персонала.
Постоянное обновление знаний и внедрение инноваций – ключ к повышению
производительности и конкурентоспособности в эпоху цифровизации.

11.

Охрана труда и техника безопасности при работе на станках с ЧПУ
1. Общие требования:
Обучение и инструктаж: Работники должны пройти обязательное обучение и инструктаж по охране труда, технике безопасности и правилам
работы на конкретном типе станка с ЧПУ. Допуск к работе – только после успешной аттестации.
Спецодежда и СИЗ: Обязательное использование спецодежды, защитных очков (или щитков), перчаток и, при необходимости, средств защиты
органов слуха. Одежда должна быть застегнута, без развевающихся элементов.
Содержание рабочего места: Рабочее место должно быть чистым и хорошо освещенным. Не допускается загромождение проходов и подходов
к станку. Инструменты и приспособления должны храниться в специально отведенных местах.
Техническое состояние станка: Перед началом работы необходимо убедиться в исправности станка, наличии и работоспособности защитных
ограждений, блокировок и сигнализации.
2. Требования перед началом работы:
Проверка документации: Ознакомление с технологической документацией, чертежами и программой обработки.
Установка и закрепление заготовки: Надежное закрепление заготовки в соответствии с технологической картой. Проверка правильности
установки инструментов.
Проверка системы смазки и охлаждения: Убедиться в наличии достаточного количества смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).
Проверка аварийной кнопки: Убедиться в работоспособности кнопки аварийной остановки станка.
3. Требования во время работы:
Не допускать нахождение посторонних лиц: Находиться в рабочей зоне станка во время работы могут только операторы и обслуживающий
персонал.
Не выполнять операции, не предусмотренные инструкцией: Запрещается выполнять какие-либо операции, не предусмотренные технологической
документацией.
Контроль процесса обработки: Постоянный контроль за процессом обработки. В случае возникновения неисправностей или отклонений от нормы
немедленно остановить станок.
Не оставлять станок без присмотра: Во время работы станок не должен оставаться без присмотра оператора.
Удаление стружки: Своевременное удаление стружки с рабочей зоны с использованием специальных приспособлений (крючков, щеток).
Запрещается удалять стружку руками.
Использование СОЖ: Использование СОЖ в соответствии с инструкцией.

12.

Охрана труда и техника безопасности при работе на станках с ЧПУ
4. Требования по окончании работы:
Остановка станка: Отключение станка от электросети.
Уборка рабочего места: Уборка стружки, удаление отходов, протирка станка.
Смазка и консервация: Смазка трущихся частей станка. Консервация станка при длительном простое.
Сообщение о неисправностях: Сообщение мастеру или обслуживающему персоналу о выявленных неисправностях.
5. Особые опасности:
Движущиеся части станка: Шпиндель, суппорт, режущий инструмент.
Вылетающая стружка: Возможность получения травм глаз и кожи.
Поражение электрическим током: При неисправности электрооборудования.
Шум и вибрация: Возможность повреждения органов слуха.
Вредные вещества: Пары СОЖ.
6. Аварийные ситуации:
Аварийная остановка: При возникновении неисправности или аварийной ситуации немедленно нажать кнопку аварийной остановки.
Пожар: При возникновении пожара немедленно сообщить в пожарную охрану и приступить к тушению пожара имеющимися средствами
пожаротушения.
Травмы: При получении травмы оказать первую помощь пострадавшему и вызвать скорую помощь.
Важно: Данный перечень не является исчерпывающим. На каждом предприятии должны быть разработаны собственные инструкции по
охране труда и технике безопасности, учитывающие особенности конкретного оборудования и технологических процессов. Соблюдение
этих правил является обязательным для всех работников, занятых работой на станках с ЧПУ.

13.

Заключение
В заключение, работа подчеркивает многообразие и важность станков с ЧПУ (токарных,
фрезерных, сверлильных и лазерных) в современном производстве. Каждый тип станка имеет
свои уникальные характеристики и преимущества, что делает их незаменимыми в различных
отраслях. Анализ моделей показал широкий выбор с разными особенностями, обеспечивающих
высокую точность, скорость и универсальность. Использование станков с ЧПУ повышает
эффективность производства благодаря высокой точности, автоматизации, сокращению
времени обработки и уменьшению человеческого фактора, что ведет к увеличению
производительности, снижению затрат и улучшению качества продукции. Выбор станков с ЧПУ
зависит от производственных задач, объемов и требований к качеству. Современные
технологии ЧПУ постоянно развиваются, предлагая новые возможности и адаптацию к
рыночным условиям. Применение ЧПУ охватывает разные отрасли, обеспечивая высокую
точность и конкурентоспособность, а также способствуя инновациям. Будущее ЧПУ связано с
искусственным интеллектом, машинным обучением и IoT, делая станки более
интеллектуальными и автономными, оптимизируя процессы и снижая затраты. Станки с ЧПУ –
важный элемент современного производства, требующий дальнейшего исследования и
развития для максимизации потенциала.

14.

Практическая значимость станков с ЧПУ
Практическая значимость станков с ЧПУ заключается в значительном повышении
эффективности, точности и гибкости производственных процессов. Они позволяют
автоматизировать сложные задачи, снизить влияние человеческого фактора и
минимизировать отходы, что приводит к снижению затрат и увеличению
производительности. Благодаря высокой точности и повторяемости, станки с ЧПУ
обеспечивают стабильное качество продукции, что особенно важно в отраслях, где
требуются строгие допуски и соответствие стандартам. Возможность быстрого
переналаживания и программирования позволяет оперативно адаптироваться к
меняющимся требованиям рынка и выпускать широкий ассортимент продукции. В
целом, станки с ЧПУ повышают конкурентоспособность предприятий за счет
оптимизации производства, улучшения качества и сокращения времени выхода новых
продуктов на рынок.

15.

Вывод
Выбор типа станка с ЧПУ зависит от конкретных производственных
задач, материалов, требований к точности и производительности, а
также бюджета.
Фрезерные станки универсальны и подходят для обработки деталей
сложной формы.
Лазерные станки идеально подходят для резки и гравировки с
высокой точностью и скоростью, но имеют ограничения по толщине
материала.
Сверлильные станки специализированы на выполнении отверстий и
обеспечивают высокую точность сверления.
Токарные станки наиболее эффективны для серийной обработки тел
вращения.

16.

СПАСИБО
ЗА
ВНИМАНИЕ