Классификация сверлильных станков с ЧПУ: виды и особенности

Сверлильные станки с ЧПУ, в отличие от обычных моделей, управляются посредством специальной программы, которая содержит все параметры выполняемой обработки. При помощи станков данного типа можно обрабатывать детали фланцевого, корпусного и плоскостного типа, используя для этого режущий инструмент различного назначения (сверла, развертки, зенкеры и прочее). На большинстве станков, оснащенных системой ЧПУ, можно с высокой точностью выполнять весь комплекс сверлильно-фрезерных операций с заготовками различной формы.

Современный сверлильный станок с ЧПУ BHX-050 WEEKE, способный выполнять вертикальные и горизонтальные отверстия, а также выбирать пазы и производить легкие фрезерные работы

Разновидности сверлильных станков с ЧПУ

На современном рынке представлен обширный ассортимент сверлильных станков с системой ЧПУ. Так, для приобретения в соответствии с потребностями конкретного производства сегодня доступны:

• станки с ЧПУ вертикально- и горизонтально-сверлильной группы;
• оборудование с одной шпиндельной головкой или их набором;
• аппараты, на которых инструмент сменяется вручную, применяются револьверные головки или специальные инструментальные магазины;
• многооперационный сверлильно-фрезерный станок с ЧПУ, эффективно используемый для комплексной обработки заготовок, отличающихся даже сложной конфигурацией.

Рабочие насадки многоцелевого станка EASY W, размещаемые в магазине карусельного типа

Станками, послужившими основой для создания 1-го поколения оборудования с ЧПУ, стали модели 2Н118, 2Н135, а также станок радиально-сверлильной группы 2Н55. Изначально автоматизация сверлильных станков происходила за счет установки координатных столов, позволявших автоматически располагать заготовку относительно режущего инструмента по двум координатам. На таких сверлильных станках была реализована технология обработки в полуавтоматическом режиме, параметры которой задавались при помощи штекерной панели или кулачковых механизмов (глубина обработки заготовки), сменой режимов работы режущего инструмента.

Координатно-сверлильный станок с ЧПУ модели 2550ОС1000МФ4, выпускавшийся в 80-ые года прошлого века

Это поколение автоматизированных сверлильных станков не устраивало производителей своими технологическими возможностями, поэтому появилось 2-е поколение такого оборудования, базой для которого послужили модели 2Р118Ф2, 2Р135Ф2 и др. В усовершенствованных станках автоматизировано не только передвижение рабочего стола, но и подача инструмента. Производительность таких станков повышает и то, что в их оснащении используется автоматическая револьверная головка, в которой могут одновременно фиксироваться 6 режущих инструментов.

Вертикально-сверлильный станок модели 2Р135Ф2 с револьверной головкой и системой ЧПУ SIEMENS Sinumerik

Сверлильные станки, оснащенные системой ЧПУ, в полтора – два раза производительнее оборудования, управляемого в ручном режиме, а модели, в которых смена инструмента происходит автоматически, – в три – четыре раза.

Преимущества сверлильных аппаратов с числовым программным управлением

Благодаря универсальности, которой обладают сверлильные станки, оснащенные системой ЧПУ, их можно причислить к той же категории, к которой относится расточное, а также координатно-расточное и бесконсольно-фрезерное оборудование с вертикальной компоновкой рабочей головки. Поскольку такие станки необходимы для выполнения различных технологических операций, их конструкция выполняется с более высокой жесткостью, а также точностью компоновки всех составных элементов. В большинстве станков, относящихся к данной категории, точность позиционирования подвижных элементов конструкции составляет ±0,025–0,05 мм.

На менее универсальных моделях сверлильных станков с ЧПУ используют позиционные системы управления, а на оборудовании, которое служит для выполнения не только сверлильных, но и фрезерных технологических операций, применяют системы управления комбинированного типа – позиционные и прямоугольные. Оборудование с ЧПУ, относящееся к вертикально-сверлильной категории, оснащают рабочим столом крестового типа.

Производители сегодня представляют сверлильное оборудование с ЧПУ нескольких категорий:

• аппараты вертикально-сверлильного типа с одной несущей колонной и крестовым столом (на станках данного типа можно получать отверстия диаметром 18–50 мм (2Н135Ф2));
• одностоечные сверлильные станки вертикального типа, оснащенные крестовым столом и револьверной рабочей головкой (2Р135Ф2);
• станки вертикальной компоновки с крестовым столом и инструментальным магазином;
• сверлильные станки портального типа, выпускаемые во всех вышеуказанных модификациях (2306ПФ2) (на станках данного типа можно формировать отверстия, диаметр которых доходит до 60 мм; к данной категории относятся и координатно-сверлильные станки).

Сверлильно-фрезерный центр с ЧПУ Morbidelli, предназначенный для мебельного производства и объединяющий в себе два сверлильных агрегата

Отдельную категорию составляют присадочные сверлильные станки, оснащенные ЧПУ, которые используются для производства мебели.

Особенности конструкции сверлильных станков с ЧПУ

Для плавного и точного перемещения координатных столов, которыми оснащают сверлильное оборудование с программным управлением, их монтируют на опоры качения, а их движение в двух направлениях по горизонтали обеспечивается за счет соединения «винт – гайка качения». Конструкция привода таких столов включает в себя шаговый электродвигатель и гидроусилитель.

Основные части вертикально-сверлильного станка с ЧПУ

Кинематическая схема главного привода сверлильного оборудования с ЧПУ выполняется на базе одно- или двухскоростного электрического двигателя и коробки переключения скоростей вращения шпиндельного узла.

Кинематика вертикально-сверлильного станка на примере модели 2Р135Ф2

Управление вертикальным перемещением рабочей головки (ось Z) может быть реализовано по нескольким схемам:

• за счет использования упоров и микропереключателей;
• при помощи набора программ на специальной штекерной панели;
• набором программ на перфоленте.

Панель управления системы ЧПУ Heidenhain iTNC высокоточного сверлильно-фрезерного станка

Для расширения функциональности сверлильного оборудования с программным управлением и повышения эффективности его применения в его оснащении могут использоваться различные приспособления:

• рабочие столы поворотного, наклонного или маятникового типа;
• навесные кондукторы;
• резьбонарезные патроны;
• револьверные головки или быстросъемные патроны.

Вспомогательный инструмент для станков с ЧПУ сверлильно-фрезерной группы позволяет закреплять в патроне разнообразные рабочие насадки

Более сложной конструкцией отличается радиально-сверлильный станок с ЧПУ, несущая колонна которого поворачивается на 360 градусов. Рабочая головка такого станка монтируется на траверсе, имеющей возможность перемещаться по вертикали. На траверсе имеются специальные направляющие, по которым передвигается сама сверлильная головка с закрепленным в ней инструментом.

Конструкция данного станка, подвижные элементы которой управляются при помощи системы ЧПУ позиционного типа, позволяет оперативно и точно устанавливать режущий инструмент относительно поверхности обрабатываемой детали. Оборудование такого типа особенно удобно в работе с корпусными заготовками.