Проектирование станков включает в себя проектирование, изготовление и изготовление станков, используемых для различных промышленных целей. Типы станков, обычно используемых в современной промышленности, включают токарные станки, сверлильные станки и фрезерные станки, а также передаточные, шлифовальные и хонинговальные станки. Каждая конструкция станка должна учитывать нагрузку, с которой машина должна будет справиться, кто будет использовать станок и нагрузки на ключевые компоненты, а также требования к мощности и степень автоматизации его функций.
Конструктор станков должен сосредоточиться на нескольких ключевых аспектах различных типов станков. Первым из них является рама или шасси, на котором построен инструмент. Это может быть литая, сборная или сборная рама, в которой будут размещены все двигатели, столы и элементы управления, необходимые для инструмента. Часто эти рамы изготавливаются из стали или чугуна, но в конструкции современного станка также может использоваться композитный материал. пластиковый каркас. Ключевая функция рамы заключается в том, что она должна выдерживать и гасить воздействие длительных вибраций, тепла и звука, чтобы сделать инструмент более эффективным и надежным.
Другими компонентами, часто включаемыми в конструкцию станка, являются направляющие и направляющие, которые позволяют перемещать столы и шпиндели. Существуют две основные формы для них. Коробчатая направляющая или направляющая является стандартной и самой простой в сборке, с хорошей демпфирующей способностью и устойчивостью к ударам, хотя ее часто трудно ремонтировать и заменять. В конструкции роликовой направляющей имеется подшипник между направляющей и направляющей, что делает ее более универсальной и удобной для позиционирования. Однако конструкции роликовых дорожек занимают больше площади и из-за их повышенной сложности обычно дороже в строительстве.
Электродвигатели в конструкции станков бывают одной из трех разновидностей. Шпиндельные двигатели наиболее распространены и имеют привод от вала. Двигатели подачи подают питание на направляющие, которые перемещают рабочие столы, и их часто называют серводвигателями. Линейные двигатели обеспечивают движение в одном линейном направлении с помощью ротора, соединенного с ползуном, и обычно имеют небольшие размеры и малый вес.
Конструкция станка также должна иметь элементы управления, которые могут быть ручными или основанными на различных микропроцессорах, таких как программируемый логический контроллер (ПЛК). Программное обеспечение, работающее с ПЛК, создает деталь станка, используя производственные (CAM) программы и программное обеспечение с числовым программным управлением (CNC) для выполнения CAM и запустите инструмент. Это программное обеспечение управляет съемными инструментами и битами из закаленного карбида вольфрама, которые являются центральным элементом конструкции станка.
Ожидается, что рынок станков будет продолжать расти, что будет стимулировать постоянную потребность в выпускниках, специализирующихся на проектировании станков. По оценкам, в 2015 году это будет глобальная индустрия с оборотом 80,7 млрд долларов США (USD), которая будет снабжать страны Европы и Азии такими отраслями, как аэрокосмическая промышленность, ветроэнергетика и автомобилестроение. Североамериканский рынок считается зрелым, в то время как устаревшее станочное оборудование для резки, шлифования, хонингования, а также токарные и фрезерные станки и многое другое будет заменено более новыми моделями, которые пользуются большим спросом в других местах.