Карусельные и лоботокарные станки | Машиностроение

Назначение и классификация токарных станков

К токарным относят большую группу станков, предназначенных в основном для обработки заготовок в виде тел вращения из металлов.

Основными технологическими операциями, выполняемыми на токарных станках, являются точение цилиндрических, конических, фасонных, а также торцевых поверхностей заготовок, вращающихся соосно оси шпинделя, и нарезание резьбы.

Функциональные возможности токарных станков могут быть существенно расширены благодаря использованию на токарном оборудовании специальных приспособлений, позволяющих производить фрезерование, сверление, шлифование и некоторые другие виды обработки.

Основу токарной группы составляют токарные автоматы и полуавтоматы, токарно-винторезные, токарно-револьверные, токарно-карусельные, лоботокарные станки.

Для наружной и внутренней обработки поверхностей единичных и малых групп заготовок, включая нарезание резьбы, используют различные модели токарно-винторезных станков.

Для обработки малых и больших групп заготовок сложной формы из прутка или штучных заготовок, требующих применения большого числа наименований инструмента, предназначены токарно-револьверные станки.

Для обработки поверхностей разнообразных по форме заготовок, у которых диаметр намного больше длины, используют токарно-карусельные станки. Они отличаются от других токарных станков вертикальным расположением оси вращения планшайбы, к которой крепят обрабатываемую заготовку.

Для обработки заготовок большого диаметра (до 5 м), используемых при изготовлении деталей в единичном производстве, применяют лоботокарные станки.

Токарные станки классифицируют:

• по виду обрабатываемого материала (сталь, чугун, цветные металлы, пластмасса и др.);
• точности обработки (классы Н, П, В, А, С,);
• виду производства (единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное, массовое);
• массе станка (легкие, средние, крупные и тяжелые);
• максимальному диаметру заготовки (D) обрабатываемой детали или высоте центров над станиной (100…5000 мм);
• наибольшей длине обрабатываемой детали L (125…24 000 мм).

Обычно к легким относят токарные станки с максимальным диаметром обрабатываемой заготовки D = 100… 200 мм, средним — D = 260…500 мм, крупным D = 630…1250 мм, тяжелым —D = 1600…5000 мм.

На средних по массе токарных станках в машиностроении и металлообработке выполняют 70…80 % общего объема токарных работ. Их используют для выполнения получистовой и чистовой обработок деталей из заготовок, нарезания резьбы. Они имеют достаточно высокий уровень автоматизации.

Токарные станки имеют достаточную мощность, высокую жесткость и широкий диапазон частот вращения шпинделя и подач инструмента, что позволяет обрабатывать детали с использованием прогрессивных инструментов из твердых и сверхтвердых материалов.

Легкие токарные станки применяют в инструментальном производстве, часовой промышленности, приборостроении, электротехнической промышленности, экспериментальном и опытном производстве.

Крупные и тяжелые токарные станки применяют для обработки деталей тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения при изготовлении атомных реакторов, роторов турбин, генераторов, тяговых электродвигателей электровозов и др.

Токарные станки, выпускаемые станкостроительными заводами России, имеют буквенно-цифровое обозначение. Расшифровка буквенно-цифрового обозначения токарного стана дает представление о его основных характеристиках (тип, размеры обрабатываемой заготовки, точность обработки и т.д.).

Токарные автоматы и полуавтоматы

Токарные автоматы предназначены для обработки заготовок из прутка, а токарные полуавтоматы — для обработки заготовок из прутка и штучных заготовок.

Технические характеристики автоматов приведены в табл. 1— 3, а полуавтоматов — в табл. 4—6.

Таблица 1. Технические характеристики токарно-револьверных и фасонно-отрезных одношпиндельных прутковых автоматов (размеры, мм)

Таблица 2. Токарные одношпидельные автоматы продольного точения (размеры, мм)

* На оба резца. ** Имеются два диапазона частот вращения шпинделя, переключаемых в каждом диапазоне бесступенчато.

Таблица 3. Токарные многошпиндельные горизонтальные прутковые автоматы (размеры, мм)

Примечания: 1. Все автоматы повышенной точности.

1. Четырехшпиндельные автоматы имеют четыре поперечных и один продольный суппорты, остальные автоматы имеют шесть поперечных и один продольный суппорты.
2. Шестии восьмишпиндельные автоматы выпускают также с двойной индексацией, т. е. они могут работать соответственно как два трехшпиндельных или два четырехшпиндельных автомата.

Таблица 4. Токарные многошпиндельные горизонтальные патронные полуавтоматы (размеры, мм)

Примечание. Все полуавтоматы повышенной точности.

Таблица 5. Токарные многошпиндельные вертикальные полуавтоматы (размеры, мм)

Таблица 6. ТокарноBревольверные станки и полуавтоматы (размеры, мм)

Повышенным спросом на российском рынке металлорежущего оборудования пользуются модели станков промышленной группы «АСВ-Техника», основные характеристики которых приведены в табл. 7—10 (рис. 1, 2).

Таблица 7. Токарные автоматы многошпиндельные

Таблица 8. Токарные автоматы одношпиндельные для колец

Таблица 9. Токарные полуавтоматы многошпиндельные

Таблица 10. Токарно-револьверные станки

Рис. 1. Общий вид станка 1Б265Н-6К

Рис. 2. Общий вид станка 1В340Ф30

Универсальные токарно-винторезные и токарные станки

Универсальные станки объединенной станкостроительной компании EXEN (рис. 3, табл. 11) предназначены для получистовых и чистовых операций при выполнении разнообразных токарных работ: точение, сверление, развертывание, растачивание, нарезание различных резьб, при обработке черных и цветных металлов. Станки позволяют получать высокую точность и геометрию обрабатываемых деталей в пределах нескольких микрон.

Универсальность и доступная стоимость оборудования, а также грамотное использование в производственном цикле позволяет окупить его в первые 2—3 года эксплуатации. Наличие гибких автоматических приспособлений (ГАП) расширяет технологические возможности за счет обработки заготовок больших диаметров.

Оснащение станка конусной линейкой дает возможность эффективно обрабатывать конусы и использовать его в инструментальном производстве. Станки комплектуются 3- и 4-кулачковыми патронами, планшайбами, люнетами, жесткими и вращающимися центрами. Они могут быть использованы как в промышленном производстве, так и в индивидуальных мастерских и учебных заведениях.

Станки (рис. 4, табл. 12) предназначены для обработки деталей по всему спектру операций от черновых до чистовых при обработки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, сверления, зенкерования, развертывания осевых отверстий, точения конусов, нарезки наружной и внутренней резьбы.

https://www.youtube.com/watch?v=ougw705-mQU

Рис. 3. Универсальный станок для чистовой обработки Б16Д225

Таблица 11. Токарные станки для чистовой обработки

Рис. 4. Универсальный станок для черной и чистовой обработки Б16Д25М1

Станки серии IV оснащены частотно-регулируемым приводом. На данной модели станка реализована концепция использования частотно-регулируемого привода (ЧРП) шпинделя. Конструкция и кинематическая схема позволили, без увеличения мощности двигателя, сохранить крутящий момент в 1000 Н · м.

Использование ЧРП позволило снизить уровень шума станка, повысить его надежность, а исключение промежуточных звеньев — увеличить КПД механической передачи с 0,79 до 0,9. За счет применения преобразователя частоты снизилось потребление электроэнергии на 30 %.

Стабильность напряжения ведет за собой стабильность обработки и позволяет получать геометрические параметры детали по 7-му квалитету. В данной модели возможно как дискретное, так и плавное регулирование оборотов шпинделя в пределах каждого диапазона.

При обработке деталей сложного профиля актуально плавное регулирование скорости под нагрузкой. За счет оптимального подбора скоростей сокращается время обработки на 8 %, растет производительность труда. Станок снабжен функцией плавного пуска и останова шпинделя, что обеспечивает исключение механических ударов.

В результате срок межремонтного цикла увеличивается на 15…30 %, срок службы станка возрастает. Для облегчения перемещения задней бабки по направляющим станины используется аэростатика. Станина цельнолитая. Направляющие станины закалены с двух сторон и отшлифованы. Докомплектация станка УЦИ увеличивает точность обработки. Станки изготавливаются классов точности Н и П.

Сведения об универсальных токарно-винторезных станках промышленной группы «АСВ-Техника» отечественного производства приведены в табл. 13 и рис. 5, 6.

Сведения об универсальных токарно-винторезных станках импортного производства, пользующихся спросом на российском рынке металлорежущего оборудования, приведены в табл. 14 и на рис. 7 и 8.

Токарные станки производства «Электротехмаш» предназначены для выполнения всех видов токарной обработки деталей (табл. 15). На токарных

Таблица 12. Универсальные станки для черновой и чистовой обработки

Таблица 13. Отечественные универсальные токарно-винторезные станки

Рис. 5. Общий вид станка 250ИТМВ.01

Рис. 6. Общий вид станка МК6056М

Рис. 7. Токарный станок производства фирмы «TRENS» модель SN 32

Рис. 8. Токарный станок производства фирмы «RUNMASTER» модель RUN 460

станках можно производить внутреннюю и наружную обработку цилиндрических и конических поверхностей, торцевых плоскостей, а также нарезать все виды резьбы с широким диапазоном шага, выполнять отрезку, проточку конусных поверхностей и канавок, сверление, расточку.

Таблица 14. Импортные универсальные токарно-винторезные станки

Таблица 15. Технические характеристики токарных станков производства «Электротехмаш»

Токарно-карусельные станки

Станки токарно-карусельные находят широкое применение на предприятиях тяжелого, энергетического, транспортного и нефтехимического машиностроения (табл. 16).

Различают одностоечные (с планшайбой диаметром до 1600 мм) и двухстоечные (с планшайбой диаметром до 20000 мм) токарно-карусельные станки. Главными параметрами являются диаметр D и высота L обрабатываемой заготовки; причем параметр L зависит от параметра D.

Токарно-карусельные станки используют при обработке цилиндрических и конических (наружных и внутренних) поверхностей, протачивания канавок, отрезки, обработки торцовых поверхностей, а при применении приспособлений применяют для фасонного точения, нарезания резьбы и других операций, включая фрезерную и шлифовальную обработки.

На рис. 9 показан одностоечный токарно-карусельный станок модели 1512. Станок имеет станину — стойку 9 со столом 1. Поперечина 6 с вертикальным суппортом 5 и боковой суппорт 10 перемещаются по направляющим стойки 9.

Таблица 16. Технические характеристики токарноBкарусельных станков

Рис. 9. Токарно-карусельный станок мод. 1512: 1 — стол; 2 — планшайба; 3 — пульт; 4 — револьверная головка; 5 — суппорт; 6 — поперечина; 7 — коробка подач; 8 — маховик; 9 — стойка-станина; 10 — боковой суппорт; 11 — коробка подач бокового суппорта; 12 — резцедержатель; 13 — маховик

При выполнении капитального ремонта и модернизации на петербургском станкостроительном заводе производят:

• раздельные приводы подач, встройку шариковых винтовых передач. Электропривод обеспечивает плавное регулирование подач «под стружкой»;
• установку высокоточных оптических отсчетных линеек по координатам z и x;
• встройку индикации позиций револьверной головки;
• отмену гидропривода отжима-зажима траверсы, что повышает ресурс гидропривода, а также введение ручного зажима траверсы;
• замену асинхронного главного двигателя на двигатель постоянного тока с широким диапазоном регулирования скорости вращения «под стружкой»;
• установку надежной автоматической системы смазки направляющих и гаек шариковых винтов от централизованной системы;
• замену электрооборудования, поставку системы ЧПУ отечественной (2С42—65) или импортной (фирма «Siemens» или другой по выбору заказчика);
• восстановление точности и работоспособности станка.

Отечественные модели

Первая установка карусельного типа была выпущена в середине 30-х годов прошлого столетия станкостроительным заводом г. Краснодар. Устройство было спроектировано специалистами этого завода, который еще на протяжении долгого времени являлся ведущим производителем карусельно-токарного оборудования.

Модель 1510 имеет мощный электродвигатель, обеспечивающий главное движение, и обладает высокой жесткостью и прочностью конструкции и кинематической цепи. Большой выбор скорости вращения круглого стола и величин подач дают возможность производить высокоскоростную обработку заготовок в скоростных режимах.

В настоящее время модель не выпускается, поскольку станкостроительные предприятия перешли на изготовление более современных аппаратов, позволяющих работать с современными резцами, имеющие расширяющие возможности агрегата приспособления и производящие обработку на более высоких скоростях.

Модель 1541 является устаревшим аналогом 1516 модели. С выпуском нового агрегата производство его прекратилось. Предназначался для работы с болванками из стали, чугуна и легких сплавов.

На современном производстве по сей день активно эксплуатируются такие одностоечные модели, как 1516 и 1512, которые считаются универсальными, поскольку предназначены для работы с болванками из цветных и черных металлов и могут использоваться как для серийного, так и для мелкосерийного производства.

Технические особенности этих двух моделей во многом схожи и позволяют производить полный спектр токарных работ. Однако чаще всего на этих устройствах обтачиваются и растачиваются следующие поверхности:

1. Цилиндров.
2. Плоских торцов.
3. Конусов.
4. Фсонные.

На данные модели установлена коробка подач, обладающая большой надежностью, благодаря чему становится возможным осуществление плавного перехода на разные рабочие режимы. Благодаря широкому функционалу при работе с данными устройствами возможно осуществлять обработку в полуавтоматическом режиме, благодаря чему она несколько ускоряется и становится чуть более точной.

Также возможно управление устройством вручную оператором, самостоятельно переключающим режимы работы при помощи специально предусмотренного подвесного пульта.

Некоторые устройства данных моделей модифицировались производителем, в ходе чего устанавливались самоцентрирующиеся планшайбы. Благодаря чему технологические возможности таких устройств были значительно выше.

Краснодарским заводом выпускались и модели с двумя стойками, которые являлись аналогом описываемых выше устройств. Особо распространенными среди них были модели 1532 и 1525. Из особенностей агрегата 1525 особенно примечательны:

• реверсивное вращение планшайбы, изменяемое при необходимости;
• оснащение парой верхних поворотных резцедержателей.

Главный привод оснащался редуктором с двумя ступенями и двигателем, чья скорость вращения регулируется. Интервал скорости выбирается при помощи электромагнитных муфт, а скорость вращения шпинделя задается посредством бесступенчатой схемы.

Некоторые станки оснащались системами ЧПУ, поэтому и маркировались иным образом: 1516Ф2, 1512Ф2, 1525Ф2. На такие агрегаты монтировалось ПУ отечественного производства (Н55-2 или П32-3М) или зарграничного – немецкого и французского (Bosh, Alcatel).

Популярные зарубежные станки токарно-карусельной группы

На отечественном рынке представлен большой выбор токарно-карусельного оборудования от зарубежных производителей. О наиболее популярных моделях и торговых марках стоит сказать отдельно.

Хорошее соотношение цены и качества демонстрируют станки от китайской компании Dalian Guofeng Machine Tools, в маркировке которых присутствует буква «С».

5231, 5240, 5250, 52630

Данные модели относятся к категории токарно-карусельного оборудования двухстоечного типа, по своим техническим характеристикам они во многом похожи на станки завода им. Г.М. Седина. Эти устройства позволяют с достаточно высокой точностью осуществлять токарную обработку заготовок, характеризующихся как простой, так и сложной конфигурацией.

Dalian Guofeng Machine Tools C5250 — cтанок от китайского производителя

5110, 5116, 5123, 5125, 5131

Это одностоечные модели токарно-карусельного оборудования, мощность которого варьируется от 22 до 45 кВт. На агрегатах данных моделей установлена упрощенная система ЧПУ – цифровая индикация, с помощью которой управление работой токарно-карусельного станка становится более удобным, простым и эффективным.

Если рассматривать более качественное (а значит, и дорогостоящее) токарно-карусельное оборудование от зарубежных производителей, представленное и пользующееся популярностью на отечественном рынке, то стоит отметить продукцию швейцарской компании ENCE GmbH. Данный производитель предлагает оборудование нескольких серий.

Станок Dalian Guofeng Machine Tools C5116

LEN 3000-5000

На оборудовании данных моделей обрабатывают заготовки, диаметр которых находится в интервале 315–500 см. На станках этой серии не устанавливается система ЧПУ, но при необходимости оснастить их такой системой можно очень оперативно. Двухступенчатый привод, реализующий главное движение, оснащается электродвигателем, частоту вращения вала которого можно изменять по 16 ступеням.

LEN 1250-2000

Как понятно из обозначения, на этих устройствах обработке подвергают детали с диаметром 125–200 см. Агрегаты этой серии оснащены роликовыми направляющими, в подвижные узлы которых установлены высокоточные подшипники качения. Вертикальный и четырехпозиционный суппорты данных токарно-карусельных станков гидравлически сбалансированы, что повышает точность обработки.

SEN 1000-1800

Это токарно-карусельное оборудование, оснащенное системами ЧПУ, от компаний Siemens Fanuc. Среди важных конструктивных особенностей оборудования данной серии стоит выделить сервомотор с коробкой передач ZF (Германия) и термически симметричный рабочий стол.

Говоря о специализированном токарно-карусельном оборудовании от западных производителей, представленном на отечественном рынке, нельзя не упомянуть станки с числовым программным управлением, выпускаемые под торговыми марками VWEN и SENQ. На таких устройствах можно обрабатывать заготовки не только из черных и цветных металлов, но и из сплавов, содержащих в своем составе керамику и фарфор. Диаметр деталей, с которыми работают на этих токарно-карусельных станках, доходит до 10 м.

Токарные работы на заказ от одной детали

На производстве можно разместить заказ на токарные работы с ЧПУ для изготовления от одной детали до серийного выпуска изделий из металла. Для этого на производстве «Траяна» выполняются все операции по токарной обработке всех видов металлов:

Токарная обработка втулки
Токарная обработка резанием
Токарная обработка валов
Токарная обработка поверхности
Токарная обработка точение
Токарная обработка деталей
Токарная обработка стали
Токарная обработка отверстий