Токарно-винторезный станок — применение и преимущества, конструкция, возможности, классификация. — Мекка инструмента

Виды и принцип работы

Существуют разнообразные модели станков с ЧПУ, но их принцип действия во многом аналогичен. Это оборудование работает в автоматическом режиме под контролем оператора. Станок имеет 3 и более осей, по которым перемещается рабочий (режущий, обрабатывающий) инструмент.

Каждая ось снабжена собственным шаговым двигателем, обеспечивающим необходимое движение инструмента по ней. Работа двигателей задается управляющей системой, подающей соответствующую команду в нужный момент согласно заложенной программе. В рабочей зоне расположены датчики, обеспечивающие обратную связь, сообщая координаты нахождения инструмента в пространстве.

Станки с ЧПУ способны выполнять разнообразные операции. По назначению можно выделить такие основные разновидности:

1. Сверлильные станки.
2. Токарные станки.
3. Фрезерные станки.
4. Станки для электрической и химической обработки с применением электронно-лучевой, электрохимической, электроэрозионной, фотохимической и ультразвуковой технологии резки материалов.
5. Режущие станки со специальной технологией: лазерные станки, станки для кислородной, плазменной, водоструйной резки материалов.

 Важно!  Помимо конкретного назначения станки с ЧПУ могут быть универсальными — многоцелевое оборудование или обрабатывающие центры. Основные варианты: токарно-сверлильно-фрезерные и фрезерно-сверлильно-расточные центры.

Возможности и технологии

Токарно-винторезный станок предназначен для выполнения ряда операций:

• Обточка и расточка цилиндрических и конических поверхностей.
• Расточка фасонных поверхностей.
• Сверление и развертка отверстий.
• Зенкерование отверстий.
• Подрезка и обработка торцов.
• Отрезание заготовки.
• Нарезание резьбы.

Кратко остановимся на основных технологиях обработки. При обточке наружных цилиндрических поверхностей используется проходной резец. Припуск по длине заготовки составляет от 7 до 12 мм для отрезания и обработки торцов. При торцевании используются несколько типов инструмента – подрезные, упорные и прямые проходные резцы.

На токарно-винторезном станке можно прорезать канавки требуемой глубины. Для этого необходима минимальная скорость вращения шпинделя и специальный резец. Аналогично производится и отрезание детали от заготовки. Отрезной резец вырезает канавку до диаметра 2-2,5 мм, и деталь отламывается под собственным весом.

Выточить шар ø72мм на ток. станке с чпу реално?

Классификация токарно-винторезных станков

Данный тип станков выпускается в различных модификациях и классифицируется по следующим основным параметрам:

• Масса станка.
• Наибольшая длина заготовки, которую можно установить на станок.
• Наибольший диаметр детали.

Максимальная длина обрабатываемой заготовки зависит от расстояния между центрами. Наибольший допустимый диаметр заготовки современного оборудования находится в пределах от 100 мм до 4 метров. При этом максимальные длины и диаметры заготовок могут не совпадать в различных моделях станков. Например, при одном и том же допустимом диаметре длины могут быть различными.

В зависимости от массы существуют следующие категории токарно-винторезных станков:

• Легкие массой до 500 кг. Предназначены для обработки заготовок диаметром до 200 мм. В эту категорию входят настольные модели используемые в быту и небольших мастерских.
• Средние массой 4 тонн. Максимальный диаметр 250-500 мм.
• Крупные – масса до 15 тонн, наибольший диаметр 600-1250 мм.
• Тяжелые – масса до 40 тонн и более, максимальный диаметр заготовки от 1600 мм до 4 метров.

Область использования

Станки и обрабатывающие центры с ЧПУ широко применяются в таких областях:

1. Металлообработка. Они способны обеспечить 2D- и 3D-фрезерование, гравировку, нарезание резьбы, токарную обработку, сверление сложных отверстий, создание сложных объемных деталей с высокой точностью, изготовление литьевых пресс-форм и другую обработку деталей практически любой сложности. Станки обеспечивают разовое, мелкосерийное и промышленное (крупносерийное) производство с высокой точностью повторений.
2. Электроника. В электронной промышленности станки используются при изготовлении приборных панелей, печатных плат, охлаждающих радиаторов, обработки отверстий в аппаратуре.
3. Аэрокосмическая промышленность. Станки используются для изготовления высокоточных деталей из труднообрабатываемых материалов. Они способны обеспечить обработку элементов шасси, титановой обшивки, втулок, деталей крыльев, коллекторных труб, компонентов редукторов и разъемов.
4. Электросвязь и телекоммуникация. Станки используются при изготовлении радиаторов, деталей антенных мачт, корпусов обшивки, гофрированных рупоров.
5. Здравоохранение. Медицинская промышленность использует станки с ЧПУ при производстве кардиостимуляторов, протезов суставов и костей, медицинских инструментов.
6. Автомобилестроение. Обрабатывающие центры активно используются при изготовлении деталей двигателей, внутренних панелей, головки блока цилиндров, ведущих мостов, коробки передач, других компонентов.
7. Мебельное производство. Станки применяются при изготовлении сложных мебельных фасадов, раскроя листовых материалов (ДСП, ДВП, МДФ), паркетных плиток, деревянных розеток сложной формы, криволинейных вырезов в дверях и окнах, филенок, осуществления художественной резьбы, изготовления эксклюзивных мебельных деталей и дверей.
8. Рекламное дело. Оборудование широко применяется для раскроя листового пластика и композитных материалов, изготовления логотипов, эмблем и букв, гравировки надписей и рисунков, создания шаблонов, лекал, ценников, подставок, лотков, нанесения изображений на стекло и оргстекло.
9. Моделирование. На станках с ЧПУ можно создавать различные модели, прототипы, новые архитектурные формы, штампы, клише.

Трудно найти области человеческой деятельности, где станки с ЧПУ нельзя или бессмысленно использовать. Они активно применяются в деревообработке, металлургии, в военно-промышленном комплексе, строительстве, производстве сельхозтехники и инвентаря, ювелирном деле.

Обработка полусферы на токарном. как лучше?

Особенности конструкции

Токарно-винторезный станок состоит из унифицированных узлов и механизмов обеспечивающие фиксацию и вращение заготовки, а также рабочее движение резца. Основные узлы и детали оборудования:

• станина;
• суппорт станка;
• коробка регулировка скорости;
• передняя бабка;
• задняя бабка;
• шпиндель;
• двигатель;
• тумбы оборудования;
• гитары шестерен;
• коробка выбора и смены подач;
• фартук;
• ходовой валик;
• ходовой винт.

Следует отметить, что основные узлы токарно-винторезных станков различных производителей имеют одинаковую схему расположения и сходные наименования. Во многих случаях они идентичны и взаимозаменяемые.

Преимущества и сфера применения

Область использования токарно-винторезного станка зависит от его параметров – массы, максимального диаметра и длины заготовки. Так, легкие станки применяются на часовых заводах, на опытно-экспериментальных участках, в бытовых мастерских, при производстве приборов и на других объектах.

Станки крупной и тяжелой группы применяются в энергетике и машиностроении. Они используются для изготовления и ремонта деталей крупных механизмов – турбин, колесных пар и других узлов  железнодорожного транспорта, тяжелого прокатного оборудования и т. д.

Наибольшее применение получили станки средней группы. Они используются для производства крепежа и других деталей для машиностроения, строительства, приборостроения и других сфер деятельности, их возможности позволяют производить широкий спектр получистовых и чистовых операций, в том числе и нарезку резьб.

Основными преимуществами токарно-винторезного станка являются:

• Широкий диапазон подачи резца.
• Большой выбор частот вращения шпинделя.
• Высокая мощность двигателя.
• Жесткость конструкции.
• Универсальность обработки, доступность широкого спектра металлорежущих операций.
• Возможность расширения функциональных возможностей при установке дополнительных механизмов и приспособлений, в том числе автоматизация с помощью системы ЧПУ.

Оснащение системой числового-програмного управления позволяет эффективно использовать станок для выпуска серийной продукции, производить быструю переналадку при переходе на другую номенклатуру деталей.

Преимущества применения

Применение ЧПУ в обрабатывающем оборудовании имеет следующие преимущества:

1. Высокий уровень автоматизации производства. Управление способен обеспечить один оператор, при этом он может обслуживать сразу несколько станков. На современных станках реализована автоматическая смена рабочего инструмента, установка и снятие заготовок и готовых деталей.
2. Высокая точность обработки. Станки обеспечивают точность, которую трудно достичь на обычном оборудовании.
3. Повторяемость процессов. На одной программе можно изготовить абсолютно идентичные детали в огромном количестве, что важно при серийном производстве.
4. Возможность изготовления особо сложных, эксклюзивных деталей. Достаточно создать цифровую модель нужной формы и ввести ее в программу, а станок послушно воспроизведет ее уже на реальном материале.
5. Универсальность. На одном станке можно изготавливать самые разные детали. Достаточно перейти с одной управляющей программы на другую.
6. Прогнозируемость операции. Запуская станок, оператор знает точное время изготовления детали, что дает возможность точного планирования объемов производства.
7. Возможность изготовления деталей практически любой сложности и из любых материалов.
8. Высокая скорость обработки.
9. Устранение тяжелого физического труда.
10. Оптимальный расход материалов, снижение отходности, исключение брака.
11. Возможность обеспечения круглосуточной работы оборудования.
12. Повышение безопасности. Рабочий не имеет прямого контакта с рабочей зоной. Управление обеспечивается дистанционно.

Конечно, при внедрении в производство станков с ЧПУ следует учитывать, что их стоимость значительно выше, чем у обычного оборудования. Кроме того, потребуется обучение персонала для их обслуживания, а также придется понести затраты на разработку специфических управляющих программ.

Высокую эффективность станки обеспечивают при изготовлении сложной и ответственной продукции, серийном производстве, а также при изготовлении разнотипных изделий. В этом случае ЧПУ значительно повышает производительность и качество, заметно снижает трудоемкость производства и в конечном итоге — себестоимость продукции.

Станки с ЧПУ отличаются универсальностью и обладают широкими возможностями. Они с успехом используются в различных областях человеческой деятельности, способны значительно повысить эффективность небольшого бизнеса и крупного производства. Важно правильно оценить целесообразность их применения.