Виды и классификация токарных станков. Токарные станки по металлу
Ни одно современное предприятие, занимающее определенную нишу в машиностроении или другой отрасли промышленности, не может обойтись без станков. И совершенно не важно – крупный завод или частная фирма – в любом случае на производстве нужны станки по металлу.
Однако сразу стоит отметить, что на сегодняшний день станки для работы с металлом имеют множество различных видов и типов, оборудование отличается между собой по функционалу, а также индивидуальному опционному наполнению. Эти и некоторые другие факторы позволяют нам определить виды металлообрабатывающих станков по характеристикам и основным признакам.
Начнем с азов. Среди других промышленных агрегатов главным отличием станков является наличие станины, на верхней поверхности которой, собственно, и устанавливается главный рабочий «орган». Металлообрабатывающим элементом может являться небольшой абразивный круг, алмазная коронка и даже сверло – все зависит от того, какую операцию необходимо выполнить. Зачастую общий вид металлообрабатывающего станка представлен массивной конструкцией с электродвигателем, платформой подачи, разнообразными фиксаторами, рабочей оснасткой и прочими элементами. Стоит заметить, что станки для дома (бытовые) и домашних мастерских выглядят намного скромнее, нежели промышленные агрегаты, используемые на предприятиях. Да и в последнее время станки уже выпускают не только стационарные. Сегодня можно встретить и мобильные настольные станки по металлу, а также мини-станки по металлу. Причем даже сами производители не всегда четко могут определить грань между малогабаритным компактным станком и ручным электроинструментом.
Одним из наиболее ярких представителей категории мобильных металлообрабатывающих агрегатов является настольный токарный станок по металлу. Конечно, купить настольные станки по металлу легче, так как их стоимость на порядок меньше, чем на стационарные аналоги, но при этом их компактность и отсутствие определенных органов обработки и управления не дает возможности поставить их в один ряд с крупногабаритным оборудованием.
Токарные станки
Наверное, это одна из популярнейших категорий металлообрабатывающих станков. Токарный станок по металлу способен выполнять практически весь спектр операций, связанных с обточкой деталей. На таком станке можно корректировать формы металлических заготовок, которые имеют свои тела вращения, а также осуществлять проточку пазов, резку и в некоторых случаях даже сверление. Подытожив, можно сделать вывод, что токарные станки служат для обработки заготовок в форме тел вращения. При этом в процессе обточки заготовки она приобретает цилиндрическую или коническую форму.
На данный момент существуют различные виды токарных станков, применяемых в разнообразных областях промышленности. К примеру, в деревообрабатывающей промышленности используются крупногабаритные токарные станки для создания пиломатериала округлой формы, а для личного использования применяются токарные мини-станки по металлу, которые компактно размещаются в частном доме или гараже.
Распиловочные станки
К этой относятся агрегаты, способные распилить заготовку на несколько частей. К таким режущим агрегатам относится ленточнопильный станок по металлу, а также циркулярный отрезной станок по металлу. Циркулярные устройства осуществляют только поперечный распил заготовок, делается это обычно в поточном режиме. Такие модели станков активно используются в домашнем хозяйстве, так как их операционные возможности являются весьма востребованными.
могут выполнять продольный распил заготовки. К примеру, однопильный ленточный станок может разрезать заготовку вдоль на две одинаковые части, а двупильный агрегат сможет «поделить» заготовку в двух уровнях, таким образом, разрезав ее на три части.
Фрезерные станки
Ориентированы на создание профилей определенного вида. Зачастую фрезеровка используется для обработки плоских заготовок путем снятия кромок на заданную высоту. Такие станки применяются как для обработки дерева, так и для работы по металлу. В деревянном производстве с помощью одного фрезера выпускают полноценные строительные материалы – шипы, вагонку, плинтусы и т.д.
Станки для сверления отверстий
Не менее востребованы в домашних мастерских, а также на производстве . С их помощью с легкостью можно создать сквозное или глухое отверстие. Данные станки, в отличие от обычных электродрелей, обеспечивают более точное сверление. Кроме того, сверлильные станки гораздо мощнее, что позволяет проделывать с их помощью отверстия большого диаметра. Самыми распространенными считаются с верхним расположением шпинделя. В отдельную категорию стоит выделить сверлильно-долбежные станки, которые, помимо сверлильных операций, могут выполнять и некоторые фрезерные действия. Но так как это все-таки сверлильный станок, то фрезеровка на нем получается не совсем традиционной, а несколько узконаправленной.
Достаточно широкий ассортимент станочных агрегатов представлен в сегменте оборудования для поверхностной обработки заготовок и деталей. Обобщенно такие операции позиционируются как шлифовочные, но, стоит заметить, что это лишь часть функций, которые могут выполнять такие агрегаты. Тип обработки, который будет выполнять какая-то конкретная машина, зависит только от ее конструкционного исполнения.
Классификация станков по возможному материалу обработки
Все производственные станки разделяются по своим техническим характеристикам, исходя из материала заготовок, которые они будут обрабатывать. Так, металл и древесина считаются основными материалами, с которыми работает станочное оборудование. Для работы с деревянными заготовками подходят станки с более слабыми показателями мощностями. Но, с другой стороны, деревообрабатывающие станки должны обеспечиваться более гибкими настройками по операциям. Что касается станков для металлообработки, то они требуют более высокой мощности и надежной элементной базы. Наиболее популярными считаются токарные, фрезерные и сверлильные станки.
Классификация станков по типу управления
Станки с ручным управлением постепенно уходят в прошлое. Конечно, сейчас купить токарный станок по металлу с ручным управлением легко, но их приобретают все реже и используются они зачастую в небольших мастерских для производства штучных деталей. В то же время, крупные предприятия стремятся переориентировать свои мощности на автоматизированные установки. К этому сегменту относятся различные станки, отличающиеся своим уровнем автоматизации. Одним из наиболее востребованных считается станок с ЧПУ по металлу, с помощью которого можно выставить высокоточные настройки обработки.
Заключение
Большинство станков, активно применяющихся как в промышленности, так и в частном использовании – это агрегаты для выполнения механической обработки. Сверление, шлифовка, торцовка, резка – для выполнения этих операций используются различные металлические насадки, которые можно спокойно приобрести в специализированных магазинах. На сегодняшний день купить станки по металлу довольно-таки просто. Рынок заполнен как новым оборудованием, так и б/у. Главное знать, как работать на них. Цена на станки по металлу зависит от их комплектации, а также от производственной направленности. Важно знать, что покупая любой станок, практически всегда приходится дополнительно приобретать резцы для станка по металлу, цены на эти изделия зависят напрямую от их качества. Отдельно хочется сказать о станках с ЧПУ – за этими обрабатывающими агрегатами будущее, так как они высокоточно выполняют заданные работы и при этом практически не нуждаются в участии человека. Единственное, что до сих пор сдерживает большинство предприятий от перехода на современное оборудование – это высокая цена на токарный станок по металлу с ЧПУ и сложность организации работы с таким современным оборудованием.
Все отечественные металлорежущие станки (обычные и с ЧПУ) подчиняются единой классификации и имеют собственный специальный шифр, по которому знающему человеку очень просто определить, о каком конкретно оборудовании идет речь.
1 Классификация металлорежущих станков, их виды и типы
Агрегаты для обработки металлических изделий подразделяют на девять больших групп. В соответствии с этим делением они могут быть:
- токарными (шифр группы – 1);
- расточными и сверлильными (шифр – 2);
- доводочными, шлифовальными, заточными и полировальными (шифр – 3);
- специальными (шифр – 4);
- резьбо- и зубообрабатывающими (шифр – 5);
- фрезерными (шифр – 6);
- разрезными (шифр – 7);
- долбежными, строгальными, протяжными (шифр – 8);
- разными (шифр – 9).
Агрегаты каждой группы, кроме того, принято делить еще на разные типы:
Кроме того, интересующее нас оборудование делят на такие типы:
- по геометрическим размерам и весу: крупные, уникальные и тяжелые;
- по уровню специализации: специальные (металлорежущие станки для работы с изделиями одинаковых типоразмеров), специализированные (размеры обрабатываемых деталей являются разными, но принадлежат они к одному типу), универсальные (позволяют работать с любыми изделиями);
- по точности: П (повышенной точности), Н (нормальной), А (особо высокой), В (высокой), а также С (прецизионные), последние агрегаты также нередко называют особо точными.
2 Маркировка агрегатов для обработки металлов
Как вы сами понимаете, классификация, которой подчиняются металлорежущие станки, придумана не просто так, а для того, чтобы специалист мог мгновенно определить тип, базовое устройство и рабочие особенности станка, условное обозначение коего он видит перед собой.
Маркировка разных моделей станков – это несколько цифр и букв, в коих зашифрованы основные сведения об агрегате. Первая цифра указывает на группу станка, вторая – на его разновидность, третья (иногда еще и четвертая) – на типоразмер.
Если какая-либо литера стоит в конце кода (после всех цифр), она говорит нам о тех или иных особых характеристиках станка, уровне его точности, либо о том, что оборудование было модифицировано. А вот литера после самой первой цифры в маркировке агрегата для обработки металла сигнализирует о том, что он прошел модернизацию (либо это его другое исполнение, отличное от базового исполнения).
Чтобы принципы кодировки стали вам понятны, давайте расшифруем маркировку . По первой цифре легко определяем, что он является фрезерным, причислен к первому типу фрезерного оборудования (цифра 1), имеет 3-ий типоразмер, относится к агрегатам повышенной точности (последняя литера в коде), прошел модернизацию (первая литера после первой буквы).
3 Уровень автоматизации и другие особенности оборудования
Металлорежущие станки, используемые для массового и крупносерийного производства, называют агрегатными. Их устройство примерно одинаковое, для их выпуска используют стандартизированные рабочие столы, рабочие головки, станины, шпиндельные и другие узлы. Если же изготавливаются станки для единичного и мелкосерийного производства, их конструкция может быть уникальной.
По уровню автоматизации рассматриваемые нами агрегаты бывают:
- Полуавтоматическими. У них монтаж заготовки, которую предстоит обработать, запуск оборудования и демонтаж изделия после обработки осуществляет человек. Остальные же процедуры, причисляемые к вспомогательным, выполняются в автоматическом режиме.
- Автоматическими. Такие станки требуется наладить (задать необходимые условия обработки той или иной партии изделий) и запустить. Все рабочие операции они выполнят сами.
Отдельных слов заслуживают станки с ЧПУ (с числовым программным управлением). Их работой "руководит" специальная программа, содержащая закодированный комплекс числовых значений. Такая программа устанавливает все рабочие операции станка, начиная от частоты вращения его рабочего инструмента и заканчивая скоростью выполнения конкретного процесса.
В составе современных систем ЧПУ имеются следующие обязательные элементы:
- Пульт (консоль) оператора. Он дает возможность вводить программу, переводить металлорежущие станки в ручной режим работы, устанавливать режимы функционирования оборудования и так далее.
- Контроллер. Специальное устройство на агрегатах с ЧПУ, которое задает и отслеживает точность выполнения технологических управляющих команд, траекторию перемещения рабочего приспособления, отвечает за изменение и общее управление станком, а также выполняет дополнительные расчеты. Контроллером в наши дни может выступать и мощный промышленный компьютер, и логическое программируемое устройство, и обычный микропроцессор.
- Панель оператора (экран, дисплей). Данный элемент ЧПУ предназначен для того, чтобы специалист, работающий за станком, мог визуально наблюдать за процессом обработки изделий, и при необходимости вносить какие-либо изменения в программу управления.
Суть эксплуатации оборудования с ЧПУ (например, ) сравнительно проста. Сначала для металлорежущего оборудования составляется управляющая программа, которая вводится в контроллер оператором (для этих целей используется программатор). При включении агрегата ЧПУ дает на узлы станка последовательные команды. Выполнив все команды по обработке детали, оборудование отключается.
Высокая точность и скорость выполнения рабочих операций, которыми характеризуются металлорежущие станки, оснащенные ЧПУ, обусловили их активное применение в составе автоматических цеховых линий и очень крупных производственных автоматизированных систем.
4 Краткая информация о конструкции металлорежущих агрегатов
Описываемые нами станки разных групп и типов по своему устройству имеют немало общих черт. Их конструкция базируется на том, что все установленные на агрегатах техустройства и механизмы должны гарантировать возможность выполнения двух движений:
- подачи приспособления для резки либо обрабатываемой детали;
- непосредственно движения резки.
Чтобы обеспечить указанные движения, а также стабильное функционирование всего оборудования, станок для резки металла должен обязательно располагать такими конструктивными элементами:
- органы управления (отвечают за запуск агрегата и его остановку, необходимы для постоянного контроля работы станка);
- передаточное устройство (оно нужно для передачи исполнительному механизму движения от двигателя и для преобразования движения);
- привод (электрический, механический, пневматический, гидравлический);
- исполнительные механизмы (на них размещаются приспособления для резки металла, именно эти механизмы осуществляют обработку металла).
Токарные станки необходимы для обработки разных металлических или древесных заготовок. На них делают расточку и обточку цилиндрических, фасонных поверхностей, сверление отверстий, обработку торцов. Токарная группа станков подразделяется на 9 видов, каждый имеет свою конструкцию, свое предназначение, степень автоматизации. На станки можно устанавливать дополнительно устройства, расширяющие их функциональность.
Виды станков
Токарно-винторезный станок
Этот тип станков используется для обработки цветных и черных металлов, нарезания модульной, метрической, дюймовой резьб. Они являются самыми универсальными станками, их применяют как в серийном производстве, так и в единичном. Компоновка данных станков почти однотипная. На примере станка 16К20 можно выделить такие основные элементы:
Станина, которая является основой для всех механизмов;
Шпиндельная (передняя) бабка, состоящая из шпинделя, коробки скоростей и другого;
Коробка подач, передающая движение от шпинделя к суппорту при помощи ходового винта или валика;
Фартук, преобразующий вращение валика или винта в движения поступательного характера суппорта;
Задняя бабка может иметь сверло или развертку для поддержки обрабатываемой детали;
Суппорт, служащий для фиксации режущего инструмента.
Токарно-винторезные станки в зависимости от точности бывают таких видов:
1. нормальной точности;
2. повышенной;
3. высокой;
4. особо высокой;
Этот тип предназначен для обработки габаритных деталей. Такие станки используют для растачивания конических и цилиндрических поверхностей, а также для прорезки канавок, подрезки торцов. Еще на нем можно шлифовать, фрезеровать, нарезать резьбу.
Основным узлом здесь является стол, на котором находится планшайба. Также есть две стойки, соединяющиеся порталом. По этим стойкам передвигается траверса, имеющая два суппорта. Один из которых револьверный, а другой расточный. Первый служит для сверления отверстий, подрезки торцов. А второй суппорт необходим для обработки конических поверхностей, растачивания отверстий.
В зависимости от диаметра планшайбы бывают одностоечные или двухстоечные станки. Первые имеют диаметр до 2000 мм, а другие более 2000 мм.
Лоботокарный станок
Этот вид используется для обработки конических, лобовых, цилиндрических поверхностей. Структура таких станков имеет горизонтальную ось вращения детали.
Токарно - револьверный станок
Такие станки нужны для обточки, подрезки, сверления, развертывания, фасонного точения деталей и заготовок из калиброванного прутка. Такое название он получил из-за способа крепления режущих инструментов, которые закрепляются в специальном держателе, который бывают статическими или приводными. Приводные держатели расширяют функциональность данного типа станков, с помощью него можно сверлить отверстия, нарезать резьбу, фрезеровать.
Есть токарно-револьверные станки с ЧПУ (программным управлением), которые почти не нуждаются в операторе, если его снабдить прутковым податчиком.
Токарно-фрезерный обрабатывающий центр
Этот центр сочетает в себе функции фрезерного и токарного станков. Такое оборудование превышает возможности револьверных станков с помощью фрезерной головы под конус (Capto, HSK). Из-за этого токарный резец можно устанавливать во фрезерную голову, что дает возможность осуществлять точение. Могут ставится резцы с квадратным или специальным хвостовиком. Такие центры используются, как правило, для точения, фрезерования коленвалов и других деталей.
Автомат продольного точения
Такое оборудование необходимо для изготовления мелких деталей из фасонного профиля, калиброванного, холоднотянутого прутка. При этом автомат может работать с разными материалами (легированная сталь, медь и др.). Преимущество автоматов том, что они хороши при серийном производстве. Бывают автоматы с подвижной и неподвижной шпиндельной бабкой. Также бывают револьверные и одношпиндельные. Первые могут выполнять одновременно несколько операций с различными деталями.
Всё оборудование на предприятиях проходит обязательную классификацию по мощности двигателя, времени его допустимой работы и прочим техническим характеристикам. Классификация токарных станков по металлу проводится ещё по нескольким критериям:
- классу точности;
- весу;
- степени автоматизации;
- гибкости производственной системы;
- специальному назначению в обработке металла;
- универсальности или узкой направленности агрегата в выполнении операций по металлу.
Для обработки металла используется целый ряд токарных станков. По классификации ЭНИМС все виды токарных станков по металлу относятся к 1 группе. Оборудование делится на группы, всего их 9. Группы объединяют оборудование, предназначенное для обработки металла, по конструкции и назначению.
От задач, которые выполняются на конкретном станке и тяжести деталей, зависит, в каком режиме он работает, что влияет на количество автоматических функций станка и его комплектацию. От этого зависит и разбивка оборудования на группы.
Нет такой задачи по обработке металла, которую невозможно выполнить на токарном станке в ручном или автоматическом режиме. Но есть ещё и группы вспомогательных станков с ограниченными возможностями, предназначенными для выполнения узкого спектра задач, а есть почти универсальные, такие как винторезные. Их возможности ограничиваются весом и размером обрабатываемых деталей.
К 1 группе относятся токарные станки по металлу:
- одношпиндельные автоматические и полуавтоматические.
- многошпиндельные автоматические и полуавтоматические.
- револьверные многошпиндельные автоматические токарные установки.
- сверлильно-отрезные;
- карусельные;
- винторезные;
- многорезцовые;
- специализированные;
- разные.
Подгрупп в 1 группе токарного оборудования тоже получилось 9, как и групп классификации станков по металлу. Виды токарных работ самые разнообразные, но обойтись при работе по металлу без остальных станков практически невозможно. К ним относятся:
- сверлильные и расточные, относящиеся ко 2 группе.
- шлифовальные, полировальные, доводочные – 3 гр.
- комбинированные – 4 гр.
- для обработки резьбы и зубчатых поверхностей – 5 гр.
- фрезерные – 6 гр.
- строгальные, долбёжные, протяжные – 7 гр.
- разрезные – 8 гр.
- самая широкая группа № 9 – разные. в этой группе собрано оборудование для обработки труб и муфт, обдирочные агрегаты, испытательные, делительные, балансировочные.
Расшифровка обозначений по классификации ЭНИМС токарных станков по металлу
Токарные станки получили место в верхней строчке таблицы потому, что остальные станки по металлу производят для них заготовки или выполняют последующие работы, после токарных операций.
Как работает токарный станок
Принцип работы токарного станка заключается в следующем:
- вращение заготовки на станке осуществляет шпиндель или планшайба, которые получают вращение через коробку скоростей, ременную передачу от электродвигателя;
- амплитуду подач определяет скорость суппорта с закреплёнными резцами в резцедержателе;
- независимо от типа автоматизации станка – автоматического или полуавтоматического, он может быть с горизонтальной или вертикальной компоновки. Такую классификацию токарные станки получили от положения шпинделя, от которого зависит положение заготовки при обработке.
- на вертикальных станках ведутся работы по металлу на тяжёлых широких, но не длинных деталях.
- длинные детали с небольшим и средним диаметром обрабатываются в горизонтальном положении.
Чем больше на станке возможностей для установки дополнительного оборудования, тем шире его технологические возможности.
Схемы популярных станков
Как видно по схеме, токарно-винторезные станки стоят на 6 позиции 1 группы. Но встречаются они более часто, чем остальные ввиду их постоянной необходимости на предприятиях и в экспериментальных цехах, специализирующихся на обработке металлических деталей.
Токарно-винторезный 16К20 применяется для выполнения основных токарных работ различной сложности. Базовая модель производится в 4 вариантах. Разница станков в расстоянии между центрами. В различных модификациях этот промежуток может быть 71, 100, 140 и 200 см. Подобное варьирование рабочей длины повлекло за собой и другие конструктивные изменения для упрощения в обработке однотипных по весу, длине или диаметру деталей. На базе 16К20 разрабатывались и другие модели. Их буквенное обозначение указывает на модернизацию базовой модели:
- 16К20Г — с выемкой в станине.
- 16К25 – облегчённая модель, предназначенная для изготовления деталей из заготовок диаметром до 50 см. Расположение заготовки над станиной — горизонтальное.
- 16К20П – имеет повышенный класс точности, благодаря специальным подшипникам.
- 16К20Ф3 — с числовым программным управлением.
Видео 16К20Ф3
На этой основе создаются и другие токарно-винторезные модели для обработки металла. Схема станков общая, но при необходимости она дополняется необходимыми заказчику функциями. На станках, выполненных на основе 16К20 можно обрабатывать металлы разной степени податливости к обработке, в том числе и из закалённого металла. Мощность привода регулируется, при работе с твердыми сплавами возрастают энергетические затраты оборудования.
Больше всего операций по обработке металла выполняется на токарно-винторезных станках, у которых схема компоновки имеет довольно сложную конструкцию.
Основные узлы токарного станка:
- станина;
- фартук;
- шпиндельная (передняя) бабка;
- суппорт;
- задняя бабка.
На первый взгляд основных деталей немного, но для управления ими, в конструкции токарного оборудования имеется:
- фрикционная муфта отвечает за вращение шпинделя;
- вариаторы предназначаются для изменения частоты вращения шпинделя;
- автоматические выключатели;
- рукояти, маховики, зажимы для ручного перемещения, закрепления и включения механизмов.
Типы токарных станков отличаются друг от друга по назначению, технических характеристик, компоновке и др.
Обозначение точности
Точность станков по ЭНИМС указывается в названии в конце аббревиатуры кириллическими буквами:
- Н – указатель нормальной точности;
- П – говорит о повышенной точности станка;
- В – обозначает высокую точность;
- А – обозначение особо высокой точности;
- С – станок с сверх точности.
Классификация по весу:
- Лёгкими считаются токарные станки с весом до 1 тонны — (< 1 т);
- К средним относятся агрегаты от 1 до 10 тонн, в этой категории находятся винторезные — (1-10 т);
- Тяжёлые – это те станки, масса которых превышает 10 тонн — (>10 т);
- С весом свыше 100 тонн – это станки уникальные — (>100 т).
В скобках дано обозначение, которое встречается в маркировке станка.
Описание некоторых групп токарных станков
Лобовые станки
Токарные лобовые станки созданы для изготовления деталей до 4 метров в диаметре. Назначение станков, имеющих такие технические характеристики, для вытачивания на них цилиндрических и конических деталей. Но так же на широких заготовках, размещаемых на планшайбе, могут проводиться и другие работы по металлу, такие как нарезание бороздок, выборка фасок и многое другое. На лобовых станках производятся тяжёлые и разнообразные работы, что накладывает отпечаток на его технические характеристики. по сравнению с лобовыми имеют более сложную конструкцию.
Рабочая часть лобового станка состоит из:
- плиты;
- суппорта и его основания;
- передней и задней бабок;
- планшайбы.
Токарно-карусельные станки
Схема карусельных станков немного сложнее. Он имеет:
- станину;
- планшайбу;
- пульт управления;
- револьверную головку с несколькими позициями (например, 5);
- вертикальным револьверным суппортом;
- двумя коробками передач;
- траверсами;
- боковым суппортом;
- 1 или 2 стойками (в зависимости от конструкции и назначения):
- маховичком и боковым маховичком;
- держателем резцов на 4 предмета.
На токарно-карусельных станках обрабатываются детали диаметром от 2 метров. Каждая из моделей токарно-карусельных станков может обрабатывать заготовки различного диаметра. Увеличение диаметра заготовки в 1,26 раза требует увеличения рабочей площади станка. Массово производились 6 видов карусельных станков, со схожими технические характеристики, которые могли обрабатывать заготовки следующих размеров:
- 2-метровые;
- 2 м 52 см;
- 3 м 18 см;
- 5 м 4 см;
- 6 м 35 см.
При необходимости производства деталей превышающих показатель 6,35 метра, на заказ изготавливаются специализированные станки с уникальными техническими характеристиками. Высчитать необходимый размер рабочей площади следующей в ряду модели не сложно, достаточно предыдущее значение умножить на 1,26.
Револьверные токарные станки
На токарно-револьверном оборудовании изготавливаются детали из заготовок прутков. На станках имеется возможность изготавливать детали сложной формы по индивидуальному чертежу. Классификация револьверных станков осуществляется в зависимости от способа крепления заготовок на шпинделе:
- прутковый;
- патронный.
Почти все операции, что выполняют токарно-винторезные станки, можно производить и на револьверном, с той только разницей, что в револьверной головке поперечных суппортов можно закрепить сразу несколько инструментов, в необходимой для работы последовательности. Токарно-винторезные станки такой возможности не имеют, все последующие виды обработки проводятся на них после смены резца по окончанию предыдущей операции. Делать работу инструментами можно поочерёдно, а некоторые операции могут проводиться параллельно друг другу.
Револьверные головки некоторых станков этого типа устроены так, что одно гнездо может удержать сразу несколько резцов. Ход каждого инструмента ограничивается упором. Кроме ограничения хода, они выполняют функцию выключателя передач суппорта. Отработав, запрограммированный цикл, головка проворачивается и в рабочем положении устанавливает необходимый на следующем этапе инструмент.
Видео обработки детали
На примере схемы 1Г340П видно, что по своей компоновке револьверные станки такие же, как токарно-винторезные. Схоже и назначение станков этих видов.
Револьверные станки могут оснащаться головками, вращающимися в горизонтальной или вертикальной плоскости. Автоматические и полуавтоматические станки имеют похожие настройки револьверной головки перед работой. В этой категории токарного оборудования имеется еще классификация по количеству шпинделей в конструкции станка.
В станочном парке промышленности одно из ведущих мест занимает группа токарных станков. Несмотря на преобладание тенденции развития специальных токарных станков и автоматов, отвечающих задачам получения наибольшей производительности при максимальной автоматизации процессов, продолжают совершенствовать и универсальные токарно-винторезные станки.
Токарно-винторезные станки предназначены для выполнения разнообразных работ. На этих станках можно обтачивать наружные цилиндрические, конические и фасонные поверхности, растачивать цилиндрические, конические отверстия, обрабатывать торцовые поверхности, нарезать наружную и внутреннюю резьбы, сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия, производить отрезку, подрезку и другие операции.
Основными параметрами токарно-винторезного станка являются наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной и наибольшее расстояние между его центрами, которое определяет наибольшую длину обрабатываемой заготовки. Кроме этих основных параметров важными размерами токарно-винторезных станков являются наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над суппортом, наибольшая частота вращения шпинделя, наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя и размер центра шпинделя.
Токарные станки оснащают копировальными устройствами, что позволяет обрабатывать сложные контуры без специальных фасонных резцов и комбинированного расточного инструмента и значительно упрощает наладку и подналадку станков. Имеются токарно-копировальные станки с двумя-тремя копировальными суппортами, на которых можно обрабатывать наружные, внутренние и торцовые поврехности. Применение в токарных станках числового программного управления дает возможность полностью автоматизировать цикл обработки на них.
Сверлильные станки
Станки сверлильно-расточной группы
Сверлильные станки предназначены для сверления отверстий, нарезания в них резьбы метчиком, растачивания и притирки отверстий, вырезания дисков из листового материала и т.д. Эти операции выполняются сверлами, зенкерами, развертками и другими подобными инструментами.
Существуют следующие типы универсальных сверлильных станков:
- Одношпиндельные настольно-сверлильные станки для обработки отверстий малого диаметра. Станки широко применяют в приборостроении. Шпиндели этих станков вращаются с большой частотой.
- Вертикально-сверлильные станки (основной и наиболее распространенный тип) применяют преимущественно для обработки отверстий в деталях сравнительно небольшого размера. Для совмещения осей обрабатываемого отверстия и инструмента на этих станках предусмотрено перемещение заготовки относительно инструмента.
- Радиально-сверлильные станки используют для сверления отверстий в деталях больших размеров. На этих станках совмещение осей отверстий и инструмента достигается перемещением шпинделя станка относительно неподвижной детали.
- Многошпиндельные сверлильные станки обеспечивают значительное повышение производительности труда по сравнению с одношпиндельными станками.
- Горизонтально-сверлильные станки для глубокого сверления.
К группе сверлильных станков также можно отнести центровальные станки, которые служат для получения в торцах заготовок центровых отверстий.
Основными размерами сверлильных станков являются наибольший условный диаметр сверления, размер конуса шпинделя, вылет шпинделя, наибольший ход шпинделя, наибольшие расстояния от торца шпинделя до стола и до фундаментной плиты и др.
На расточных станках можно сверлить, рассверливать, зенкеровать, растачивать и развертывать отверстия, подрезать торцы резцами, фрезеровать поверхности и пазы, нарезать резьбу метчиками и резцами и т.д.
Расточные станки подразделяют на:
- горизонтально-расточные,
- координатно-расточные
- алмазно-расточные (отделочно-расточные).
Алмазно-расточные станки применяют для тонкой (алмазной) обработки, на них можно растачивать отверстия с отклонением поверхности от цилиндричности в пределах 3-5 мкм.
Координатно-расточные станки предназначены для обработки точных отверстий в тех случаях, когда нужно получить точные межцентровые расстояния или расстояния осей отверстий от базовых поверхностей (в пределах 0,005-0,001 мм).
Горизонтально-расточные станки предназначены для обработки деталей больших размеров и массы. На них можно растачивать, сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия, нарезать наружную и внутреннюю резьбы, цековать и фрезеровать поверхности.
Станки шлифовально-притирочной группы
Шлифовальные станки предназначены для обработки деталей шлифовальными кругами. На них можно обрабатывать наружные и внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности и плоскости, разрезать заготовки, шлифовать резьбу и зубья зубчатых колес, затачивать режущий инструмент и т.д.
В зависимости от формы шлифуемой поверхности и вида шлифования шлифовальные станки общего назначения подразделяют на круглошлифовальные, бесцентрово-шлифовальные, внутришлифовальные, плоскошлифовальные и специальные.
Главным движением у всех шлифовальных станков является вращение шлифовального круга, окружная скорость которого измеряется в м/с.
Существуют следующие виды подач. Для круглошлифовальных станков движение подачи – вращение детали; возвратно-поступательное движение стола с обрабатываемой деталью и поперечное периодическое пермещение шлифовального круга относительно детали. Для внутришлифовальных станков движение подачи – вращение детали; возвратно-поступательное движение детали или шлифовального круга и периодическое перемещение бабки шлифовального круга.
Планетарные внутришлифовальные станки имеют круговую подачу, периодическую поперечную подачу, а также продольную подачу. Для плосошлифовальных станков с прямоугольным столом, работающих периферией круга, движение подачи – возвратно-поступательное движение стола, периодическое поперечное перемещение шлифовальной бабки за один ход стола и периодическое вертикальное перемещение шлифовального круга на толщину срезаемого слоя.
Плоскошлифовальные станки с круглым столом имеют подачу шлифовального круга или стола и движение круговой подачи стола. Вертикальное перемещение стола или шлифовальной бабки является вертикальной подачей. Для плоскошлифовальных станков с прямоугольным столом, работающих торцом круга, движение подачи – продольное перемещение стола и периодическое вертикальное перемещение круга на толщину срезаемого слоя. Аналогичные плоскошлифовальные станки с круглым столом имеют вращательное движение стола и периодическую подачу круга.
Притирочные станки
Притирка осуществляется притирами, на поверхность которых наносят мелкозернистый абразивный порошок, смешанный со смазочным материалом или пастой. Притиры могут быть чугунные, стальные, бронзовые, свинцовые из твердых пород дерева и т.п.
В качестве абразивного порошка используют наждак, электрокорунд, алмазную пыль, карбид кремния и др., а в качестве пасты – окись хрома, окись алюминия, крокус, венскую известь и др. Во время притирки абразивный порошок смачивают керосином или скипидаром.
Хонинговальные станки
Хонингование выполняют специальным инструментом – хонинговальной головкой (хоном), оснащённой мелкозернистыми абразивными брусками. Головка совершает одновременно вращательное и возвратно-поступательное движения в неподвижном отверстии. Хонингованием можно получить высококачественную поверхность, а также исправлять некоторые дефекты отверстий (конусность, овальность и др.). При хонинговании в качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют эмульсию или керосин.
Станки для суперфиниширования
Суперфиниширование применяют для обработки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей. Суперфиниширование производят абразивными брусками, совершающими колебательные возвратно-поступательные движения с большой частотой и малым ходом по поверхности вращающейся заготовки.
В зависимости о метода образование профиля зуба нарезание цилиндрических зубчатых колес осуществляют либо методом копирования, либо методом обкатки.
Метод копирования. При нарезании методом копирования каждая впадина между зубьями на заготовке обрабатывается инструментом, имеющим форму, полностью соответствующую профилю впадины колеса. Инструментом в этом случае обычно являются фасонные дисковые и пальцевые фрезы. Обработку производят на фрезерных станках с применением делительных головок.
Для получения теоретически точного профиля зуба при обработке каждого зубчатого колеса с определенным числом зубьев и модулем необходимо иметь специальную фрезу. Это требует большого числа фрез, поэтому обычно используют наборы из восьми дисковых фасонных фрез для каждого модуля зубьев, а для более точной обработки – набор из 15 или 26 фрез. Каждая фреза набора предназначена для обработки зубчатых колес с числом зубьев в определенных пределах, но ее размеры рассчитывают по наименьшему числу зубьев этого интервала, поэтому при обработке колес с большим числом зубьев фреза срезает лишний материал. Если расчет вели по среднему числу зубьев данного интервала, то при фрезеровании колес меньшего диаметра их зубья получились бы утолщенными, что привело бы к зацикливанию колес при работе.
Из сказанного следует, что метод нарезания зубчатых колес фасонными дисковыми и пальцевыми фрезами недостаточно точен и, кроме того, малопроизводителен, так как много времени затрачивается на процесс деления. Поэтому этот метод применяют сравнительно редко, чаще в ремонтных цехах, а также для черновых операций.
В настоящее время зубчатые колеса нарезают в основном методом обкатки. Метод обкатки обеспечивает высокую производительность, большую точность нарезаемых колес, а также возможность нарезания колес с различным числом зубьев одного модуля одним и тем же инструментом. При образовании профилей зубьев методом обкатки режущие кромки инструмента, перемещаясь, занимают относительно профилей зубьев колес ряд последовательных положений, взаимно обкатываясь; при этом инструмент и заготовка воспроизводят движение, соответствующее их зацеплению. Из инструментов, используемых для нарезания цилиндрических зубчатых колес методом обкатки, наибольшее распространение получили и червячные фрезы.
Наряду с указанными методами для производства цилиндрических колес применяют также следующие высокопроизводительные методы обработки:
- одновременное долбление всех впадин зубьев заготовки специальными многорезцовыми головками; в таких головках число резцов равно числу впадин на обрабатываемом колесе, а форма режущих кромок является точной копией профилей впадин зубьев;
- протягивание зубьев колес;
- образование зубьев без снятия стружки волочением или накаткой;
- холодную или горячую прокатку зубьев;
- прессование зубчатых колес (из синтетических материалов).
Разновидности зубообрабатывающих станков.
Зубообрабатывающие станки можно классифицировать по следующим признакам;
- по назначению – станки для обработки цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями;
- станки для нарезания конических колес с прямыми и криволинейными зубьями;
- станки для нарезания червячных и шевронных колес, зубчатых реек;
- специальные зубообрабатывающие станки (зубозакругляющие, притирочные, обкаточные и др.);
- по виду обработки и инструмента – зубодолбежные, зубофрезерные, зубострогальные, зубопротяжные, зубошевинговальные, зубошлифовальные и др.;
- по точности обработки – станки для предварительного нарезания зубьев, для чистовой обработки и для доводки рабочих поверхностей зубьев.
Назначение станков резьбообрабатывающей группы.
Основными методами изготовления резьб являются:
- нарезание резьбы на токарных станках резьбовыми резцами и гребёнками;
- нарезание резьбы метчиками, круглыми плашками и резьбонарезными головками;
- фрезерование резьбы;
- шлифование резьбы однониточными и многониточными шлифовальными кругами;
- холодное накатывание резьбы плоскими плашками и круглыми роликами;
- горячее накатывание резьбы круглыми роликами.
Правильн
ый выбор способа получения резьбы в каждом отдельном случае зависит от размеров резьбы, её точности и параметров шероховатости поверхности, формы и размеров обрабатываемой заготовки, на которой нарезают резьбу, материала заготовки, вида производства и других условий.
Основными представителями резьбообрабатывающей группы станков являются: резьбошлифовальные станки, болтонарезные станки, резьбонакатные станки и гайконарезные станки.
Резьбошлифовальные станки
Резьбошлифовальные станки предназначены для чистовой обработки резьб повышенной точности, предварительно нарезанных на других станках. На этих станках шлифуют резьбы на метчиках, резьбовых калибрах, точных винтах, резьбовых фрезах, червяках и т.п.
Болтонарезные станки
Болтонарезные станки предназначены для нарезания резьб на болтах и других деталях.
Резьбонакатные станки
Резьбонакатные станки делят на станки с плоскими и круглыми плашками. Станки с плоскими плашками производительны и дают возможность получать точную резьбу. В станках с круглыми плашками заготовку размещают на упоре между неподвижной и подвижной круглыми плашками (роликами). Плашка быстро подводится к заготовке и прижимает ее к ролику; происходит накатывание резьбы, которое заканчивается после нескольких оборотов заготовки.
Гайконарезные станки
Нарезание резьбы в гайках при крупносерийном и массовом производстве осуществляют на гайконарезных полуавтоматах и автоматах машинными метчиками с прямыми или изогнутыми хвостиками.
На фрезерных станках можно обрабатывать наружные и внутренние поверхности различной конфигурации, прорезать прямые и винтовые канавки, нарезать наружные и внутренние резьбы, обрабатывать зубчатые колеса и т.п.
Различают станки:
- консольно-фрезерные (горизонтальные, вертикальные, универсальные и широкоуниверсальные)
- вертикально-фрезерные бесконсольные,
- продольно-фрезерные (одно- и двухстоечные),
- фрезерные непрерывного действия (карусельные и барабанные),
- копировально-фрезерные (для контурного и объемного фрезерования),
- гравильно-фрезерные,
- специализированные (резьбофрезерные, шпоночно-фрезерные, шлицефрезерные и др.).
В современных фрезерных станках применяют раздельные приводы главного движения и подач, механизмы ускоренных перемещений стола (во всех направлениях), однорукояточное управление изменения скорости подач. В станках узла и детали широко унифицированы. Станки называют консольными потому, что стол станка установлен на консоли, перемещающейся вверх по направляющим станины.
К консольно-фрезерным станкам относят горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные, универсальные и широкоуниверсальные. Основным размером фрезерных станков общего назначения является размер рабочей поверхности стола. У горизонтальных консольно-фрезерных станков ось шпинделя расположена горизонтально, и стол передвигается в трех взаимно перпендикулярных направлениях.
Универсальные консольно-фрезерные станки внешне почти не отличаются от горизонтальных станков, но имеют поворотный стол, который помимо возможности перемещения в трех взаимно перпендикулярных направлениях может быть повернут вокруг своей вертикальной оси на ±45º. Это позволяет обрабатывать на станке винтовые канавки и нарезать косозубые колеса.
Вертикальные консольно-фрезерные станки по внешнему виду отличаются от горизонтальных вертикальным расположением оси шпинделя и отсутствием хобота. Хобот у горизонтальных станков служит для закрепления кронштейна, поддерживающего конец фрезерной оправки.
Широкоуниверсальные консольно-фрезерные станки в отличие от универсальных имеют дополнительный шпиндель, поворачивающийся вокруг вертикальной и горизонтальной осей. Имеются также широкоуниверсальные станки с двумя шпинделями (горизонтальным и вертикальным) и столом, поворачивающимся вокруг своей оси. В широкоуниверсальных фрезерных станках шпиндель может быть установлен под любым углом к обрабатываемой заготовке.
Горизонтально-, вертикально- и универсально-фрезерные станки
Фрезерные станки непрерывного действия
При работе на фрезерных станках непрерывного действия заготовки на столах устанавливают и закрепляют без остановки движения. Производительность таких станков велика, их применяют в крупносерийном и массовом производстве.
Фрезерные станки непрерывного действия делят на карусельные и барабанные. На карусельном станке заготовки устанавливают в приспособлениях на вращающемся столе, затем их пропускают для снятия припуска под одной или двумя фрезами и снимают со стола. Цикл обработки детали может быть выполнен и за несколько оборотов стола.
Барабанный станок для непрерывной работы применяют для обработки сравнительно крупных заготовок одновременно с двух сторон. Заготовку крепят в приспособлениях, которые устанавливают на периферии медленно вращающегося массивного барабана. Обработку ведут фрезами. Устанавливают заготовки и снимают детали в процессе работы станка с противоположной относительно фрезы стороны.
Делительные головки
Делительные головки применяют при работе на консольно-фрезерных станках для установки заготовки под требуемым углом относительно стола станка, поворота ее на определенный угол, деления окружности на нужное число частей, а также для непрерывного вращения заготовки при фрезеровании винтовых канавок. Различают делительные головки для непосредственного деления (делительные приспособления), оптические делительные головки и универсальные делительные головки. Универсальные делительные головки делят на лимбовые и безлимбовые. Наиболее распространены лимбовые головки. Универсальные делительные головки могут быть использованы для простого и дифференцированного деления.
Станки строгально-протяжной группы и Долбежные станки
Назначение строгальных, протяжных и долбежных станков
На строгальных и долбёжных станках обрабатывают плоские поверхности, прямолинейные канавки, пазы, различные выемки, фасонные линейчатые поверхности и т.д.
Эти станки делят на поперечно-строгальные станки (односуппортные и двухсуппортные), продольно-строгальные станки (одностоечные, двухстоечные и кромкострогальные) и долбежные станки.
Поперечно строгальные станки всех размеров изготавливают с механическим приводом и гидравлическим приводом. Станки имеют автоматические подачи стола и резцового суппорта; управляют ими с центральной кнопочной станции и удобно расположенными рукоятками.
Продольно-строгальные станки одностоечные и двустоечные являются станками общего назначения. Главным движением в этих станках является возвратно-поступательное прямолинейное движение стола с заготовкой. Стол обычно приводится в движение от электродвигателя постоянного тока через механическую коробку скоростей, что позволяет наряду с бесступенчатым регулированием скорости движения обеспечивать также плавное врезание резца в заготовку и замедленный выход его в конце рабочего хода. На базе продольно-строгальных станков общего назначения изготавливают специализированные станки и станки, в которых строгание сочетается с фрезерованием, растачиванием, шлифованием и т.д.
Протяжные станки предназначены для точной обработки внутренних и наружних поверхностей различного профиля.
Протяжные станки делят по следующим признакам:
- являются основными модификациями консольно-фрезерных станков и представляют собой станки общего назначения;
- по назначению – для внутреннего и наружного протягивания;
- по степени универсальности – на станки общего назначения и специальные;
- по направлению и характеру рабочего движения – на горизонтальные, вертикальные, непрерывного действия с прямолинейным конвейерным движением, с круговым движением протяжки или заготовки, с комбинацией различных одновременных движений заготовки и протяжки;
- по числу кареток или позиций – с одной, двумя или несколькими каретками;
- однопозиционные (обычные) и многопозиционные (с поворотными столами).
Станки с ЧПУ
В зависимости от основных операций обработки станки с ЧПУ объединены в различные технологические группы.
Токарные станки с ЧПУ
Токарные станки с ЧПУ являются наиболее многочисленной группой в парке станков с ЧПУ. Их выпускают в следующих исполнениях: центровые, патронные, патронно-центровые и карусельные. В основном токарные станки имеют горизонтально расположенную ось шпинделя. Исключение составляют двухсуппортные станки и карусельные станки для обработки крупных деталей. По расположения направляющих суппорта токарные станки с ЧПУ выпускают с горизонтальным, вертикальным или наклонным расположением. Станки с вертикальными и наклонными направляющими оригинальны в своем исполнении и имеют следующие преимущества: удобство обслуживания, облегчение схода и удаление стружки, расположение ходового винта станка между направляющими, что способствует повышению точности перемещения суппорта.
Расточные станки с ЧПУ
Расточные станки с ЧПУ можно разделить на две основные группы: с горизонтальным или вертикальным расположением шпинделя. На расточных станках фрезеруют плоскости и пазы, сверлят и зенкеруют отверстия, растачивают отверстия, подрезают торцы, нарезают резьбу метчиками. На расточных станках с вертикальным расположением шпинделя целесообразно обрабатывать плоские заготовки, на горизонтально-расточных – корпусные детали.
Сверлильные станки с ЧПУ
Сверлильные станки с ЧПУ изготавливают в двух исполнениях: вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные. На них можно выполнять разнообразные работы: сверление, зенкование, зенкерование, развертывание, нарезание резьб, фрезерование и т.д. Наличие крестового стола, возможность работать последовательно несколькими инструментами, а в некоторых случаях и многоинструментальными головками значительно расширяют возможности станка.
Фрезерные станки с ЧПУ
Фрезерные станки с ЧПУ компонуют по типу вертикальных и горизонтальных консольных и бесконсольных одно- и двухжстоечных станков. Горизонтально-фрезерные станки оснащают поворотным столом, управляемым по программе. На фрезерных станках с вертикальным шпинделем преимущественно изготавливают плоскостные и коробчатой формы детали небольших габаритных размеров, а также сложные поверхности плоских и объемных кулачков, шаблонов и других деталей. На станках с горизонтальным шпинделем обрабатывают поверхности корпусных деталей, расположенные в различных плоскостях.
Многоцелевые станки обеспечивают выполнение большой номенклатуры технологических операций без перебазирования детали и с автоматической сменой инструмента. Режущий инструмент расположен в специальных инструментальных магазинах большой емкости, что дает возможность в соответствии с принятой программой автоматически устанавливать в шпинделе станка любой инструмент, требуемый для обработки соответствующей поверхности детали.
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ: 1И125П, 1И140П, 1П752МФ305, 1Д112, SARO25B, 1В116П, AWA-10M, АТС45, 1А240П-6, 1Б240-6, 1Б240-6К, 1Б265НП-6К, 1К282, 1Е365БП.
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ: 7216Г, 65А60Ф131, 6А56, 6650, 692Р-1, 6Р13, 6Р13Ф3, 6Т12-1, 6М13СН2, FU400 (Heckert), 6Р81, 6Р81Ш, 6Р82Г, СФ-676, 6Т82-1, ВМ127, СФ35, УФ, 5К328А, 53А30П, ЕЗС380.31(аналог 53А11), 6Г463.
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ: 3М131, 3У131, COBURG, 3А183, 3Б722, 3Д711АФ11, 3Л722А, 3Е711В, 3Б70В, 3Г71, 3Г71М, SPC20b, 3У10А, HAUSER 3SM, 3Д180, 3Б633, 3К634, 3В853.
РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ: 2Н636, 2Н636ГФ3, 2Б635, 2Д450П, 2А614-1, 2А622-1, 2А470, 2Е450АМФ4, 2254ВМФ4, 2620, 2620Г, 2620ГФ1
СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ: 2Н118, 2Н125, 2С132, 2Н135, 2532Л, 2А554, 2А554Ф1, 2М55.
ДОЛБЁЖНЫЕ СТАНКИ: 5А140П, 7Д430,
ОТРЕЗНЫЕ СТАНКИ: 8В66А, 8Г662, ВТС-50
ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ: 3Д642, 3Д692, 3Б662ВФ2, NUA-25M (аналог 3Е642, 3Е642Е), ТчПА-7.
ТРУБОНАРЕЗНЫЕ СТАНКИ: 9М14, 1Н983
ПРОЧИЕ СТАНКИ: 3Е816Ф1, 4Л723, 5С276П, Sunnen 1804, Agiecut 200, 4732ФЗМ, 5А714, HS-300.125, Машина плазменной резки.