Станок револьверный по металлу

Обновлено: 13.05.2024

Токарно револьверный автомат предназначен для изготовления деталей сложной конфигурации в условиях массового производства. Обработка заготовок таких деталей требует применения большого числа различных инструментов, для размещения которых эти автоматы имеют продольный суппорт с шестипозиционной револьверной головкой, и два-три поперечных суппорта. В большинстве случаев токарно револьверные автоматы сконструированы для прутковой работы; в новых моделях предусмотрена возможность загрузки штучных заготовок из магазинного устройства.

На рис. 1 показан общий вид пруткового токарно револьверного автомата. Пруток, расположенный в поддерживающей трубе 1, закрепляется во вращающемся шпинделе 3 (главное движение) при помощи цангового патрона. Подача прутка для изготовления следующей детали производится механизмом подачи 2. Продольное обтачивание, обработка центрального отверстия, такие как сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы и пр., производятся с помощью продольного суппорта 6, несущего револьверную головку 5 (продольная подача S1). Отрезные и фасонные резцы устанавливают в поперечных суппортах 4 (поперечная подача S2). Шестипозиционная револьверная головка имеет гнезда для крепления инструментов и упора точного ограничения подачи материала.

Рис. 1. Общий вид токарно револьверного автомата

По окончании рабочего хода токарно револьверного автомата происходит отвод продольного суппорта в исходное положение и поворот револьверной головки на следующую позицию. Этот поворот сопровождается быстрым дополнительным отводом и подводом продольного суппорта, чтобы исключить возможность удара о заготовку следующего инструмента (если он длиннее предыдущего).

Токарно револьверный автомат имеет распределительный вал 7, осуществляющий рабочие и часть вспомогательных движений и управляющий всеми остальными вспомогательными движениями (третья группа). С помощью дисковых кулачков 10, 11, 12 производятся рабочие перемещения поперечных суппортов 4. Отвод суппортов в исходное положение обеспечивается пружинами и соответствующей конфигурацией кривых на кулачках.

Дисковый кулачок (рис. 2), расположенный между направляющим станины и сидящий на ответвлении распределительного вала, с помощью рычага и рейки перемещает продольный суппорт со скоростью рабочей подачи. Пружина 2 возвращает суппорт в исходное положение при соответствующей форме кривой кулачка.

Рис. 2. Схема действия продольного суппорта токарно револьверного автомата

Револьверная головка токарного станка

Поворот револьверной головки токарного станка, подача и зажим прутка производятся специальными механизмами, получающими движение от быстроходного вспомогательного вала 1 (рис. 3), расположенного с задней стороны станка.

Рис 3. Вид со стороны вспомогательного вала на токарно револьверный автомат.

При включении муфты 4 механизм подачи и зажима прутка получает движение от вспомогательного вала через зубчатые колеса 5-6. Команда на включение кулачковых муфт подается распределительным валом с помощью барабанов 8 и 9 (рис. 1) и системы рычагов.

На рис. 4 приведен пример управления кулачковой муфтой, включающей кинематическую цепь поворота револьверной головки токарного станка.

Рис. 4. Управление включением цепи поворота револьверной головки в токарно револьверном автомате.

Многоинструментальная обработка на токарном станке

Барабан 1, заклиненный на распределительном валу, упором 2 поворачивает рычаг 3 с фиксатором 4. Фиксатор выходит из проточки на кулачковой полумуфте 5, давая возможность пружине 6 произвести ее сцепление с полумуфтой 8, закрепленной на вспомогательном валу штифтом 7. Кулачковые муфты отключаются по окончании цикла вспомогательного движения.

Многоинструментальная обработка заготовки на токарно револьверном автомате требует изменения скорости и направления вращения шпинделя автомата в течение цикла. В конструкциях с механическим управлением команды на изменение скорости и на реверсирование шпинделя подаются барабаном с упорами, закрепленным на распределительном валу. Включением кулачковой муфты, сидящей на вспомогательном валу, механизму переключения скоростей шпинделя сообщается необходимое движение.

Коробки скоростей токарно револьверных автоматов новой конструкции имеют встроенные электромагнитные фрикционные муфты, включение которых в соответствующей комбинации дает нужную скорость шпинделя.

Изменение последней связано с поворотом револьверной головки при помощи специального командоаппарата, заранее настроенного в соответствии с циклом обработки. Примеры типовых деталей, изготовляемых на токарно-револьверных автоматах, приведены на рис. 5.

Основным размером токарно револьверных автоматов является наибольший диаметр обрабатываемого прутка. Важнейшие параметры моделей отечественных токарно револьверных автоматов приведены ниже.

Рис. 5. Типовые детали, изготовляемые на токарно револьверных автоматах.

Токарно-револьверные станки

Для обработки самых различных заготовок из металла применяются станки токарной группы. В отдельную группу относят токарно-револьверные станки, которые пользуются сегодня весьма большой популярностью.

Назначение токарно-револьверного станка схоже с оборудованием токарной группы, разница заключается в наличии многопозиционной поворотной головки. Этот конструктивный элемент позволяет существенно повысить эффективность работы станка, сократить время, требующееся на обработку одной заготовки. Кроме этого сегодня большой популярностью пользуется токарно-револьверный станок с ЧПУ, снабженный револьверной головкой с посадочными местами для нескольких режущих инструментов.

Общие характеристики

Появление револьверной головки стало неизбежным последствием развития металлообрабатывающей индустрии. Это связано с тем, что данная конструкция в сочетании с ЧПУ позволяет существенно ускорить обработку заготовок, повысить точность размеров и шероховатости поверхности. Рассматривая станок револьверный по металлу следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

Подобное оборудование зачастую приобретают лишь для установки в цехах, которые выпускают продукцию крупными партиями. Только в этом случае универсальные токарно-револьверные станки оправдывают свою высокую стоимость.
Характеристика токарно-револьверного станка определяет возможность обработки при высокой скорости и большой подаче, так как в зону резания подается СОЖ для охлаждения инструмента и заготовки.
Тот момент, что основные узлы токарно-револьверного станка расположены также, как и у других токарных станков, определяет вид и количество проводимых операций. Технические характеристики токарно-револьверного станка определяют возможность быстрой смены режущих инструментов. Поэтому за одну установку можно провести сразу несколько операций, при этом затрачиваемое время на смену режущего инструмента снижается в несколько раз.

При рассмотрении общих характеристик следует уделить внимание именно револьверной головке. Станок токарно-револьверный, модель может оснащаться самой различной револьверной головкой, позволяет устанавливать сразу несколько режущих инструментов в определенной последовательности. При этом количество инструментов может варьироваться в пределе от 4 до нескольких десятков. Конструкция этого узла довольно сложна, а смена режущего инструмента проходит путем поворота головки вокруг своей оси. Токарно-револьверный современный станок оснащается числовым программным управлением для того, чтобы повысить производительность и точность обработки.

Классификация

Универсальные или иные токарно-револьверные станки могут отличаться по самым различным параметрам, двумя основными признаками классификации назовем:

Тип обрабатываемой заготовки: патронные и прутковые. В патроне могут крепиться валы большого диаметра, в прутковых прут достаточно большой длины, но с небольшим диаметром.
По расположению оси заготовки выделяют вертикальные, горизонтальные и наклонные модели. Довольно большой популярностью пользуются модели с горизонтальным и вертикальным расположением заготовок, а вот с наклонной осью встречаются намного реже. Некоторые модели позволяет проводить наклон заготовки для точения или проведения других операций под углом.

Модель токарно-револьверного станка 1341 Токарно-револьверный станок 1341

Паспорт токарно-револьверного станка содержит всю необходимую информацию, которая может использоваться при выборе конкретной модели. Некоторые варианты исполнения снабжаются планшайбой с тремя или четырьмя кулачками, приводимыми в движение при помощи гидравлического привода. Этот момент определяет возможность проведения обработки заготовок с довольно большими размерами. Примером можно назвать заготовки, которые получаются путем ковки или литья.

Токарно-револьверный станок полуавтомат относится в отдельную группу оборудования, которое предназначено для обработки прутков различного диаметра. Среди особенностей этих станков по металлу можно выделить следующие моменты:

Одношпиндельный токарно-револьверный станок этой группы имеет шпиндель с отверстием под пруток. При этом размер отверстия относительно невысокий.
Дополнительное оснащение представлено узлом, который проводит подачу и фиксацию заготовки. При этом данный токарно-револьверный станок имеет устройство по отводу полученной заготовки после обработки, что позволяет максимально автоматизировать производство.

В продаже можно встретить модели, которые имеют самое различное количество шпинделей. При этом выделим следующие моменты:

При горизонтальном расположении оси рабочей головки суппорт может вращать вокруг своей оси и выполнять возвратно-поступательное движение в направлении оси. Вращение проводится по нескольким позициям, которых может быть более одного десятка.
В случае вертикальной или наклонной оси рабочей головки может присутствовать как поперечный суппорт, так и револьверный.

Кроме этого токарно-револьверный современный станок с ЧПУ имеет устройство, которое позволяет проводить высокоточную обработку с изменением положения револьверной головки. Основные узлы зачастую прячут под защитным кожухом, что позволяет существенно повысить безопасность обработки.

Виды выполняемых работ

Как ранее было отмечено, технические характеристики современного токарно-револьверного станка позволяют проводить самые различные операции. Деталями могут стать различные детали, представленные телами вращения. К наиболее распространенным видам проводимых операций относят:

Точение по наружному диаметру: черной и чистовой проход.
Точение, подрезка торцевой поверхности, а также отрезная операция при установке соответствующего режущего инструмента.
Нарезание внутренней и наружной резьбы при использовании самого различного режущего инструмента.
Образование канавок различной формы и глубины. При установке соответствующего режущего инструмента может проводится получение канавки определенной формы и глубины.

Рассматривая паспорт токарно-револьверного станка, можно уделить внимание тому, что нарезание резьбы может проходить при применении плашки или метчика. Для этого устройство крепления инструментов должно оснащаться специальными державками с функцией перемещение в осевом направлении.

Кроме обычной цилиндрической формы могут обрабатывать и следующие разновидности заготовок:

Имеющие фасонный профиль. Если применяется полуавтомат, то точение и иная операция проводится по копировальной линейке или криволинейному шаблону. За счет этого существенно упрощается поставленная задача по обработке.
Коническая поверхность. Как и в предыдущем случае, точение может проходить по специальному копиру. Кроме этого коническую поверхность получают путем выполнения одновременной продольной поперечной подачи, для чего устанавливается привод рабочей подачи.

Кроме этого в отдельную группу выделяют станок малогабаритный токарно-револьверный. Есть возможность проводить их установку в небольших мастерских.

Особенности токарно-револьверной группы

Особенности данной группы определяют увеличение показателя производительности в несколько раз. Конструкция многошпиндельных и других станков этой группы характеризуется следующими моментами:

Все приспособления станка могут оперативно заменяться.
Для ускорения процесса смены положения заготовки практически любой узел снабжается устройством быстрой подачи.
Многорезцовые державки, применяемые в качестве оснастки также повышают производительность.

Не стоит забывать о том, что сложность конструкции усложняет и ремонт токарно-револьверного станка, а также требует своевременного проведения квалифицированного обслуживания.

Электрическая схема токарно-револьверного станка на примере 1П365

Принцип работы определяет важность в правильной настройки механизмов, которые есть в оборудовании. Настройка проводится следующим образом:

Для каждой заготовки проводится создание технологического процесса, в котором должна содержаться информация в последовательности расположения инструментов и их виде.
Создаваемый чертеж должен также содержать информацию о том, какой вылет должен быть у режущего инструмента. Стоит помнить о том, что для получения высокоточных деталей учитывается то, насколько инструмент выходит за пределы револьверной головки.
Некоторые модели предусматривают установку упоров, которые ограничивают продольную и поперечную подачу. На моделях с ЧПУ упоров нет, так как положение всех узлов контролируется высокоточным приводом.

Основная характеристика подобных станков заключается в диаметральном размере заготовки. Большинство моделей предназначено для работы с заготовки, диаметр поперечного сечения которых находится в пределе от 16 до 63 сантиметров. Рассматривая назначение прудковых станков следует уделить внимание следующим характеристикам:

Наибольший показатель диаметра поперечного сечения, который может находится над суппортом.
Максимальная длина прудка. Этот параметр также может зависеть от того, в каком помещении размещается станок.
Пределы перемещения подвижных элементов конструкции.

Эти параметры указываются в описании токарно-винторезных станков. Также учитываются и другие характеристики, о которых пойдет речь ниже.

Основные характеристики

Выбирая токарно-револьверный станок мини, многошпиндельный или одношпиндельный следует уделить внимание на следующие характеристики:

Класс точности. Для определения возможности применения той или иной модели станка для получения заготовок учитывается то, какой класс точности может быть достигнут. Большинство моделей имеет класс точности Н.
Наибольшие показатели размеров заготовки (длина и диаметр), а также размещения узлов относительно друг друга.
Из какого материала изготовлена заготовка. Как правило, может обрабатываться углеродистая, легированная сталь, чугун или другие сплавы. С учетом материала выбирается инструмент и режимы резания.
Максимальное количество оборотов в минуту. Деталь с определенными параметрами шероховатости и точности размеров можно получить только при раскручивании заготовок до определенной скорости. При этом следует учитывать количество передач.
В описание производители также заносят информацию о том, с какой скоростью могут перемещаться отдельные узлы при быстрой подаче. Кроме этого есть и рабочая подача, которая также имеет определенную скорость.
Мощность установленного мотора и их количество. Малогабаритный станок оснащается моторами меньшей мощности, так как заготовки имеют небольшие размеры и за один проход снимается меньше металла. Серийный метод производства определяет то, что устанавливаемые моторы должны выдерживать длительную работу.
Габаритные размеры оборудования, а также его вес. Мини станок проще установить, так как нет необходимости в проведении предварительной подготовки основания. Крупногабаритное оборудование требует тщательной подготовки основания.

Стоит учитывать, что кинематическая схема токарно-револьверного станка также может существенно отличаться. Старые модели созданы так, что для нарезания определенной резьбы приходится проводить установку определенных сменных колес. Для наладки можно использовать чертеж токарно-револьверного станка.

Особенности устройства блока ЧПУ

Как ранее было отмечено, чаще всего токарно-револьверный станок узлы имеет те, которые могут работать от блока ЧПУ. Это связано с тем, что ЧПУ обеспечивает высокую производительность.ъ

Токарно-револьверный станок с ЧПУ

Среди особенностей современных моделей отметим следующие моменты:

Зачастую обработка заготовок проводится под защитным кожухом. Эта особенность исключает возможность получения травмы в ходе эксплуатации подобных станков. Защитный кожух используется по причине того, что все узлы управляются блоком ЧПУ.
При установке соответствующей оснастки и режущего инструмента обработка может вестись с высокой точностью. При этом вероятность погрешности очень мала. Примером можно назвать то, что устанавливаемые резцы должны иметь износостойкую режущую кромку, которая в последнее время изготавливается в виде пластин.
Тот момент, что для выполнения различных операций не нужно проводить в ручную смену режущего инструмента, определяет существенно снижение времени, которое требуется для получения детали.
Повышение производительности позволяет существенно снизить себестоимость получаемых деталей.

Однако ремонт токарно-револьверного станка с ЧПУ вызывает довольно много трудностей. Поэтому нужно проводить своевременное обслуживание для снижения вероятности появления серьезных проблем с оборудованием.

Многие токари знакомы с такими моделями как 1341, 1П365, 1П731, С193А. Все эти модели обширно устанавливаются в машиностроительных цехах. Совершенствование компьютеров привело к появлению более современных и эффективных моделей. Высокая автоматизация работы позволяет повысить точность и увеличить качество изделий. Так популярной моделью можно назвать станок 1В340Ф30 и 1П426ДФ3. Эти станки имеют многофункциональные блоки управления, зона резания закрыта защитным кожухом. Компоновка существенно отличается от тех, которые применялись при создании более ранних моделей.

В заключение отметим, что даже ремонт токарно-револьверного станка без блока ЧПУ вызывает довольно много трудностей из-за сложности конструкции револьверной головки. Ремонт токарно-револьверного станка, который изготовлялся еще на момент существования СССР, осложняется отсутствием требующихся запасных частей. Конечно, их можно изготовить своими руками, но при этом возникают серьезные трудности.

Токарный станок с ЧПУ по металлу

Основные требования, предъявляемые к современному металлорежущему оборудованию — это скорость запуска в производство, точность изготовления и быстрая переналадка на выпуск другого изделия. Всеми этими качествами обладает токарный станок с ЧПУ. Его главные достоинства — точность, высокая производительность, возможность многооперационной механообработки за одну установку и скорость переналадки. А применение системы ЧПУ (англ. CNC) с цифровым управлением электроприводами позволяет выполнять все действия по изготовлению изделия без участия станочника-оператора. По существующей классификации он относится к металлорежущим установкам, но по факту станок по обработке металла — универсальный и может обрабатывать множество других материалов.

Токарный станок с ЧПУ

Назначение

Технологические особенности токарного оборудования позволяют выполнять на нем лишь некоторые виды механообработки. Поэтому его применяют при изготовлении изделий с цилиндрическими, сферическими и коническими поверхностями, используя при этом обработку точением, а также операции с применением сверл, метчиков, зенкеров и разверток. Точение является основным видом токарных работ и имеет следующие разновидности:

наружное обтачивание;
внутренняя расточка;
подрезка торцов;
прорезка канавок;
отрезка.

Многофункциональные токарные центры имеют дополнительный фрезерный шпиндель, который позволяет выполнять все виды фрезерных работ. Универсальный токарный станок с ЧПУ по металлу также может оснащаться съемной фрезерной головкой. Чаще всего такие дополнительные механизмы используют на устройствах небольшого размера, примером которых является настольный токарный станок с ЧПУ.

Основные группы изделий, изготавливаемые токаркой — это валы, втулки, плоские тела вращения, части корпусов, фланцы редукторов и эксцентрики. Для крупносерийного изготовления простых деталей применяют прутковые автоматы или специализированные установки. А основное назначение токарных станков с программным управлением — единичное и мелкосерийное производства изделий повышенной сложности.

Конструктивные особенности

Независимо от технических характеристик в состав токарных установок входит примерно один и тот же набор узлов и агрегатов:

Станина. Это сварная или литая конструкция для размещения всех остальных механизмов. Она устанавливается на виброопоры или крепится анкерными болтами к бетонному полу цеха. На станине монтируется передняя бабка и горизонтальные направляющие.
Передняя бабка. Внутри нее находится главный привод, коробка скоростей и шпиндель. Для зажима заготовки используется кулачковый патрон или планшайба, которые крепят на конец шпинделя.
Задняя бабка. Расположена на продольных направляющих напротив передней бабки. Предназначена для фиксации второго конца заготовок или закрепления инструмента для работы с цилиндрическими и коническими отверстиями.
Суппорт. Служит для позиционирования резца или поворотной инструментальной головки. В его состав входят каретка, поперечные салазки, верхние салазки, резцедержатель и механизм, обеспечивающий перемещение этих устройств.

Конструкция токарного станка с ЧПУ

Эти агрегаты дополняют устройства регулировки вращения главного привода и скорости перемещения режущего инструмента. При ручном механическом управлении — это коробка скоростей и коробка подач, а также гитара — сменный набор шестерен для изменения скорости подачи или шага резьбы. В современных установках вместо механических приводов применяют раздельные электроприводы (главный, отдельных осей, дополнительных устройств) с цифровым управлением.

Токарное оборудование комплектуется различными вспомогательными устройствами. Самые распространенные из них — это системы подачи СОЖ и транспортеры стружкоудаления.

Система СОЖ орошает рабочую зону смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ), которая охлаждает обрабатываемый металл и инструмент, а также улучшает условия резания. Транспортеры стружкоудаления отводят металлическую стружку из рабочей зоны и доставляют ее в накопительные контейнеры.

Главное отличие механообработки с использованием ЧПУ от выполнения технологических операций в ручном режиме — это не только программное управление перемещениями и режимами резания, но и полная автоматизация всех вспомогательных операций. Конструкция токарного станка с ЧПУ позволяет управлять не только позиционированием и работой инструмента, но и такими вспомогательными действиями, как:

зажим заготовки;
позиционирование револьверной головки;
включение и выключение системы охлаждения;
управление транспортером стружкоудаления;
блокировка и разблокировка защитного ограждения.

При разработке CNC-программ применяют программное обеспечение, которое позволяет генерировать последовательность команд для вычисления траектории резца на основании чертежа в электронном формате DXF. Технологу-программисту остается только задать параметры режущей кромки и режимы резания. Большинство современных систем ЧПУ отображают такие чертежи на своем экране, что очень удобно для корректировки программы при ее отладке или пробном изготовлении детали.

Принцип работы

Технология токарной обработки включает в себя основные и вспомогательные операции. Первые — это сама металлообработка, а вторые — все, что связано с подготовкой и завершением цикла обработки заготовки. В общем виде их последовательность при точении одной поверхности детали выглядит так:

Базирование заготовки. Выполняется ее загрузка, центровка, необходимые измерения и фиксация зажимными приспособлениями.
Размещение оснастки. При необходимости устанавливается оснастка и приспособления, используемые в процессе работы.
Выбор и фиксация резца. Согласно технологической карте отбирается соответствующий резец и устанавливается в резцедержатель или поворотную инструментальную головку.
Запуск вращения шпинделя. Задается скорость вращения и включается главный привод.
Позиционирование в исходную точку. Резец выводится в точку начала резания и устанавливается на заданном расстоянии от поверхности
Включение подачи. Включается поперечное перемещения резца, которое по достижении заданной глубины точения переключается на продольное.
Рабочий проход. Выполняется проход на заданной глубине со снятием металлической стружки.
Отвод резца. По достижении конца обрабатываемой поверхности продольное перемещение переключается на поперечное, и резец отводится от поверхности.
Новое позиционирование. Резец отводится в исходное положение (или позиционируется для нового прохода).
Измерение. Замеряется геометрия обработанной поверхности.
Снятие детали. Расфиксация детали и снятие ее вручную или с использованием грузоподъемных механизмов.

На основании параметров технологического процесса технолог рассчитывает нормы вспомогательного и основного времени. С учетом этих данных определяются экономические показатели изготовления изделия. Автоматизированная механообработка намного сокращает трудозатраты на единицу продукции и увеличивает коэффициент загрузки оборудования.

Токарные работы на станке с ЧПУ

При токарной обработке с ЧПУ станок выполняет почти все действия по заданной программе, а участие станочника-оператора требуется только при установке и снятии детали и проверке инструмента, а также замере готового изделия (иногда это делается автоматически). Значительное сокращение вспомогательного времени во много раз повышает экономическую эффективность механообработки. Поэтому все современное токарное оборудование с ЧПУ имеет в своем составе:

быстрозажимную оснастку для закрепления заготовки;
револьверные головки с программным позиционированием;
цифровые электроприводы главного привода и всех осей перемещения;
программно-управляемые вспомогательные устройства.

Некоторые виды оборудования с автоматизированным управлением могут иметь в своем составе приводной инструмент, противошпиндели, фрезерные и шлифовальные шпиндели, а также устройства для автоматического замера деталей.

Такое оборудование тоже называется «токарным», поскольку в его основе лежит традиционная компоновка. Но на самом деле это уже обрабатывающие центры широкого профиля.

Виды токарных станков с ЧПУ

Токарное оборудование с ЧПУ классифицируются по тем же показателям, что и станки с ручным управлением:

ориентация направляющих;
класс точности (пять типов);
масса (четыре типа);
степень специализации (универсальные, специализированные и специальные).

Кроме того, существует технологическая классификация токарных станков с ЧПУ, основанная на компоновке узлов и агрегатов. В этом случае выделяют пять основных групп:

Горизонтальные токарно-револьверные. Самая распространенная группа оборудования с программным управлением. Выпускаются во множестве типоразмеров и модификаций.
Токарно-лобовые станки с ЧПУ. Не имеют задней бабки, а размер планшайбы может достигать нескольких метров. Применяются при работе с крупноразмерными изделиями типа обечаек.
Токарно-карусельные. Планшайба расположена горизонтально, а ее размер может достигать 10-12 метров. Установки с планшайбой более двух метров, как правило, имеют два вертикальных суппорта.
Многошпиндельные. При работе с заготовками используется шпиндельный блок, состоящий из нескольких (обычно 4-6) одновременно вращающихся шпинделей, и такое же количество неподвижных суппортов с разными резцами. Поворотом блока каждая заготовка подводится к очередному суппорту и таким образом за один оборот на ней выполняется четыре-шесть различных видов резания. . Многофункциональное оборудование, способное выполнять за одну установку детали весь спектр операций по механообработке.

Горизонтальный токарно-револьверный станок с ЧПУ Токарно-лобовой станок Токарно-карусельный станок

Отдельная группа в составе токарного оборудования — это малогабаритные станки, которые используются в профессионально-технических учебных заведениях, небольших мастерских, лабораториях и домашними умельцами.

Мини токарный станок ЧПУ по металлу может выполнять все те же операции, что и промышленные установки, но только с меньшими по размеру деталями. Обычно они оснащены системой CNC со стандартным языком программирования G-code, которая управляет перемещением суппорта, а также оборотами главного и вспомогательного привода. Настольный токарный станок с ЧПУ может оснащаться сменной фрезерно-сверлильной головкой, что значительно расширяет область его применения.

Программирование токарного оборудования

Система ЧПУ токарного станка управляет обработкой детали в соответствии с программой, составленной технологом-программистом. Эти программы пишутся на языке G-code (стандарт RS274), разработанном специально для установок, управляемых с помощью числового программного управления.

Программа на G-code состоит из последовательных нумерованных блоков, называемых кадрами. Каждый такой блок содержит набор команд, на основании которых совершается элементарное технологическое действие, например, позиционирование резца в исходную точку или его движение с определенной подачей и оборотами вглубь металла. Перемещение режущей кромки по заданной программе производится в инкрементной системе координат. Это означает, что координаты каждой последующей точки указываются в виде приращения к координатам предыдущей позиции инструмента. И только выход на исходное положение задается в начале программы в абсолютных координатах.

Программирование станков с ЧПУ

Язык G-code включает в себя две группы: G-команды и M-команды.

Первая группа — это подготовительные команды, которые задают:

систему координат и рабочую плоскость;
точку начала координат;
тип движения (ускоренное, рабочее);
вид траектории движения (линейное, круговое);
координаты позиционирования;
значение подачи и оборотов шпинделя;
переход к сверлению и нарезанию резьбы;
значение коррекции инструмента (по радиусу и по длине).

Группа M-команд — это вспомогательные команды. Они управляют электромеханическими и гидравлическими устройствами, а также выполнят служебные функции внутри программы. Чаще всего применяют следующие M-команды:

включение шпинделя и задание ему направления вращения;
остановка вращения шпинделя;
автоматическая смена инструмента (поворот инструментальной головки);
ручная смена инструмента;
включение и выключение подачи СОЖ.

Принцип числового программного управления токарным станком

В отличие от фрезерных, в токарных станках вращается не инструмент, а заготовка. Поэтому программирование для их систем CNC имеет некоторые особенности. Во-первых, перемещение в радиальном направлении задается по оси X, а в продольном — по оси Z. Во-вторых, при составлении программ ЧПУ параметры задаются в миллиметрах на оборот, а не в миллиметрах в секунду, как при операциях фрезерования.

Револьверный станок: устройство и основные узлы

Револьверный станок является незаменимым видом оборудования на производствах разного масштаба. В револьверных станках главным движением (v, рис. 1) является вращение шпинделя, несущего заготовку; движениями подачи - продольное S1 и поперечное S2 перемещение суппортов, несущих режущий инструмент. Иногда поперечная подача осуществляется медленным вращением револьверной головки или перемещением салазок с револьверной головкой в поперечном направлении. Вспомогательными движениями в револьверных станках являются: 1) повороты (индексирование) револьверной головки для последовательного ввода в работу инструментов; 2) подача и зажим материала; 3) быстрый подвод и отвод револьверного, поперечного суппортов и др.

Устройство револьверного станка

В зависимости от расположения оси поворота револьверной головки (см. Токарно револьверный станок: компоновка и характеристики) различают три вида устройства револьверных станков: с горизонтальной осью револьверной головки; с вертикальной осью револьверной головки; с наклонной осью револьверной головки.

В станках малых и средних размеров револьверный суппорт, несущий револьверную головку, представляет собой в большинстве случаев ползун, перемещающийся по промежуточным продольным салазкам, расположенным на станине. Продольные салазки имеют установочное перемещение вдоль направляющих станины.

Рис. 1. Движения при обработке детали в токарно револьверных станках

В тяжелых револьверных станках револьверный суппорт, как и поперечный, перемещается непосредственно по направляющим станины. По виду обрабатываемой заготовки револьверные станки подразделяются на станки для прутковых работ и станки для патронных работ:

В станках для прутковых работ заготовкой служит пруток того или иного профиля, который проходит сквозь отверстие (канал) шпинделя и зажимается в цанговом патроне (цанге) (или в патроне со сменными кулачками). Для этого станок снабжен механизмом подачи и зажима прутка с механическим, пневматическим или гидравлическим приводом;

В станках для патронных работ штучная заготовка - отливка или поковка - зажимается в универсальном кулачковом патроне, закрепленном на переднем конце шпинделя.

Устройство револьверных станков современных моделей имеет преселективное или автоматическое управление изменениями скоростей шпинделя и величин подач. В тяжелых револьверных станках, где машинное время, как правило, велико, система управления обеспечивает предварительный выбор скорости шпинделя и величины подачи необходимых для очередного перехода во время работы станка на предыдущем переходе. После механического или ручного поворота револьверной головки, одним движением рукоятки производится включение заранее выбранного режима резания (преселективное управление). В большинстве современных моделей это достигается с помощью встроенных в коробку скоростей, соответственно - в коробку подач фрикционных или зубчатых муфт, управляемых гидроцилиндрами. В некоторых моделях гидроцилиндры непосредственно перемещают скользящие блоки зубчатых колес.

В револьверных станках ЧПУ малых и средних размеров, где машинное время невелико, а поворот револьверной головки автоматизирован, скорости шпинделя и величины подач заранее настраиваются для каждой позиции револьверной головки и изменяются последовательно в течение всего цикла обработки в зависимости от поворота головки. Это обеспечивается встроенными в коробку скоростей и коробку подач электромагнитными фрикционными муфтами, включение которых производится специальным командоаппаратом, связанным с револьверной головкой.

При применении преселективного или автоматического управления значительно сокращается вспомогательное время, затрачиваемое на настройку скорости шпинделя и величины подачи после каждого поворота револьверной головки, что особенно важно в серийном производстве.

Рис. 2. Токарно револьверный станок 1п365. Основные узлы револьверного станка: 1 - станина; 4 - шпиндельная бабка; 3 - коробка подач; 2 - фартуки суппортов; 6 - продольный суппорт; 5 - поперечный суппорт.

Станина токарного станка револьверного типа

Станина токарных станков револьверного типа представляет собой отливку коробчатой формы с системой ребер жесткости. По направляющим станины перемещаются продольный и поперечный суппорты. В задней стенке станины станка имеются окна для лучшего отвода стружки. Станина токарного станка малых и средних размеров монтируется на литом основании, у тяжелых револьверных станков - на двух опорах (тумбах).

Шпиндельная бабка токарного станка револьверного типа

В шпиндельную бабку токарного станка револьверного типа средних и больших размеров встроена коробка скоростей, сходная по конструкции с одноименным узлом токарных станков (рис. 3), но обеспечивающая меньший диапазон регулирования и меньшее число ступеней скорости шпинделя по сравнению с токарными станками.

Рис. 3. Развертка шпиндельной бабки токарно револьверного станка 1п365.

В шпиндельной бабке револьверных станков малого размера монтируется только шпиндель (рис. 4). Изменение скоростей шпинделя обеспечивается редуктором, установленным в основании станка (рис. 5) и связанным со шпинделем ременной передачей. Включение электромагнитных муфт редуктора в определенной комбинации дает нужную скорость вращения шпинделя.

Рис. 4. Шпиндельная бабка токарного станка револьверного типа 1п326.

Рис. 5. Редуктор револьверного станка 1п326.

Коробка подач токарного станка револьверного типа

Коробка подач как важный узел револьверного станка конструктивно проще аналогичного элемента токарных станков, так как она должна иметь меньший диапазон регулирования и меньшее число ступеней подач. Кроме того, в коробке подач нет устройства, необходимого для нарезания резьбы резцом с помощью ходового винта.

Коробки подач тяжелых револьверных станков имеют устройство, обеспечивающее возможность переключения на ходу (рис. 6). Перед каждым переключением гидросистема управления выключает муфту 1, связывающую коробку подач с коробкой скоростей, и включает муфту 2, свободно сидящую на валу и получающую качательное движение от эксцентрика 3, расположенного на валу быстрого (ускоренного) хода. Таким образом валы коробки подач получают медленный поворот, что облегчает переключение скользящих блоков шестерен на ходу.

Рис. 6. Коробка подач токарно револьверного станка 1п365.

В малых и средних револьверных станках переключение на ходу обеспечивается фрикционными электромагнитными муфтами, включаемыми в различных комбинациях (рис. 7).

Рис. 7. Коробка подач револьверного станка 1п326

Фартук токарно револьверного станка

Фартуки токарных станков револьверного типа поперечного и револьверного суппортов служат для выполнения перемещений этих узлов в поперечном и в продольном направлениях механически и вручную. В них смонтированы механизм остановки суппорта в нужных положениях, определяемых установкой упоров, и механизмы быстрого перемещения суппортов. Механизм быстрого перемещения получает движение от отдельного электродвигателя через вал быстрого хода. Механизм быстрого перемещения. В станках малых и средних размеров от отдельного двигателя получает движение только быстрый отвода продольного суппорта.

Поперечный суппорт токарного станка револьверного типа

Поперечный суппорт токарного станка револьверного типа может быть мостового (рис. 8) или консольного типа (рис. 9). Устройство мостового суппорта револьверного станка обладает большей жесткостью и позволяет установить два резцедержателя для закрепления инструмента.

Рис. 8. Поперечный суппорт мостового типа токарно револьверного станка

Передний резцедержатель - поворотный, четырехпозиционный, задний - неподвижный, однопозиционный. Недостаток конструкции - более значительное, по сравнению с поперечным суппортом консольного типа, ограничение наибольшего диаметра обработки, так как в этом случае заготовка должна разместиться над салазками суппорта.

Конструкция поперечного суппорта консольного типа позволяет обрабатывать заготовку детали значительно большего диаметра при тех же размерах станка. Однако суппорт консольного типа токарно револьверного станка обладает меньшей жесткостью и позволяет вести обработку меньшим количеством резцов.

Рис. 9. Поперечный суппорт консольного типа токарно револьверного станка

Продольный суппорт токарного станка револьверного типа

Продольный суппорт токарного станка револьверного типа малых и средних размеров с вертикальной осью револьверной головки (рис. 10) имеет салазки 1, установленные на станине, и каретку 2, которая приводится в движение с помощью реечной передачи по направляющим салазок и несущую револьверную головку 3 шестигранной, иногда цилиндрической формы. Режущие инструменты закрепляют в гнездах револьверной головки с помощью переходных втулок. На гранях револьверной головки могут быть закреплены различные приспособления, несущие режущий инструмент. Правильное положение оси гнезда револьверной головки относительно оси шпинделя после каждого поворота головки обеспечивается механизмом фиксации. Конический фиксатор 11 западает в одно из шести отверстий в торце головки.

Рис. 10. Продольный суппорт токарно револьверного станка 1325

Для более жесткого крепления головки после каждого поворота и разгрузки фиксатора от момента, создаваемого силой резания, служит механизм зажима, основным элементом которого является стяжной хомут 4. В затянутом состоянии хомут плотно прижимает торец револьверной головки к плоскости каретки.

Поворот револьверной головки токарного станка происходит автоматически при отводе ползуна. Во время отвода один из штифтов поворота 9 набегает на рычаг упора 10, расположенный в салазках 1, и головка поворачивается на 60°. Перед началом поворота головки рычаг 12, набегая на упор 13, выводит фиксатор 11, а собачка 14, набегая на упор 15, разжимает хомут. В начале движения каретки вперед происходит зажим хомута за счет взаимодействия собачки 14 и упора 12.

При повороте револьверной головки токарного станка происходит синхронный поворот барабана 6 с упорными винтами 5, которые служат для предварительной установки величины рабочего хода ползуна. В конце прохода ползуном заданного пути один из упорных винтов 5 нажимает на упорный штифт 7, расположенный в салазках 1. Штифт валиком 8 действует на механизм выключения рабочего хода, расположенный в фартуке револьверного суппорта. Этот механизм посредством кулачковой муфты разрывает цепь механической подачи, и ползун 2 останавливается в заданном положении. Точность автоматического выключения 0,1 ÷ 0,2 мм.

В револьверных станках малых размеров, таких как токарно револьверный станок 1п318 и токарно револьверный станок 1п326 (рис. 11), каретка с револьверной головкой перемещается непосредственно по направляющим станины, что позволяет отказаться от дополнительных направляющих и увеличить опорную базу каретки.

Рис. 11. Продольный суппорт токарно револьверного станка 1п326.

Упоры, управляющие механизмами поворота револьверной головки, вывода фиксатора и зажима хомута, а также штифт упора механизма Выключения рабочего хода расположены в специальном корпусе, закрепленном на станине.

Фартук продольного суппорта в этих станках неподвижен. В тяжелых револьверных станках продольный суппорт 1 (рис. 12) вместе с закрепленным на нем фартуком перемещается с помощью реечной передачи непосредственно по направляющим станины, что дает возможность получить значительные перемещения.

Рис. 12. Продольный суппорт тяжелого револьверного станка.

Револьверная головка 3 токарного станка, не имеет механического поворота. Вывод фиксатора 4, зажим и разжим хомута 2 производятся вручную рукояткой 8. При повороте револьверной головки синхронно поворачивается барабан упоров 9, связанный,с ней конической зубчатой передачей. На барабане 9 расположены регулируемые упоры 7, с помощью которых производится установка длины рабочего хода на каждой позиции револьверной головки. При движении суппорта вперед с рабочей подачей один из упоров 7 в нужный момент набегает на неподвижный упор на станине. При этом барабан 9 останавливается, а суппорт продолжает двигаться. Валик 6, закрепленный в барабане своим буртом, поворачивает расположенный в каретке суппорта рычаг 5, который, перемещая валик 6, действует на механизм выключения рабочего хода, находящийся в фартуке револьверного суппорта. В результате цепь механической подачи разрывается, и продольный суппорт останавливается в нужном положении.

Существуют устройства револьверного станка, в которых поворот револьверной головки осуществляется с помощью мальтийского механизма или гидроцилиндра.

Продольный суппорт в станках с горизонтальной осью револьверной головки (рис. 13) перемещается непосредственно по направляющим станины с помощью реечной передачи. Фартук продольного суппорта неподвижен. Револьверная головка 1 имеет 12-16 гнезд, в которых крепят инструменты или приспособления с инструментами. Каждое гнездо, попадая в верхнее положение, становится соосным со шпинделем станка.

Рис. 13. Продольный суппорт токарно револьверного станка с горизонтальной осью револьверной головки

Фиксатор 2 служит для обеспечения правильного положения оси каждого гнезда относительно оси шпинделя. Управление механизмом фиксации осуществляется вручную рукояткой 15.

Поворот револьверной головки токарного станка производится тремя способами:

быстрый поворот вручную при смене позиций производится маховичком 12 через валик 10 и зубчатое колесо 16, зацепляющееся с зубчатым венцом на револьверной головке. При этом с помощью маховичка 13 выключают фрикционную муфту 11, которая связывает червячное колесо 9 с валиком 10;
медленный поворот вручную для получения поперечной рабочей подачи производится маховичком 7 через валик 5, червяк 4, червячное колесо 9, муфту 1 и далее, как в первом случае;
медленный поворот с механической поперечной рабочей подачей производится с помощью валика 3, получающего вращение от фартука револьверного суппорта, далее через конические зубчатые колеса 8, которые служат для реверсирования поперечной подачи в зависимости от включения кулачковой муфты 6 с помощью рукоятки 14 и далее, как во втором случае.

Механизм подачи и зажима у револьверного станка

Механизм подачи и зажима прутка имеется во всех токарных станках для прутковых работ. Небольшие станки снабжены механизмом (рис. 14), закрепляемым на левом торце станины.

Рис. 14. Механизм подачи и зажима прутка токарно револьверного станка 1п326.

Зажим прутка в револьверном станке происходит следующим образом. На валу 2, получающем вращение от отдельного электродвигателя, расположен барабан 1 зажима с фигурным пазом, в котором находится ролик рычага 3 зажима. При повороте барабана 1 поворачивается рычаг 3 против часовой стрелки, связанный с муфтой 8, находящейся на заднем конце шпинделя станка. Муфта 8, перемещаясь влево, своим внутренним конусом вдавливает ролики 9 между шайбой 7 с сепаратором 10. Так как шайба 7 неподвижна, происходит перемещение сепаратора 10, компенсатора 11, втулки 12 и гайки 13 Влево. Гайка 13 связана с натяжной трубой 6, расположенной в отверстии шпинделя станка. На трубе 6 закреплена на резьбе сменная зажимная цанга 5, которая своим конусом входит в коническое отверстие переднего конца шпинделя. При перемещении трубы 6 влево цанга затягивается в коническое отверстие шпинделя, и под действием упругой деформации цанги пруток зажимается.

При перемещении муфты 8 вправо за счет упругих свойств цанги происходит разжим прутка, и детали 5, 6, 13, 12, 11, 10 и 9 возвращаются в исходное положение. Подача прутка осуществляется следующим образом. На валу 2 находится барабан 18 подачи, в фигурном пазу которого расположен ролик рычага 19 подачи. При повороте барабана 18 поворачивается рычаг 19 по часовой стрелке и перемещает каретку 14, в которой закреплена подающая труба 15, расположенная в отверстии натяжной трубы 6. На правом конце подающей трубы закреплена сменная подающая цанга 4, охватывающая пруток с определенной силой. Поэтому при перемещении подающей цанги вправо происходит подача прутка. Перемещение подающей цанги влево производится пружиной 17, если соответствует конфигурация фигурного паза барабана 18. В это время пруток зажат в зажимной цанге; поэтому подающая цанга возвращается в исходное положение, проскальзывая по прутку. Винт 16 служит для установки величины хода подающей цанги.

За один оборот вала 2 осуществляется цикл подачи и зажима прутка: отход подающей цанги, разжим прутка, подача прутка, зажим прутка. Механизм зажима прутка, примененный в тяжелом револьверном станке, показан на рис. 15.

Зажим прутка в токарно револьверном станке производится следующим образом. Масло под давлением, попадая в правую полость гидроцилиндра 1, перемещает поршень 2, который перемещает вилку 3. Последняя, действуя через муфту 4, кулачки 5, шайбу 9, компенсаторные пружины 10 и ряд промежуточных деталей, перемещает втулку 11 влево. Втулка 11 через гайку 7 действует на подпружиненные сменные губки 8, затягивая их в конусное отверстие детали 6. Происходит зажим прутка. Для того чтобы разжать пруток, масло подается в левую полость гидроцилиндра.

Механизм захвата и подачи прутка в тяжелых токарных станках выполняется отдельно и располагается у левого торца коробки скоростей. Привод этого узла револьверного станка - гидравлический. При работе механизма вначале происходит захват прутка двумя рычагами, работающими от двух гидроцилиндров, затем гидроцилиндр подачи производит подачу прутка.

Рис. 15. Механизм зажима прутка токарно револьверного станка 1365.

Читайте также: