Станок токарный по металлу револьверный

Обновлено: 21.09.2024

Для изготовления металлических деталей различной конфигурации часто используют токарно-револьверный станок. Особенностью револьверных станков является наличие многопозиционной поворотной головки, которая способна нести различные инструменты для целого ряда технологических операций (точение, сверление, зенкерование и многие другие). Такие устройства в зависимости от модели и назначения производятся с типовой конструкцией либо дополняются системой ЧПУ.

Современный токарно-револьверный станок с ЧПУ

Общие характеристики оборудования

Станки данной группы используются преимущественно для оснащения предприятий, выпускающих свою продукцию крупными и средними сериями. Заготовки, обрабатываемые на токарно-револьверном станке, – это прутки, поковки и отливки, а также детали, до этого прошедшие обработку на других устройствах.

Существует множество операций, для которых применяются токарно-револьверные станки: сверление и растачивание отверстий, обтачивание наружной поверхности детали, нарезание наружной и внутренней резьбы и др. Целесообразно применять такие станки в тех случаях, когда технологический процесс предполагает смену рабочих инструментов.

Конструкция станков данной группы разработана таким образом, что инструменты фиксируются в заданной последовательности в специальном приспособлении, которое называется револьверная головка. Данный узел станка, способный совершать поворот после выполнения одного рабочего хода, позволяет в требуемый момент использовать для выполнения обработки именно тот инструмент, который необходим. Для ограничения хода инструмента токарно-револьверные станки оснащены специальными упорами, отключающими продольную и поперечную подачу.

Одна из разновидностей конструкции револьверных головок

На станки данной группы можно устанавливать специальные, комбинированные и обычные инструменты и обрабатывать с их помощью партии деталей за одну установку, не выполняя предварительных промеров и проходов, не корректируя каждый раз настройки устройства.

Категории токарных станков револьверной группы

Токарно-револьверные станки от отечественных производителей классифицируются по двум основным параметрам.

По типу обрабатываемых деталей такие устройства подразделяются на модели для прутковых или патронных работ.
По расположению оси, в которой находится револьверная головка, станки делят на горизонтальные, вертикальные и наклонные.

Токарные станки револьверной группы могут быть оснащены планшайбами, трех- или четырехкулачковыми патронами, приводимыми в действие при помощи ручного или гидравлического привода, что дает возможность выполнять обработку заготовок, отличающихся значительными размерами. Это могут быть заготовки, которые были предварительно получены при помощи ковки, штамповки или литья.

Виды револьверных головок

Отдельную категорию составляют станки револьверной группы, на которых обрабатывают прутковые заготовки. Отверстие в шпинделе таких моделей имеет небольшой диаметр, а их дополнительным оснащением является механизм, обеспечивающий подачу и фиксацию заготовки-прутка. При необходимости на таких станках (если оснастить их обычным патроном) обрабатывают кованые, литые и штампованные детали.

В зависимости от расположения оси рабочей головки в станке может быть различное количество суппортов. Так, если ось рабочей головки расположена в горизонтальной плоскости, то на таком станке устанавливается только суппорт револьверного типа, способный совершать круговые движения и продольную подачу. Если ось рабочей головки токарно-револьверного станка располагается в вертикальной и наклонной плоскости, на нем может быть два суппорта – револьверный и поперечный. При этом на последнем устанавливаются два резцедержателя – передний и задний, – в которых фиксируется одновременно до шести рабочих инструментов. На другом суппорте находится револьверная головка.

Наклонная револьверная головка

Виды выполняемых на токарно-револьверном станке операций

Функциональные возможности, которыми обладает револьверный станок, позволяют выполнять с его помощью почти весь спектр токарных технологических операций. Деталями, которые обрабатываются на таких устройствах, могут быть болты, гайки, кольца, ступенчатые валики, фланцы, втулки и др. К самым распространенным типам операций, выполняемых на токарно-револьверных станках, относятся:

нарезание внутренней и наружной резьбы различными инструментами;
обработка торцевой поверхности заготовок;
обтачивание деталей цилиндрической формы;
протачивание канавок с различными геометрическими параметрами.

На отдельных моделях токарно-револьверных станков (с ходовым винтом) можно нарезать различные типы резьбы, применяя резцы и специальные головки.

В том случае, если резьба с использованием такого оборудования нарезается на деталях, выпускаемых серийно, применяются специальные головки, в которых установлены гребенки круглого, радиального и тангенциального типов (при этом максимальную точность параметров нарезаемой резьбы позволяют получить гребенки круглого типа). Использование специальных головок позволяет нарезать метрическую резьбу, параметры которой находятся в широком диапазоне: от М4 до М60.

Как говорилось выше, на токарно-револьверных станках можно также нарезать резьбу, используя для этого метчики и плашки. Для этого станок должен быть оснащен специальной державкой, которая может свободно перемещаться в осевом направлении. Такая державка дает возможность беспрепятственно вывинчивать плашку или метчик при рабочем ходе суппорта.

Кроме вышеперечисленных технологических операций, на станках токарно-револьверной группы можно обрабатывать детали:

с фасонным профилем (для этого можно использовать специальный криволинейный шаблон, устанавливаемый вместо копировальной линейки, либо фасонный резец, совершающий подачу в поперечном направлении);
с конической поверхностью (обработку выполняют посредством копировального инструмента или используют для этого резцы с широкой рабочей поверхностью).

Токарный станок с 12-позиционной револьверной головкой и ЧПУ

Особенности станков токарно-револьверной группы

Как обычные модели станков токарно-револьверной группы, так и устройства, оснащенные системой ЧПУ, отличаются высокой производительностью, которая достигается за счет ряда факторов.

Данные станки оснащаются скоростными механизмами, отвечающими за фиксацию заготовки и ее подачу.
Обработка осуществляется за счет эффективного комбинирования работы двух суппортов – поперечного и револьверного.
Все рабочие приспособления станка оперативно заменяются.
Станки оснащаются многорезцовыми державками, а для обработки применяются инструменты комбинированного типа.

Конечно, для того чтобы обработка на токарно-револьверных станках отличалась высокой производительностью, необходимо правильно выполнить настройку всех параметров их работы. К таким параметрам, в частности, относятся:

перечень рабочих инструментов и их установка на оборудовании в правильной технологической последовательности;
регулировка положения установленных инструментов и рабочих приспособлений в радиальном и осевом направлениях;
квалифицированная установка упоров, ограничивающих продольные и поперечные подачи.

Большинство токарно-револьверных станков, в частности хорошо знакомая специалистам модель 1341 и ее модификация 1К341, оснащены командоаппаратами, которые обеспечивают автоматическое переключение режимов вращения шпинделя и подач. Использование таких устройств позволяет значительно сократить время выполнения вспомогательных технологических операций.

Модели станков данной группы, на которых для фиксации детали установлен патрон, могут использоваться для обработки заготовок, сечение которых находится в интервале 16–63 см. Основными характеристиками агрегатов, на которых обрабатывают прутковые детали, являются:

максимальная длина обработки, зависящая от наибольшего расстояния, на которое способна перемещаться рабочая головка;
наибольшее сечение детали, которая может обрабатываться над суппортом или над станиной;
максимальное расстояние, на котором может быть расположен передний край рабочей головки от переднего края шпиндельного узла.

Токарные станки –классификация, основные типы, техника безопасности

Используя токарный станок одной из современных моделей, можно выполнять достаточно большой перечень технологических операций по обработке металла. Но преимущественно на таком оборудовании выполняют обработку наружных и внутренних поверхностей заготовок, имеющих цилиндрическую, коническую и фасонную конфигурацию.

Современный токарный станок

История появления и развития оборудования

По мнению историков, токарные станки (вернее, примитивные прародители подобных устройств) были изобретены и начали использоваться человеком еще в середине VII века до нашей эры. Конечно, такое устройство имело простейшую конструкцию, но позволяло эффективно выполнять обработку изделий из дерева или кости. Для того чтобы произвести такую обработку, в двух центрах, которые монтировались соосно друг с другом, зажималась деталь. Ее вращали вручную, а процесс резания осуществлялся при помощи ручного резца, которым манипулировал отдельный «оператор». Таким образом изделию придавалась требуемая форма и размеры.

Следующим этапом развития, которому подверглось оборудование токарной группы, стало оснащение его приводом, необходимым для придания детали вращательного движения. В качестве такого привода изначально использовалась тетива лука, которую петлей накидывали на обрабатываемое изделие. А чуть позже (в XIV столетии) был изобретен ножной привод для токарного оборудования.

Старинный токарный станок с ножным приводом

Конструкция такого привода, очень напоминающего приводной механизм ножной швейной машины, состояла из закрепленной консольной деревянной жерди, соединенной с обрабатываемой деталью при помощи прочной веревки. При нажатии ногой на жердь веревка натягивалась, что приводило к вращению заготовки на 1–2 оборота. После того как нога убиралась с жерди, веревка освобождалась и устремлялась вверх, что влекло за собой вращение заготовки в другую сторону.

Несмотря на простую конструкцию, такие токарные станки уже позволяли выполнять обработку с достаточно высоким качеством. Их плюсом являлось и то, что обслуживание устройств было очень простым.

Токарно-копировальный станок А. Нартова, 1729 год

Станок токарной группы XVI столетия уже имел в своей конструкции люнет и центры, изготовленные из металла, что позволяло использовать его для обработки заготовок, отличающихся сложной конфигурацией. Однако по причине невысокой мощности такого устройства применять его для токарной обработки металлических заготовок было еще нельзя.

Сильный толчок история токарного станка получила в 1700-х годах, когда россиянином Андреем Нартовым было создано устройство, на которое установили механический суппорт. Следует отметить, что именно это новшество послужило сильнейшим толчком в развитии всего оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла. Серьезный вклад в развитие токарных агрегатов внесли французские инженеры, которые к середине XVIII столетия создали устройство, отличающееся высокой универсальностью. Уже к концу этого века во французской промышленности стал использоваться специализированный агрегат, на котором можно было выполнять нарезание резьбы на металлических винтах.

Токарные станки Модсли (нажмите, чтобы увеличить)

По-настоящему прорывным в развитии токарного оборудования принято считать 1794-й год, когда Генри Модсли создал станок, послуживший базой для дальнейшего развития всех токарных агрегатов. Что примечательно, предприятие, основанное Модсли, занималось также производством плашек и метчиков, с помощью которых на его оборудовании выполняли нарезание резьбы.

О том, чтобы автоматизировать токарный станок, стали задумываться в XIX веке, и пальма первенства в этом вопросе принадлежит американским инженерам. Данный процесс шел по пути оснащения агрегатов дополнительными элементами автоматизации, что в итоге привело к созданию первого станка с револьверной головкой. Именно на базе таких устройств в дальнейшем и стали создавать универсальные станки-автоматы, первый из которых (станок Спенсера) был представлен общественности в 1973 году.

Классификация токарного оборудования

Классификация токарных станков, которая была разработана еще в советское время, причисляет такие агрегаты к первой категории оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла. Согласно данной классификации, все виды токарных станков причисляются к одной из следующих категорий:

автоматические и полуавтоматические токарные агрегаты с одним шпинделем;
многошпиндельные станки: автомат и полуавтомат;
револьверные модели;
станки отрезной группы;
карусельные модели;
лобовое и винторезное оборудование;
многорезцовые и полировальные агрегаты;
специализированные станки, которые могут быть обычными и автоматическими;
устройства специального назначения.

Основные виды токарных работ

По степени точности обработки производятся следующие типы токарных станков:

особой точности — С;
высокой точности — В;
нормальной точности — Н;
особо высокой точности — А;
повышенной точности — П.

От того, к какой категории принадлежит токарный станок, зависят его функциональные возможности, и, соответственно, сфера применения. Узнать об основных технических возможностях станка можно и по его маркировке, которая включает в себя следующее:

начальную цифру «1», свидетельствующую, что это именно токарный станок, а не какой-либо другой;
вторую цифру, указывающую на тип, к которому относится токарный агрегат;
третью цифру (а в некоторых моделях и четвертую) — это самый основной параметр станка, который характеризует высоту его центров.

Расшифровка маркировки токарных станков (нажмите, чтобы увеличить)

Присутствуют в маркировке таких агрегатов и буквенные обозначения, которые определяют его конструктивные особенности: уровень его автоматизации, точности, модификацию, оснащенность системой ЧПУ. К примеру, маркировка модели токарного станка 1И611П расшифровывается следующим образом: буква «И» говорит о том, что это устройство токарно-винторезной группы; буква «П» — станок повышенной точности; высота центров у данной модели соответствует значению 110 мм. Догадаться о том, какой категории перед вами токарный станок, можно и по фото модели.

Типы токарного оборудования

Токарно-револьверные станки предназначены для изделий, обрабатывать у которых необходимо несколько поверхностей, используя различные инструменты. Чтобы не выполнять установку и настройку каждого инструмента, на таких станках устанавливаются револьверные головки, в которых может быть предусмотрено два и более гнезда для размещения инструментов. Конечно, обслуживать такой токарный станок значительно сложнее, чем обычную модель, но это полностью компенсируется функциональностью этого агрегата. К примеру, популярными моделями подобных станков являются 1Е316П, 1Г340ПЦ, 1П371, 1А341.

Карусельный станок — одна из разновидностей станков токарной группы

Карусельные станки токарной группы предназначены для выполнения обработки заготовок, характеризующихся небольшой длиной, значительной массой, большим внешним диаметром. К ним относятся габаритные зубчатые колеса, маховики и др. Функциональные возможности таких токарных станков (например, моделей 1512, 1541, 1550, 1Л532 и прочих) позволяют выполнять на них различные виды токарных работ: точение, растачивание, прорезывание канавок, обработку торцов и др. А если дооснастить такие токарные агрегаты дополнительными приспособлениями, то они станут еще более универсальными: с их помощью можно будет выполнять некоторые фрезерные операции, нарезать резьбу, осуществлять шлифовку и производить ряд других технологических действий.

Рабочие органы многошпиндельного станка

Многошпиндельные станки, относящиеся к токарной группе, необходимы для выполнения сложнейших технологических операций в условиях серийного производства. Заготовки, которые можно обрабатывать на таких станках, могут иметь форму труб, шестигранных, квадратных и круглых прутков, фасонного профиля и др. Отличается подобная техника высокой жесткостью своей конструкции и мощным приводом, что позволяет выполнять с ее помощью обработку с высокой производительностью.

Что важно, такая сложная и функциональная техника обслуживается точно так же, как и станок обычной модели. Перечень технологических операций, которые можно выполнять на подобном агрегате, достаточно обширен: растачивание, черновое и фасонное обтачивание, нарезание и накатывание резьбы и др. Наиболее популярными моделями подобного токарного оборудования являются станки 1П365 и 1Б140.

Токарно-винторезный станок 16К20

Распространенными моделями станков для токарной обработки, которые завоевали широкую популярность еще во времена СССР, являются токарно-винторезные устройства. Свою популярность такие станки, которые можно встретить не только практически на любом промышленном предприятии, но и в школьных мастерских, завоевали благодаря тому, что с их помощью можно эффективно выполнять большой перечень технологических операций.

Каждый такой станок, вне зависимости от модели, имеет типовую конструкцию, состоящую из однотипных узлов. Наряду со своей функциональностью, токарно-винторезные модели токарных станков отличаются высокой безопасностью, простотой в работе и обслуживании, что и дает возможность использовать их в качестве агрегатов для оснащения школьных мастерских еще со времен СССР. Наиболее известными и популярными моделями такого токарного оборудования являются станки 16К20, 16К50, 16Б16А и 16П16П.

На предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями и использующими в производстве заготовки из фасонных профилей и калиброванных прутков, активно применяются токарные автоматы. Такие станки, на которых преимущественно выполняют операции точения в продольном направлении, с одинаковым успехом справляются с обработкой заготовок из различных металлов: сверхтвердых сплавов, мягкой меди и др.

На отечественном рынке токарные станки представлены в основном моделями зарубежных производителей (Япония, Южная Корея и др.). Есть и отдельные модели отечественного производства, например 1М10ДА.

Токарно-продольный автомат 1М10ДА

Особенности конструкции станков токарной группы

Все станки, предназначенные для выполнения токарной обработки заготовок из металла и других материалов, имеют в своей конструкции типовые конструктивные элементы:

станину — несущий элемент токарного агрегата, на котором устанавливаются все элементы его конструкции;
фартук (в данном элементе токарного станка происходит преобразование движения валика или ходового винта в перемещение его суппорта); , на которой размещается шпиндель устройства, а в ее внутренней части располагается коробка скоростей;
суппорт (в данном элементе станка закрепляется режущий инструмент, также суппорт нужен для того, чтобы обеспечить продольную и поперечную подачу инструмента, совершаемую с заданными параметрами; в конструкции суппорта обязательно присутствует нижняя каретка, а у отдельных моделей их несколько, на верхней из которых крепится держатель для токарного инструмента);
коробку подач (при помощи данного конструктивного элемента передается движение от ходового винта или валика на суппорт станка);
электрическая часть конструкции станка, включающая в себя приводной электродвигатель, мощность которого у разных моделей станков может серьезно варьироваться, а также элементы, с помощью которых обеспечивается управление электрооборудованием устройства (естественно, данная часть токарного агрегата должна отвечать требованиям безопасности).

Основные узлы токарного станка

Все элементы конструкции станка опираются на две тумбы, которые выполняют несущую функцию, а также обеспечивают размещение заготовки на удобной для оператора высоте. Такие тумбы, отличающиеся массивностью своей конструкции, можно увидеть на фото токарного станка любой модели.

Основная часть конструктивных элементов токарного оборудования унифицирована, что позволяет оперативно и с минимальными затратами выполнять их техническое обслуживание и ремонт.

Конструкция суппорта токарного станка

Приводные валы станка

Пример расположения органов управления токарного станка (нажмите, чтобы увеличить)

Правила техники безопасности

Работая даже на простейшем школьном агрегате токарной группы, необходимо строго соблюдать требования безопасности, которые заключаются в следующем.

Вся специальная одежда оператора должна быть застегнута на все пуговицы.
Перед тем как приступить к работе, необходимо выполнить технический осмотр устройства, в процессе которого могут быть выявлены отдельные неисправности в его функционировании. При обнаружении таких неисправностей, если оператор не может их оперативно устранить своими руками, необходимо вызвать техника (или наладчика), который и займется этим вопросом.
Выполнять все технологические операции на токарном станке следует только по техническому заданию, для чего необходимо предварительно получить у мастера чертеж или подробный технологический процесс обработки.

Памятка по технике безопасности при работе на токарных станках (нажмите, чтобы увеличить)

Оператору станка, в том числе и оснащенного системой ЧПУ, категорически запрещается:

приступать к работе, если в данный момент производится наладка или обслуживание устройства;
работать на станке, если его центры подверглись значительному износу;
использовать в процессе обработки инструменты и зажимные элементы, которые имеют даже малейшие признаки неисправности;
самостоятельно устранять неисправности, связанные с электрической системой оборудования;
отдаляться от станка, который находится во включенном состоянии, а также перепоручать управление им посторонним лицам.

В том случае, если при предварительном осмотре были обнаружены неисправности ограждающих элементов оборудования, ни в коем случае нельзя приступать к обработке заготовок с его использованием.

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.

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.

Читайте также: