Токарные станки с ЧПУ: по металлу и дереву, настольные станки для работы и другие модели, цанги к ним

Конструкция и принцип работы

При характеристике токарных станков с ЧПУ нельзя игнорировать то, как работает это высокоточное числовое управление. Знание функций не менее важно для грамотной обработки, чем владение основными принципами резки и режимами работы. Большие промышленные машины управляются ПК. Работу обычных бытовых приборов обычно координирует встроенная электроника. Разница между моделями также может заключаться в том, могут ли они принимать стандартизированный G-код или нет.

Специализированное подразделение высокого уровня может использовать различные программные пакеты, используя данные, полученные в результате трехмерного моделирования. Коротко такое оборудование именуется CAD/CAM. Разработан ряд относительно простых программ, подходящих даже для неопытных пользователей.

G-код используется с 1970-х годов, он хорошо зарекомендовал себя и не вызовет никаких проблем при использовании.

Своеобразным «переводчиком» между САМ и станком является специальная программа — субпроцессор. Токарное оборудование с ЧПУ может иметь несколько осей движения. Собственно движение по ним либо по прямой траектории, либо с изгибом. Разработчики в некоторых случаях предусматривают оба этих режима. При лазерной или гидроабразивной резке системы обычно обходятся парой линейных осей, а технология фрезерования обычно имеет как минимум 3 оси; к ним можно добавить направления поворота.

Почти все контроллеры ЧПУ способны безопасно тренировать только прямые и круговые движения. В этом случае движение по окружности ограничивается главными плоскостями координатных осей. Каждое движение по вращающейся направляющей рассматривается методикой как линейное движение, только вместо расстояния будут градусы. В некоторых случаях допускается интерполяция линейных и круговых осей. 100% из них нормально синхронизируются, что крайне сложная — даже при сегодняшнем уровне технологий — задача.

Наиболее важные прототипы токарных станков появились в 18 веке. Несмотря на значительные подвижки, важнейшие, принципиальные моменты работы остались неизменными. К основным узлам относится передняя бабка. Такую деталь в основном отливают из первосортного чугуна. Внутри расположено устройство, меняющее скорость, и шпиндель (вал, сделанный так же, как металлическая трубка).

Сверху на бабку крепится заготовка изготавливаемой детали. Вращение заготовки происходит за счет редуктора, на конце вала образована резьба, позволяющая зафиксировать патрон. Важным моментом в классификации являются только конструктивные особенности патрона или его замена на переднюю пластину. Обязательно добавьте конический слот, который позволит вам установить передний центр.

Нормальное движение шпинделя было бы невозможно без использования беззазорных подшипников. Обычно используется пара таких элементов. Функции шага при наборе дорожек задаются с помощью гитары со сменными колесами. Важна и роль фартука – благодаря ему поворот ударного вала превращается в движение суппорта, которое реализуется в двух направлениях.

Станину традиционно изготавливают для тяжелых станков из прочного металла (чаще всего чугуна).

Машина должна быть оборудована опорой. Без этой составляющей токарям приходилось бы держать инструмент руками, и о высокой производительности, приемлемой точности техники и говорить не приходилось бы. Опора имеет сложную конструкцию. Это состоит из:

• поперечное скольжение;
• вагон;
• упомянутый выше фартук;
• салазки для резки;
• держатель резца.

Важную роль в работе токарного оборудования с ЧПУ играет роторный экстрактор. Так называется технология изготовления полых вращающихся элементов на основе листа или полой заготовки. Альтернативное название – роликовое вращение. Для ротационного извлечения требуются гидравлические или электрогидравлические суппорты. Форма детали локально изменяется, стенка становится тоньше.

Прямой вариант вытяжки необходим для получения цилиндрических конструкций. Линейные размеры изделий будут очень большими, а их стенки не слишком толстыми. Внешний контур оправки должен быть таким же, как и у вычерчиваемой заготовки. Обратная тяга предполагает противоположное (по отношению к подаче) движение роликового механизма.

Допускается использование оправок, меньших по размеру, чем деталь.

Такие технологии подходят для производства:

• реактивные двигатели;
• корпус лампы;
• экраны мощных осветительных ламп;
• конические сегменты выхлопной трубы;
• склад;
• задний корпус компрессоров;
• другие крупногабаритные трубчатые детали переменной толщины.

Задние бабки позволяют фиксировать свободные концы крупных металлических деталей. К ним крепятся дрели и другие вспомогательные инструменты. Встроенный центр иногда крутится, хотя возможна и более простая реализация; однако ротация позволяет повысить производительность. В коробку с электроначинкой входят ключи, ручки и тумблеры. Наряду с перечисленными элементами также могут быть:

• цанги;
• передние пластины;
• зажимы;
• люнеты;
• дураки.

Наиболее важные практические функции:

• большая часть пролеченных субъектов;
• расстояния между центрами рабочей головки;
• максимальная толщина заготовки, размещаемой над суппортом.

Приводные ремни могут быть изготовлены на основе:

• брезентовая лента;
• прорезиненные ткани;
• другие прочные материалы.

Основные характеристики токарных станков ЧПУ

Современные модификации станков с ЧПУ обладают следующими характеристиками:

• станция имеет мощность до 40 кВт;
• оснащение трехфазными двигателями или двигателями постоянного тока для возможности изменения скорости вращения шпинделя;
• вращение основного резца до 2 тыс об/мин;
• возможность обработки очень мелких (на компактных агрегатах) и достаточно крупных заготовок – от 100 мм до 1 тыс мм;
• широкий диапазон подач – некоторые модификации имеют возможность менять подачу примерно в 1,5 тысячи раз;
• множество настроек позволяют задать движение фрезы по более сложным траекториям по сравнению с ручным управлением;
• управление осуществляется по осям координат — чем сложнее работа, тем больше координат задействовано в процессе (чаще всего используется двухкоординатное управление, в небольших танках используется только такая система, но есть модели, где нужно задавать до 5 координат одновременно);
• машина часто содержит до 12 фрез;
• многие модели оснащены функцией удаления стружки и пыли.

Вытяжной агрегат для удаления пыли в машине

Назначение

Основное различие между разными токарными станками заключается в том, для какого материала предназначен режущий элемент. Наиболее распространены системы, работающие по металлу или дереву. Спутать их и считать взаимозаменяемыми категорически нельзя. В основном точение практикуется для заготовок, имеющих форму тел вращения. Речь идет о роликах, втулках, полуфабрикатах для шестерен и так далее.

Заготовки вращаются, а фреза движется поступательно (как говорят профессионалы, это движение подачи).

Наиболее важными рабочими процедурами являются:

• обработка торцевых поверхностей;
• нарезка резьбы;
• канавка;
• окончательная обработка;
• бурение;
• сметана;
• бромирование отверстий (и это далеко не полный список).

Для выполнения такой работы используют:

• подметать;
• вертикальные упражнения;
• дверь;
• краны;
• сверла и другие инструменты.

Обзор типов

Позиционные

Такие приспособления справятся со всеми видами заготовок. Они предназначены для работы по точечному методу. Движение дается в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Позиционный режим используется и в более продвинутых устройствах — но не во время основной деятельности, а при перемещении рабочей части.

Контурные

Этот вариант не очень самостоятельный. Несмотря на оборудование с ЧПУ, все равно требуется постоянное вмешательство человека. Курс задает сам оператор. Характерной особенностью является согласованное движение в двух и более направлениях в системе координат. Все оси движутся со сбалансированной скоростью.

Универсальные

Их также называют адаптивными системами. Такой прибор может одновременно заменить контурную и позиционирующую аппаратуру. Этот уровень функциональности оплачивается соответственно. Такая передовая технология в основном требуется крупным предприятиям, выполняющим значительное количество видов работ.

Дома и в обычных мастерских предпочтительнее будет простой стационарный мини станок.

Читайте также: Тиски своими руками — пошаговая инструкция изготовления с фото описанием

Приводы и вспомогательные устройства

В токарных станках с ЧПУ малой и большой мощности используются электродвигатели разных типов, которые выступают движущей силой основного движения. В первом случае используются в основном двигатели постоянного тока, во втором – переменного тока.

Отечественные производители, выпускающие станки этой категории, оснащают их асинхронными четырехполюсными электродвигателями, способными безошибочно работать даже в самых тяжелых условиях: при наличии в окружающей атмосфере масляных частиц, металлической пыли и мелкой стружки. Такие электродвигатели не боятся критических перегрузок, которые способны выдерживать.

Приводной механизм настольного токарного станка D250x550 с ЧПУ

Для привода механизма подачи токарных станков с ЧПУ применяют синхронные и асинхронные электродвигатели, но чаще всего используют двигатели первого типа, снабженные индикаторами обратной связи, тормозными элементами и магнитами из химических элементов редкоземельных пород. Для управления такими двигателями в электрической цепи токарных станков используются цифровые преобразователи.

В случае если на оборудовании установлен асинхронный двигатель, для управления им необходим преобразователь частоты, смонтированный на микропроцессорах. При использовании таких электродвигателей на машины устанавливается специальный программатор, оснащенный графическим или цифровым дисплеем.

Панель управления токарным станком

На токарных станках, управляемых компьютерными программами, должны быть установлены вспомогательные устройства, к которым относятся:

• механизмы загрузки;
• механизмы зажима заготовки;
• смазочное оборудование;
• устройства, предназначенные для очистки стружки, образующейся при обработке;
• механизмы, предназначенные для быстрой смены инструмента.

В отличие от аналогичных устройств, используемых на обычных машинах, эти устройства отличаются высокой производительностью и надежностью работы.

Строение токарного станка с ЧПУ. Прямая станина

Станина — несущий элемент машины, предназначенный для установки всех элементов оборудования и обеспечения жесткости системы. Чаще всего это стабилизированная и отшлифованная чугунная отливка с оребрением. В связи с этим подвижные части и узлы ориентируются и перемещаются.

В настоящее время наиболее распространенным типом токарных станков является прямая станина (например, TS1625F3). В современных станках для обеспечения высокой жесткости конструкции увеличена ширина станины и направляющих.

Направляющие представляют собой опорные поверхности, обеспечивающие необходимое взаимное расположение и возможность взаимного перемещения узлов, несущих инструмент и заготовку. Направляющие в основном изготавливаются из серого чугуна за одно целое со станиной.

Накладные направляющие практически не используются. Обрабатываемая заготовка получает вращение от шпинделя станка, а режущий инструмент закрепляется в резцедержателе на суппорте и совершает формообразующие движения в двух координатных направлениях X и Z. Ось Z совпадает с направлением оси шпинделя, а ось X перпендикулярна ему. V-образные чаще всего используются по оси Z, ласточкины хвосты по оси X.

Направляющие на станках с наклонной станиной — прямоугольные раздвижные или роликовые.
Головной убор

Обеспечивает передачу крутящего момента от электродвигателя к шпинделю. Чаще всего коробка передач со скоростями располагается в основном стволе. Он может иметь несколько диапазонов скоростей для обеспечения оптимальных условий процесса для различных материалов. Изменение скорости шпинделя может быть бесступенчатым или бесступенчатым в пределах:

• Ступенчатое вращение осуществляется через редуктор со скоростями от асинхронного двигателя (обычно двухскоростной) + ручное переключение диапазонов + муфта. Реализует ограниченное количество скоростей шпинделя. Обычно 12 постоянных мест.

• Бесступенчатое вращение (в том числе в пределах диапазона) осуществляется асинхронным двигателем и преобразователем частоты или сервоприводом шпинделя; дискретное изменение — 1 об/мин (ТС16А20Ф3, ТС16К20Ф3). Бесступенчатые приводы позволяют плавно регулировать режимы обработки без остановки аппарата с высокой точностью.

Использование бесступенчатой ​​операции позволяет повысить производительность за счет выбора наиболее подходящего режима обработки и поддержания постоянной скорости резания при поперечном качании (при увеличении или уменьшении диаметра заготовки). Управление гидростанцией или механическими вариаторами практически не используется. Возможность переключения 2-3 диапазонов позволяет получать разные скорости и крутящий момент.

Широкий диапазон регулирования скорости вращения шпинделя обеспечивается за счет использования в качестве основного привода двигателя переменного тока с преобразователем частоты.

Переключение диапазонов скоростей может быть ручным или автоматическим. Способ смены участков (передач) в основном определяется назначением машины, периодичностью смены и продолжительностью рабочих движений. Для машин с бесступенчатым регулированием значение скорости в пределах диапазона является второстепенным условием выбора машины, т.к переключение происходит довольно редко.

Шпиндель — обычно это полый цилиндр — допускает фиксацию с помощью оборудования и механической обработки шатунных подшипников.

Для обеспечения необходимой точности обработки в течение заданного срока службы шпиндели должны обладать жесткостью, устойчивостью в положении оси при вращении, износостойкостью опорных, посадочных и посадочных поверхностей и виброустойчивостью. Для выполнения этих требований шпиндели обычно изготавливают из стали и подвергают термической обработке (цементации, азотированию, объемной и поверхностной закалке, закалке).

Датчик частоты вращения шпинделя устанавливается на шпиндель или на промежуточный вал, который вращается с той же скоростью. Это позволяет получить данные о фактической скорости вращения шпинделя, синхронизировать оси для нарезания резьбы.

Примечание:

Для станков с высокой и повышенной степенью точности рекомендуется применять редуктор с отдельным приводом. Редуктор соединен со шпинделем ременной передачей и лишен недостатков встроенного редуктора. Нагрев во время работы, вибрации от зубьев меньше влияют на шпиндель. Этих недостатков лишены и машины с наклонной станиной.
Резцедержка

Он может иметь 4, 6, 8 или 12 позиций в зависимости от максимального диаметра обработки. Больше инструментов требуется при изготовлении сложных деталей, токарной обработке труднообрабатываемых материалов, когда инструменты имеют короткий срок службы или когда вносятся частые замены для обработки различных типов деталей и т д.
Электрооборудование

В процессе разработки электрооборудование машины занимает все меньшую площадь и обеспечивает большие возможности автоматизации. Плавное изменение скорости шпинделя, поддержание постоянной скорости резания, увеличение количества одновременно интерполируемых осей и точности позиционирования, возможность подключения дополнительного оборудования.

Электромагнитные или механические муфты в коробках передач используются все реже.

В станках с ЧПУ при любом конструктивном решении привода подачи предусмотрен независимый узел привода для перемещения заготовки по каждой из координат. В основном используются сервоприводы с точной обратной связью по положению. Шаговые приводы используются на любительских машинах. Электрогидравлические приводы, приводы с электромагнитными муфтами, гидрокопировальные и приводы постоянного тока в новых машинах практически не применяются.
Система охлаждения и смазки

Система смазки предназначена для подачи, дозирования и распределения смазки, а также контроля и управления смазкой. Эффективность системы смазки зависит от таких важных показателей качества станков, как точность, долговечность, экономичность, бесшумность.

Система верхней смазки, централизованная смазка направляющих и ШВП, система подачи СОЖ в зону резания увеличивает срок службы станка и способствует обеспечению режима резания, обеспечивает отвод тепла и чистоту поверхности.

Смазка подшипников и шестерен на верхнем подшипнике на современных машинах осуществляется принудительным орошением.
Риггер

Для закрепления заготовок на токарном станке используют: патроны, планшайбы, цанги, центры, зажимы, люнеты, оправки. Оборудование на станках с ЧПУ можно использовать и от универсальных станков, но из-за более высокой точности и больших скоростей вращения рекомендуется выбирать специализированные оправки. Подробнее об этом можно прочитать здесь: Державки для токарных станков, Токарные патроны для станков.

Токарь может использовать штангенциркули, микрометры, калибры, шаблоны, гониометры и другие измерительные инструменты для проверки точности обработки деталей, но системы управления обработкой, такие как HPPA от Renishaw, максимально автоматизируют производственный процесс и значительно сократят трудозатраты.

Оси подачи

Сервоприводы по заданию ЧПУ перемещают оси и контролируют положение. Серводвигатель, вращающийся через муфту, передает вращение на шариковый винт. Шарико-винтовая передача перемещает механические узлы по выбранной координате.

Роликово-винтовые пары обладают низкими потерями на трение, достаточно высокой жесткостью и технологической надежностью. Устранение отверстий в резьбовом шаровом соединении между рабочими поверхностями резьбы винта и гайки и шариками и создание перекоса осуществляется за счет взаимного сближения полугаек, их осевого перемещения или взаимного вращения. Высокая производительность и точность передачи винт-гайка качения обеспечивается высокой твердостью рабочих поверхностей.

Защита зоны резания

Защита корпуса и раздвижные двери уменьшают распространение стружки и охлаждающей жидкости при интенсивных режимах обработки, а также защищают оператора от возможного частичного вылета.
Передние зубы

Различают следующие виды токарных инструментов:

• сквозной — для точения наружных цилиндрических и конических поверхностей;

• сверление (сквозное и прессовое) — для сверления глухих и сквозных отверстий (продажу сверлильных станков от компании СтанкоМашКомплекс можно найти по ссылке);

• резка/проточка — для резки заготовок и трассировки;

• резьбовые — для нарезания наружной и внутренней резьбы;

• фасонные — для обработки фасонных поверхностей;

• шлицевые — для точения кольцевых канавок;

• скругление — для точения переходных поверхностей между ступенями вала по радиусу.

Виды токарных резцов по типу обработки:

• черновик,

полуфабрикат,

• отделка.

По направлению лечения:

• оставил,

• Верно.

По дизайну:

• весь,

• с приварной пластиной,

• со сменными пластинами.
Рамки

Люнеты бывают подвижными, неподвижными, открытыми и служат для поддержки длинномерных деталей при механической обработке.

3. Системы координат токарных станков с ЧПУ

При подготовке управляющих программ для станков с ЧПУ наиболее трудоемким этапом является расчет траектории движения инструмента, который во многом зависит от правильного выбора и взаимного согласования систем координат детали, станка и инструмента.

В системе координат токарных станков с ЧПУ определяются начальные и текущие положения рабочих органов станка, их предельные перемещения. Выбор системы координат станка должен соответствовать рекомендациям ISO. Стандартной системой координат является прямая прямоугольная декартова система координат XYZ (рис. 2) .

Рис. 2. Обозначение перемещений инструмента и расположение осей координат в станках с ЧПУ

Помимо трех основных декартовых координат взаимное положение инструмента и заготовки характеризует возможные дополнительные повороты и перемещения.

Так четвертая координата может быть связана с вращением стола, пятая — с вращением шпинделя, шестая — с дополнительным перемещением шпиндельной бабки и т.д.

Ось рабочего шпинделя принимается за первую ось Z. При наличии противошпинделя ось Z1 назначается главному шпинделю, а Z2 — противошпинделю, ось X всегда горизонтальна (рис. 3). Положительным направлением движения заготовки считается то, в котором инструмент и заготовка удаляются друг от друга.Необходимо помнить, что эта система координат отличается от системы координат, используемой для расчета сил резания.

Помимо основных осей X и Z, которых может быть несколько, и осей C1 и C2, есть еще оси B и Y, которые управляются станками. Средняя точность позиционирования составляет 0,005. 0,008 мм. Скорости перемещения по осям X, Z (Y) от 15 до 40 м/мин; по оси С позиционирование осуществляется со скоростью 100 мин-1. Индексация основного и вспомогательного шпинделя дается через 0,0001°. Ускорение при движении достигает 10 м/с2.

Рис. 3. Положение осей токарного станка с ЧПУ с противошпинделем и двумя револьверными головками

При обработке детали на станке с ЧПУ можно различать три системы координат для положения. Первая – система координат станка ХМЗ, имеющая точку отсчета в точке М – ноль станка. В этой системе определяются положения базовых точек отдельных узлов машины.

Вторая система координат заготовки. Предназначен для задания координат опорных точек обрабатываемых поверхностей, а также координат опорных точек траектории. В качестве системы координат заготовки используются прямоугольная, цилиндрическая и сферическая системы координат. Координатами точки в ней являются расстояния x, y, z от точки до трех взаимно перпендикулярных координатных плоскостей.

В цилиндрической системе координат точка задается радиус-вектором p, центральным углом φ, определяющим положение проекция точки на главную плоскость и прикладной z. В сферической системе координат координатами точки являются радиус-вектор r, долгота φ и полярный угол θ.

И третья система — система координат инструмента, определяющая положение центра Р инструмента относительно базовой точки F (К, Т) элемента станка, несущего инструмент. Система координат инструмента предназначена для задания положения его заданной точки относительно держателя или центра вращения инструментальной головки. Оси Xi, Zi параллельны осям системы координат станка и направлены в одну сторону.

Если на станке имеется несколько рабочих органов, несущих инструмент, для задания их перемещений используются разные системы координат. В отличие от осей X, Y, Z (основных), параллельные им оси, расположенные дальше от шпинделя, называются второстепенными и обозначаются соответственно U, V, W. Оси третьего рабочего органа обозначены буквой буквы Р, Q, R.

Наличие связи между системами координат станка, детали и инструмента позволяет сохранять заданную точность обработки детали при ее переустановке, а при подготовке управляющей программы задавать траекторию движения инструмента в система координат детали

Маркировка

Каждая единица имеет обозначение, состоящее из цифр и букв. Может наноситься краской, но чаще делается гравировка. С помощью этого набора символов можно узнать подробную информацию о технических характеристиках товара. Все устройства маркируются по одному типу, поэтому токарные установки отличаются в основном первым номером.

Что означают цифры:

• Первый – групповой (по роду деятельности, т.е фрезерование, сверление или другое назначение).
• Другой — подтип. Это более конкретное описание технических характеристик, таких как уровень автоматизации, направление движения и т д.
• Третья и четвертая — дополнительные функции.

Букву атрибутируют не всегда и не везде. Его наличие свидетельствует о модернизации стандартного узла токарного станка с ЧПУ. Например, в самом конце стоит класс точности. Это может быть следующее буквенное обозначение:

• Н в норме.
• Б высокий.
• С очень точно.

Также это может быть указание на тип панели управления. Например, буква «С» указывает на цифровую модификацию.

Иногда можно увидеть аббревиатуры самых популярных заводов, например, МСХ — Московский помол.

Предоставим информацию в виде картинки, чтобы наглядно показать расположение всех знаков:

Общая информация о металлорежущих станках

основные виды металлорежущих станков: 1 — токарно-винторезный станок; 2 — канавка зуба; 3 — горизонтальное бурение; 4 — вертикально-фрезерный; 5 — шлифовка и шлифовка; 6 — продольная строгальная двухколонка; 7 — вертикальное бурение; 8 — круглое шлифование

Металлорежущие станки предназначены для обработки заготовок методом послойного снятия. Обработку проводят шлифовальными или лезвийными инструментами.

Для придания требуемой формы заготовке с помощью фрезы необходимо создать их взаимное движение по заданным правилам. Совокупность узлов и механизмов должна обеспечивать два основных вида движения: подающее и режущее. Оборудование работает на электрической тяге. Узлы передачи преобразуют движение и подачу от двигателя к приводному инструменту.

Рабочими или исполнительными органами называются инструменты, непосредственно производящие процесс резания, к ним крепятся фрезы. Запуск электродвигателя, остановка и изменение скорости движения осуществляется органами управления. Большинство устройств и механизмов металлорежущего оборудования выполняют идентичные функции, хотя их конструкция может различаться.

Программирование токарного оборудования

Система ЧПУ токарного станка управляет обработкой детали в соответствии с программой, составленной технологом-программистом. Эти программы написаны на языке G-кода (стандарт RS274), разработанном специально для установок с ЧПУ.

Программа G-кода состоит из последовательных пронумерованных блоков, называемых кадрами. Каждый такой блок содержит набор команд, на основании которых выполняется элементарное технологическое действие, например, установка фрезы в исходную точку или перемещение ее с определенной подачей и оборотами вглубь металла.

Движение раскроя по заданной программе осуществляется в инкрементальной системе координат. Это означает, что координаты каждой последующей точки задаются как приращение к координатам предыдущей позиции инструмента. И задается только вывод исходной позиции в начале программы в абсолютных координатах.

ЧПУ программирование

Язык G-кода включает две группы: G-команды и M-команды.

Первая группа – это подготовительные команды, которые задают:

• система координат и рабочая плоскость;
• начало координат;
• тип движения (ускоренное, рабочее);
• тип пути движения (линейный, круговой);
• координаты позиционирования;
• значение подачи и скорости шпинделя;
• переход к сверлению и нарезке резьбы;
• значение коррекции инструмента (радиус и длина).

Группа M команд является вспомогательной командой. Они управляют электромеханическими и гидравлическими агрегатами, а также выполняют сервисные функции в рамках программы. Наиболее часто используемые М-команды:

• включить шпиндель и задать ему направление вращения;
• остановить вращение шпинделя;
• автоматическая смена инструмента (вращение инструментальной головки);
• ручная смена инструмента;
• выключите и снова включите подачу охлаждающей жидкости.

Принцип числового управления токарным станком

В отличие от фрезерных станков, токарные станки вращают не инструмент, а заготовку. Поэтому программирование для их систем ЧПУ имеет некоторые особенности. Во-первых, движение задается в радиальном направлении по оси X и в продольном направлении по оси Z. Во-вторых, при составлении программ ЧПУ параметры задаются в миллиметрах на оборот, а не в миллиметрах в секунду, как при фрезерных операциях.

Преимущества

Преимуществ много, среди них:

• высокоскоростной;
• повышенная производительность;
• длительный износ деталей;
• отсутствие риска влияния человеческого фактора;
• снижение вибрации и шума при производстве;
• возможность распиловки изделий нелинейной конфигурации;
• умение пользоваться инструментами и работать с разными материалами;
• упрощенная задача для сотрудников.

При большом количестве заказов, необходимости постоянного рабочего времени, а также реализации проектных решений покупка станка с ЧПУ является экономически выгодной. Но для мелкосерийного производства затраты часто превышают прибыль.

Некоторые ограничения

Если операции происходят на старом оборудовании, в их код не заложены многие возможности, например, движение может быть только поступательным или вращательным, но не закручивающимся. Это связано с ограничениями осей координат. Чем старше и бюджетнее модель, тем ниже скорость обработки информации, выдачи команд и при этом завершения цикла. Лучше покупать современные устройства, если не хотите скудного функционала. Причем работать с ними смогут не все инженеры, а только специально обученные люди.

Общие сведения о конструкции

Несмотря на кажущуюся сложность, токарные станки с ЧПУ имеют компоновку, во многом напоминающую классические модели. В качестве дополнительных элементов могут быть установлены сервоприводы или шаговые двигатели для точной настройки положения каретки.

Для определения реальной функциональности оборудования следует детально изучить его конструкцию. Его свойства будут напрямую влиять на возможность выполнения той или иной операции. Также они определят необходимые характеристики заготовки – ее размеры и вес. Кроме того, следует учитывать материал изготовления детали.

Основные конструктивные узлы специализированного станка с ЧПУ:

• кровать (основание). Это опорная конструкция для всех элементов оборудования. Кроме того, рама снижает величину вибраций, возникающих при работе электродвигателя;
• головка шпинделя. Предназначены для крепления токарных патронов различного назначения. Крутящий момент передается на верхний шток от силовой установки. Изменение параметров вращения происходит с помощью редуктора;
• каверномер. Необходимо сместить фрезу относительно вращающейся заготовки. Конструктивно он состоит из двух кареток – верхней и нижней. На верхнюю устанавливается резцедержатель, а нижняя предназначена для смещения конструкции по направляющим рамы;
• система снабжения. С его помощью суппорт перемещается по одной или двум плоскостям. Движение передается на ролик или ходовой винт.

Для повышения производительности часто устанавливают так называемую турель. Это держатель инструмента сложной конфигурации, в котором предусмотрены крепления для установки нескольких резцов. Это увеличивает скорость обработки детали.

Для выполнения широкого круга операций с крупными заготовками применяют дополнительные приспособления — тумбы. С их помощью вес детали равномерно распределяется между передней и задней бабками.

Разновидности

Существует достаточно видов токарных станков для выполнения широкого круга работ. Всего их пять:

• горизонтальная поворотная башня;
• поворотно-лобовой;
• поворотные и поворотные;
• многошпиндельный;
• фрезерные и токарные.

Сейчас мы поговорим о каждом.

Горизонтально токарно-револьверные

Предназначен в основном для серийного производства деталей. С помощью патрона устанавливаются детали, которые будут обрабатывать заготовку до того, как она станет деталью.

Токорно-лобовые

Этот станок используется для обработки заготовок, диаметр которых больше размера заготовки. В основном это железнодорожные колеса, маховики и другие. Он также может удалять торцы, делать цилиндрические детали, делать канавки и так далее.

Токарно-карусельные

Такие станки предназначены для заготовок весом в несколько тонн. Также заготовки для такого станка имеют диаметр больше высоты. Благодаря патрону и установленным на нем режущим частям можно нарезать заготовку или просверлить отверстия.

Многошпиндельные

Как следует из названия, конструкция этого станка имеет несколько шпинделей, обеспечивающих обработку заготовки до состояния детали в нескольких местах одновременно или посменно через каждый фиксированный промежуток времени.

Токарно-фрезерные

Токарно-фрезерные станки с установленным ЧПУ универсальны. Они могут выполнять широкий спектр работ с продуктами. Все будет зависеть от того, какая программа была установлена ​​в ЧПУ и какие инструменты были установлены на картриджах.

Этот станок может выполнять все функции узконаправленного оборудования, будь то точение, сверление, фрезерование. Он может справиться со всеми видами работ.

Какой токарный станок с ЧПУ купить

При выборе оборудования данного типа следует в первую очередь определить круг задач, которые оно впоследствии будет выполнять. Так, при покупке деревообрабатывающего станка обычно учитывают такие характеристики, как мощность и максимально допустимый диаметр заготовки над станиной. Также стоит определиться с уровнем шума модели. Если машина будет использоваться в мастерской или, например, в гараже, этот параметр не играет особой роли. Но если предстоит установка токарного станка по дереву с ЧПУ, например, в подвале жилого дома, лучше выбрать менее шумную модель.

Другая классификация

По размещению шпинделя

Горизонтальный метод монтажа выбирается, если нарезание канавок как пальчиковыми, так и дисковыми фрезами является приоритетным. Особенностью этого способа организации является возможность движения в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Вертикальный тип позволяет работать с деталями большой массы. При этом они могут иметь большой диаметр, но относительно ограниченную длину. Горизонтальные устройства обычно включают в себя криволинейную колонну, которая не скручивается при приложении нагрузки вдоль оси шпинделя.

По расположению направляющих

По этому показателю техника может относиться к:

• вертикальный;
• горизонтальный;
• косые (но градация далеко не закончена).

Токарно-винторезный станок считается универсальным оборудованием. Широко используется в серийном и локальном производстве. Такое устройство сможет нарезать резьбу и проводить другие виды обработки. Токарные и вращающиеся модели работают с крупными заготовками. Им нарезают канавки, шлифуют поверхности, шлифуют и фрезеруют.

Токарный станок работает только с калиброванными прутками. Их можно поворачивать, привязывать или складывать. Также допускается развертывание и нарезка. Токарно-фрезерные станки, как следует из названия, выполняют как токарные, так и фрезерные манипуляции. Есть еще продольно-токарные автоматы и многошпиндельные (последний тип неплохо справляется даже со сложными заготовками).

Бесступенчатые приводные системы означают, что скорость вращения шпинделя может непрерывно изменяться. Заготовки идеально обрабатываются внутри и снаружи — и на высоких скоростях. Бесступенчатое оборудование служит долго, не подвержено поломкам. Системы резки труб способны работать только со стальными заготовками.

Кроме того, градация различается по степени точности: от самой точной до нормальной и имеет относительно высокую погрешность.