Токарные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) составляют основу современного машиностроения. В отличие от универсальных станков, где оператор управляет всеми движениями вручную, оборудование с ЧПУ работает по заранее созданной программе, обеспечивая высокую точность, повторяемость и производительность. В этой статье рассмотрим основные виды токарных станков с ЧПУ, их конструктивные особенности и области применения.
Классификация токарных станков с ЧПУ
Токарные станки с ЧПУ классифицируются по нескольким ключевым признакам: расположению шпинделя, конструкции станины, организации инструментальной системы и по виду выполняемых работ . Рассмотрим каждый из этих признаков подробнее.
По расположению оси шпинделя
По расположению оси шпинделя станки делятся на горизонтальные и вертикальные.
- Горизонтально-токарные станки — самый распространённый тип. Ось шпинделя расположена горизонтально, заготовка вращается в патроне или между центрами. Такие станки универсальны и подходят для большинства операций: наружного и внутреннего точения, растачивания, нарезания резьбы. Они используются в машиностроении, автомобилестроении и других отраслях.
- Вертикальные (карусельные) станки — ось шпинделя расположена вертикально, заготовка устанавливается на вращающуюся планшайбу. Такие станки предназначены для обработки крупногабаритных деталей небольшой высоты — шестерен, маховиков, фланцев, корпусов шаровых кранов. Их применяют в судостроении, нефтегазовой и аэрокосмической промышленности.
По расположению направляющих станины
По этому признаку различают станки с горизонтальными, вертикальными и наклонными направляющими.
- Станки с горизонтальной станиной — классическая конструкция, проверенная десятилетиями. Проста в изготовлении и обслуживании, доступна по цене. Подходит для большинства универсальных задач.
- Станки с наклонной станиной — направляющие расположены под углом (обычно 30–60°). Такая конструкция обеспечивает эффективное удаление стружки, высокую жёсткость и удобство обслуживания. Станки с наклонной станиной стали стандартом для современных токарных центров с ЧПУ.
По организации инструментальной системы
Инструментальная система определяет, сколько инструментов может быть установлено одновременно и как происходит их смена.
- Станки с одним суппортом — базовый вариант. Один инструмент в работе, смена — вручную или через револьверную голову.
- Станки с револьверной головкой — на головке установлено несколько инструментов (обычно 8–12), которые меняются поворотом головки. Это значительно сокращает вспомогательное время.
- Станки с несколькими суппортами или револьверными головками — позволяют одновременно обрабатывать деталь с разных сторон, что повышает производительность.
- Многоцелевые станки (токарно-фрезерные центры) — совмещают функции токарного и фрезерного станка. Оснащаются приводным инструментом, позволяющим выполнять сверление и фрезерование на торцевых и цилиндрических поверхностях.
По виду выполняемых работ
В зависимости от типовых заготовок и операций станки делятся на центровые, патронные, патронно-центровые и карусельные.
- Центровые станки предназначены для обработки валов. Заготовка закрепляется между центрами, что обеспечивает высокую соосность при обработке длинных деталей.
- Патронные станки — для обработки дисков, фланцев, втулок. Заготовка закрепляется в патроне. Такие станки позволяют обрабатывать как наружные, так и внутренние поверхности.
- Патронно-центровые станки — универсальные модели, сочетающие возможности центровых и патронных станков.
Основные типы токарных станков с ЧПУ
Токарно-винторезные станки с ЧПУ
Самый распространённый вид токарного оборудования. Предназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения, а также для нарезания различных видов резьбы . Благодаря системе ЧПУ обеспечивают высокую точность и повторяемость. Применяются в единичном, мелкосерийном и серийном производстве.
Основные характеристики, на которые обращают внимание при выборе: максимальная частота вращения шпинделя, крутящий момент, диаметр отверстия шпинделя (для прутка), количество подач, возможность нарезания различных видов резьбы.
Токарно-карусельные станки с ЧПУ
Специализированное оборудование для обработки крупногабаритных деталей с большим диаметром и малой высотой. Заготовка устанавливается на горизонтальную планшайбу, которая вращается вокруг вертикальной оси.
Выполняемые операции: точение и растачивание цилиндрических и конических поверхностей, подрезание торцов, обработка канавок, сверление, фрезерование, нарезание резьбы.
Применяются в тяжёлом машиностроении, судостроении, энергетике, аэрокосмической промышленности для производства элементов турбин, генераторов, маховиков и зубчатых колёс.
Токарно-револьверные станки с ЧПУ
Отличаются наличием револьверной головки — специального держателя, на котором закреплено несколько инструментов. Поворотом головки инструменты быстро меняются без остановки станка .
Такие станки идеальны для обработки деталей из прутка. Позволяют выполнять практически все виды операций: расточку, зенкерование, сверление, фасонное точение . Благодаря калибровке инструмента и автоматизации, на одном станке можно изготовить сложную деталь без перенастройки.
Автоматы продольного точения (швейцарского типа)
Станки с уникальным принципом работы: заготовка (пруток) подаётся через направляющую втулку и «наезжает» на неподвижный резец, а не наоборот. Такая схема обеспечивает высокую жёсткость при обработке длинных и тонких деталей, исключая прогиб заготовки.
Конструктивные особенности:
-
Направляющая втулка поддерживает заготовку в зоне резания
-
Противошпиндель (второй шпиндель) позволяет обрабатывать деталь с двух сторон без переустановки
-
Одновременная обработка двумя шпинделями повышает производительность
Области применения: производство медицинских имплантатов, хирургических инструментов, стоматологического оборудования, электронных разъёмов, микроразъёмов, деталей топливной аппаратуры. Допуски при обработке — не более 0,1 мм.
Токарные обрабатывающие центры (многоцелевые)
Современные станки, сочетающие токарную и фрезерную обработку. Оснащаются приводным инструментом, магазином инструмента, противошпинделем и системой автоматической смены инструмента.
Возможности:
-
Обработка деталей с двух сторон за одну установку
-
Сверление внеосевых отверстий
-
Фрезерование пазов, лысок и шлицев
Такие станки незаменимы в производствах с широкой номенклатурой сложных деталей, где требуется минимизировать переустановки и достичь максимальной точности.
Дополнительные классификационные признаки
По степени автоматизации
Автоматы — выполняют полный цикл обработки без участия оператора. Оператор лишь загружает заготовки и контролирует процесс.
Полуавтоматы — имеют автоматический цикл обработки, но для повторения цикла требуется вмешательство оператора (например, для снятия и установки заготовки).
По системе ЧПУ
Различают станки с позиционными, контурными и комбинированными системами ЧПУ . Позиционные управляют перемещением в заданные точки, контурные — движением по сложным траекториям.
По количеству инструментов
Одноинструментные — с одним инструментом в работе. Многоинструментные — с револьверной головкой или магазином (до 12 и более инструментов) .
Как выбрать тип станка
При выборе токарного станка с ЧПУ учитывайте три ключевых фактора.
- Характер производства. Для единичного и мелкосерийного производства достаточно токарно-винторезного станка с ЧПУ. Для серийного и массового — автоматы и обрабатывающие центры.
- Габариты и форма заготовок. Для валов и длинных деталей — центровые и патронно-центровые станки. Для дисков, фланцев и корпусных деталей — патронные и карусельные. Для мелких длинных деталей — автоматы продольного точения.
- Сложность обработки. Для сложных деталей с фрезерованием и обработкой с двух сторон — токарно-фрезерные центры с противошпинделем.
Специалисты SVOGER помогут подобрать токарный станок с ЧПУ, оптимально соответствующий вашим задачам и бюджету, а также организуют доставку, пусконаладку и сервисное обслуживание.
