animateMainmenucolor
activeMenucolor
Станкостроительный завод Металлообрабатывающие станки и инструмент
г. Набережные Челны
Обратная связь
Главная / ЧПУ станок / Токарный станок / Проектирование токарного станка с ЧПУ: тенденции

Проектирование токарного станка с ЧПУ: тенденции

Проектирование токарного станка с ЧПУ начинается с выбора назначения станка, которые подразделяются на патронные: АТПР2М, 1734Ф3, 1П717Ф3, КТ141Ф3, 16К20РФ3, 1П756ДФ3 и др. для обработки сравнительно коротких деталей при их консольном закреплении в зажимном патроне; центровые, оснащенные задней бабкой, для обработки валов в центрах; и патронно-центровые станки: 16Б16Ф3, 1П752МФ3, 1Б732Ф3, 16К30Ф3 и др.

Весьма существенной чертой при проектировании токарного станка является расположение направляющих суппорта: горизонтальное, как у станков 1Б616Ф3, 1В340Ф30, 16К20Ф3, 16К30Ф3, с сохранением внешнего сходства с универсальными токарными и револьверными станками, вертикальное или наклонное, как у токарного станка 1П420Ф40, для которых преимуществами являются удобство обслуживания, облегчение схода и удаления стружки, расположение ходового винта между направляющими, что способствует повышению точности перемещения суппорта.

Токарные станки с ЧПУ имеют две управляемые координаты: Z - перемещение каретки вдоль оси шпинделя; X - перемещение поперечных салазок перпендикулярно этой оси. На поперечных салазках установлен либо резцедержатель (при смене инструмента из магазина), либо револьверная поворотная инструментальная головка, которая может иметь два различных положения оси поворота: совпадающее по направлению с осью Z и перпендикулярное плоскости XZ. Существуют тенденции оснащения станков двумя револьверными головками.

В одно время наметилась также тенденция проектирования токарных станков с ЧПУ не только на базе универсальных токарных станков: 16К20Ф3, 16К20РФ3, PT705Ф3, 16К30Ф30, токарно-револьверных по типу станка 1B340Ф30, патронно центровых, как например станок 1Б752МФ3, но и токарных автоматов, для которых свойственно было наличие распределительного вала и применение их в массовом и крупносерийном производстве.

Дальнейшее повышение производительности и расширение технологических возможностей токарных станков с ЧПУ идет по пути концентрации операций, увеличения числа револьверных головок и суппортов, ужесточения конструкций за счет новых компоновок (наклонные станины), например, компоновки фирмы «HEID» (рис. 1).

Рис. 1. Проектирование компоновки токарных станков с ЧПУ фирмы «HEID» при разных Dmax заготовки: α - 400, 530 мм; б - 560, 750, 900, 1200 мм

Если производить проектирование токарного станка с традиционными компоновками, то будет невозможно вести обработку одновременно более чем двумя инструментами, т.к. есть лишь 2 независимых суппорта (рис. 2, α) с револьверными головками, одна из которых для наружной обработки, а другая - для внутренней.

Современные токарно-центровые станки позволяют обтачивать валы одновременно с двух сторон (рис. 2, б, в), а при креплении за среднюю часть и с торцов.

При размещении шпиндельной бабки между центрами (рис. 2, в) и при ее перемещении возможна обработка длинномерных деталей с высокой точностью и концентрацией операций (четырехсуппортная обработка). Повышение концентрации инструментов возможно на станках принципиально новых компоновок (рис. 2, г), в которых 3...5 суппортов, имеющих продольные направляющие, работают по принципу распределения припуска между резцами как по глубине, так и по длине обработки. Однако при этом исключается дальнейшее повышение производительности, расширение технологических возможностей станка до многооперационного. Качественно новый уровень, приближающий станок к полуавтомату крупносерийного производства, - это проектирование токарного станка с ЧПУ с разделением перемещений рабочего органа на основные (рабочие) и вспомогательные (наладочные), выполняемые раздельно суппортами и независимо режущими инструментами многорезцового устройства (рис. 2, д, е), в котором наладочное перемещение резцов осуществляется шаговыми двигателями, а зажим - гидроцилиндрами.

Рис. 2. Схемы концентрации операций на токарных станках с ЧПУ

Фирма «Щисс-Фрорип» спроектировала и выпустила двухсуппортный токарный прутковый автомат с ЧПУ (типа CNC) THC 30 D с загрузочным магазином для прутков, на котором комплектно изготавливаются и собираются две детали резьбового соединения.

Фирма «Boley», используя модульный принцип компоновки, разработала 5 исполнений токарного станка с ЧПУ. (рис. 3), обеспечивающего высокую точность обработки деталей по диаметру во всем диапазоне частот вращения шпинделя с nmax = 6300 мин (-1). В нем предусмотрена возможность автономного привода каждого инструмента, установленного в револьверной головке. Диаметр отверстия шпинделя 26 мм, наибольший диаметр зажимаемой в патроне заготовки 100 мм, а наибольшая длина обработки 200 мм.

Рис. 3. Варианты исполнения токарных станков с ЧПУ при проектировании α - двухкоординатный, оснащенный системой невращающихся инструментов; б - двухкоординатный, оснащенный 12-позиционной револьверной головкой; в - двухкоординатный, оснащенный 12-позиционной револьверной головкой и задней бабкой; г – четырехкоординатный оснащенный двумя 12-позиционными револьверными головками и шпиндельной бабкой: д - четырехкоординатный, оснащенный двумя 12-позиционными револьверными головками и двумя шпиндельными бабками

Фирма «Еmаg» занимается проектированием токарных станков и создает гамму одношпиндельных и многошпиндельных токарных автоматов с ЧПУ, используя агрегатно-модульный принцип и устройства автоматического манипулирования изделиями. Основными стандартизированными узлами (модулями) токарных автоматов фирмы «Еmаg» являются:

  • станина;
  • суппорты;
  • шпиндельная бабка;
  • загрузочный механизм;
  • несущая рама;
  • ограждение рабочей зоны обработки;
  • электрошкафы.

Таким образом основной тенденцией в проектировании токарных станков с ЧПУ является использование агрегатно-модульного принципа построения из агрегатизированных узлов (рис. 4). Узлы станка, такие как салазки, опорная задняя бабка, верхние салазки, приводы шпинделей изделия и стружкоуборочный транспортер можно применять ко всем типам станков. По мере надобности поставляются салазки в левом или правом исполнении, а инструментальные системы - в форме многорезцовой державки или револьверной головки.

На двухшпиндельных или четырехшпиндельных автоматах при проектировании токарных станков предусматривают пользование верхними салазками с двух сторон или только с одной стороны. Благодаря различным исполнениям оснастки обеспечивается экономичность станков при широких технологических возможностях, коротких сроках проектирования и изготовления.
 

Рис 4. Унифицированные узлы (модули) токарных автоматов с ЧПУ фирмы «Еmаg»: α - нижние салазки; б - инструментальные системы к ним; в - верхние салазки; г - приводы шпинделей изделий; д - стружкоуборочный транспортер