Токарно фрезерный центр – это многофункциональный станок предназначенный для обработки металла. В составе центра заложена сложная кинематика и электронное оборудование. Современный уровень развития техники позволяет создавать подобные станки, которые способны совмещать различные виды обработки детали. Токарный обрабатывающий центр с ЧПУ способен выполнять основные операции: токарная и фрезерная обработка. Сверление на токарно-фрезерных центрах производиться на плоских и криволинейных поверхностях. Применение оборудования с высокой концентрацией разнообразных операций позволяет существенно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции. На многофункциональном оборудовании можно:
- точить различные цилиндрические детали;
- точить различной глубины канавки;
- растачивать внутренние поверхности цилиндров;
- нарезать различную резьбу;
- фрезеровать плоскости и различные тела вращения;
- выполнять фасонное и профильное фрезерование;
- производить обработку винтовых изделий;
- выполнять зубофрезерование.
В настоящее время все более широкое применение находят многофункциональные обрабатывающие токарно фрезерные центры, выполненные на базе токарных станков с ЧПУ. Их основное назначение – комбинированная токарно-фрезерная обработка тел вращения, закрепленных в шпинделе.
Токарно-фрезерные многофункциональные центры внешне и по компоновке практически не отличаются от обычных токарных станков с ЧПУ. При этом с целью выполнения фрезерных процедур они содержат три дополнительных модуля, которые осуществляют:
- перемещение обрабатывающего инструмента вдоль координатной оси осям плана токарной обработки X-Z;
- привод вращения обрабатывающего инструмента;
- контролируемый поворот шпинделя и его фиксацию в заданных угловых положениях.
Рассмотрим схему построения токарно-фрезерных многофункциональных центров на примере станка INDEX, работающего совместно с системой ЧПУ Siemens. Эти станки выполняются в различных комплектациях, как правило, с возможностью фрезерной обработки деталей. В своем базовом исполнении (рис.1) токарно фрезерный центр содержит инструментальный магазин 7, выполненный в виде револьверной головки и предназначенный для выполнения токарных и фрезерных процедур.
Рис. 1. Структурная схема токарно-фрезерного многофункционального центра: 1 – шпиндель; 2 – деталь; 3, 9 – фрезы; 4 – фрезерный блок обработки детали в плане Y-Z; 5 – токарный резец; 6 – элемент крепления инструментального магазина; 7 – инструментальный магазин типа «револьверная головка»; 8 – фрезерный блок обработки детали в плане X-Y
Магазин установлен на подвижном элементе 6 с возможностью перемещения вдоль третьей координатной оси Y. Направление оси Y+ согласно правилу правой руки (рис. 2) определено в сторону оператора. Фотография револьверной головки токарно-фрезерного станка с инструментами приведена на рис. 3.
Рис. 2. Расположение и направление осей в правосторонней системе координат
Рис. 3. Инструментальный магазин револьверного типа токарно-фрезерного центра
В процессе токарных операций инструменты токарно фрезерного центра перемещаются в плоскости X-Z; по оси Y он зафиксирован в положении Y=0. При выполнении фрезерных операций шпиндель с закрепленной деталью остановлен и зафиксирован в заданном угловом положении, а инструменты перемещаются в пространстве вдоль трех координатных осей.
На схеме (рис. 1) изображен станок с тремя задействованными инструментами. На позиции 1 в рабочем положении установлен токарный резец 5. На позиции 4 установлен блок 4 с фрезой 3, которая предназначена для обработки детали в плане Y-Z. Этот план кодируется функцией G19 (рис. 4). Блок 4 имеет прямую передачу вращения.
Рис. 4. Фрезерный инструмент в плане обработки Y-Z на многофункциональном центре: рабочая зона станка и схема плана фрезерной обработки детали
На позиции 7 установлен блок 8 с фрезой 9, которая предназначена для обработки детали в плане X-Y. Этот план кодируется функцией G17 (рис. 5). Блок 8 имеет угловую передачу. Поэтому для обеспечения вращения инструмента по часовой стрелке привод станка должен вращаться против часовой стрелки.
Рис. 5. Фрезерный инструмент в плане обработки X-Y на многофункциональном центре: рабочая зона станка и схема плана фрезерной обработки детали
Универсальные многофункциональные токарно фрезерные центры применяют в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении, авиационной и космической отрасли. С их помощью изготавливают детали сложной геометрической формы с высокой точностью.
