Токарно фрезерный обрабатывающий центр это одно из самых перспективных направлений современного станкостроения, которое помимо этого предлагает огромный выбор станков различной направленности. В настоящее время трудно представить цех обработки металлов без станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Данная технология способна повысить эффективность производства на порядок, так как теперь есть возможность производить большую часть технологических операций на одном станке. При этом заготовка не перемещается после ее установки. Это означает, что соблюдается принцип сохранения баз, что позволяет достигнуть наибольшей точности обработки. Но такое оборудование имеет и свой недостаток в виде высокой стоимости и предъявляет высокие требования к квалификации обслуживающего персонала.
Фрезерные и токарные станки предыдущих поколений требовали от рабочего не только знания конструкции оборудования, но и непосредственного участия рабочего в процессе. В наше время динамично развивающейся промышленности громоздкие «инструменты» потокового производства все чаще заменяются автоматизированными линиями на основе работы токарно фрезерных обрабатывающих центров.
На сегодняшний день обработка может происходить без участия человека в процессе благодаря тому, что современные станки имеют многоцелевое назначение, оснащаются устройствами автоматической смены инструмента, возможностью автономной установки заготовки, за счет чего уменьшается вспомогательное время. Кроме того, программное управление позволяет автоматически изменять режимы резания. Но также, с течением времени менялись не только возможности управления станками, но и их конструкционные особенности. Для изготовления деталей больше не требуется создание цепочек отдельных «звеньев» технологической обработки, сегодня целый цех может заменить один обрабатывающий центр c ЧПУ.
Многоцелевые станки отличаются от предшественников внушительным инструментальным магазином, оснащенным множеством режущих поверхностей, с помощью которых можно выполнять практически любые технологические операции.
В таких условиях развития станкостроения возможностей стандартных средств обработки становится недостаточно. Поэтому образуется новая ниша для создания перспективных направлений исследований и конструкторской деятельности. А именно модернизации станков.
Современный токарно фрезерный обрабатывающий центр представляет собой многофункциональный станок универсального вида, на котором можно производить фрезерную сложную обработку и выполнять полный спектр токарных работ на заготовках из различных материалов.
Оборудование, позволяющее осуществлять токарную и фрезерную обработку, активно применяется в наши дни как на крупных, так и на небольших промышленных предприятиях.
Токарно фрезерные обрабатывающие центры с ЧПУ условно можно разделить на три вида:
- станки с приводным центром;
- станки с С-осью;
- агрегаты с противошпинделем.
Все они совмещают в себе возможности токарных станков и фрезерного оборудования, но при этом имеют определенные конструктивные и технологические особенности.
Практически на любом стандартном токарно-револьверном станке допускается производить не только токарную обработку, но и сверление отверстий, а также фрезерование. Обычные револьверные головки позволяют расширить функциональный диапазон оборудования, но малая подвижность такой конструкции сильно ограничивает ее производственный потенциал. Поэтому станки стали оснащаться головками со встроенным вращающимся инструментом, что обеспечило возможность проведения не только токарных, но и полноценных фрезерных операций.
При этом станки стали оснащаться дополнительной С-осью и автоматическими сменщиками рабочих инструментов, что позволило проводить обработку таких сложных деталей как зубчатые колеса, а также червячные и коленчатые валы без переустановки заготовки.
Еще более функциональными в эксплуатации являются станки с противошпинделем. Его размещают вместо задней бабки. Данное устройство дает возможность удерживать изделие за правую сторону и в этот момент без вмешательства оператора агрегата производить обработку ее противоположной стороны.
Противошпиндель, по сути, превращает токарно-фрезерное оборудование с ЧПУ в многофункциональную производственную линию, которая способна выполнять работы по обработке в разы быстрее, при этом не снижая качества получаемых изделий.
Рассмотрим в качестве примера токарно фрезерный обрабатывающий центр производства Тайвань (рис. 1). Станок отличается, прежде всего, встроенным полноценным фрезерным шпинделем, расположенном на дополнительной оси. Его мощность в 22 кВт и частота вращения 12000 об/мин позволяют обрабатывать на станке крупные детали со сложной геометрией, требующие наравне с токарной большого объема фрезерной обработки. Также фрезерный шпиндель позволяет производить токарную обработку при установке в него различных резцов.
Этот обрабатывающий центр, помимо фрезерного, оснащен 2 шпинделями с прямыми приводами равными по своей мощности 15/22 кВт и частоте вращения 4200 об/мин, что обеспечивает полноценную равную по техническим возможностям обработку обеих сторон детали.
Рис. 1. Пример токарно фрезерного обрабатывающего центра
Токарно-фрезерный станок может быть дооснащен дополнительной револьверной головкой на 9 инструментов, расположенной в нижней части станины (рис. 2). Такая комплектация позволяет существенно расширить технологические возможности станка, в частности, параллельно обрабатывать сразу 2 детали: первая обрабатывается в левом шпинделе посредством инструмента фрезерного шпинделя, вторая обрабатывается в правом шпинделе посредством инструмента в нижней револьверной головке.
Рис. 2. Револьверная головка
Инструментальный магазин токарно фрезерного обрабатывающего центра на рис.1 рассчитан на 40 позиций и представляет собой устройство аналогичное цепному инструментальному магазину вертикальных обрабатывающих центров, со свободным выбором инструмента при смене. Замена инструмента происходит посредством руки-манипулятора.
Станок оснащается мощной системой с ЧПУ, для управления перемещениями рабочих органов по нескольким осям, что позволяет производить обработку сложных крупногабаритных деталей, таких например как ступенчатые или распределительные валы, крыльчатки и др. Данный обрабатывающий центр с ЧПУ адресован предприятиям аэрокосмической и автомобильной промышленности, а также другим производственным компаниям, которые заинтересованы в повышении качества своих изделий и снижении временных затрат на их обработку.
