Общие сведения про токарные станки по металлу

Токарные станки по металлу предназначены для обработки главным образом тел вращения. При точении с них снимается стружка, и заготовка приобретает нужную форму. Доказано, что токарный станок является одним из древнейших, созданных человеком. Впоследствии именно на его основе были сконструированы сверлильные, расточные и другие станки.

Современные токарные станки очень разнообразны и составляют значительную часть всего выпускаемого металлорежущего оборудования. Выделяют, например, универсальные станки с полноценной системой управления, станки с малыми габаритами , токарно-револьерыне центры. Токарный станок позволяет выполнять следующие основные операции:

• наружное точение и внутреннее растачивание;
• сверление, зенкерование и развертывание отверстий;
• нарезание резьбы резцом и метчиком;
• обработка канавок и отрезка.

Кроме того, на некоторых токарных станках можно выполнять и фрезерные операции. Существуют также специализированные токарные станки по металлу для обработки труб различного диаметра, муфт, колесных пар и прочих изделий.

Стремление максимально автоматизировать производство привело к появлению на рынке токарных станков с ЧПУ (с числовым программным управлением). Наряду с традиционной, в станках с ЧПУ используется компоновка, которая подразумевает наличие у станины наклонных направляющих. Это существенно упрощает процесс удаления стружки. Рабочая зона, закрытая специальными кожухами, является герметичной.

Токарные станки с ЧПУ состоят из следующих основных узлов.

• Жесткая станина. Чаще всего, это массивная литая чугунная конструкция с ребрами жесткости, которая обеспечивает стойкость к изгибающим нагрузкам и демпфирование вибраций.
• Шпиндель, с помощью которого вращается заготовка. Шпиндель может вращаться как по часовой стрелке, так и против. Необходимая скорость вращения задается в управляющей программе. Современные станки с ЧПУ умеют поддерживать постоянную скорость резания, автоматически изменяя обороты шпинделя при уменьшении диаметра обработки.
• Револьвер для автоматической смены инструмента. Револьверные головки бывают разных типов и рассчитаны на разное количество инструментов (обычно, от 8 до 24).
• Задняя бабка для поджима деталей большой длины. Задняя бабка может быть гидравлической или с сервоприводом, может быть полностью управляемой или только с подвижной пинолью.

На видео ниже показан процесс создания современного токарного станка с ЧПУ от изготовления станины до установки кожухов.

Современные токарные станки с ЧПУ также часто имеют следующие управляемые элементы.

• Щуп для обмера/привязки режущего инструмента. Щуп позволяет проводить обмер инструмента, как в ручном, так и в автоматическом режиме. Безаварийное функционирование станка во многом определяется правильностью выполнения привязки. С помощью такого щупа можно также контролировать износ инструмента.
  
• Система удаления стружки. На токарных станках чаще применяется транспортер для удаления стружки ленточного типа. Такой транспортер лучше справляется со сливной токарной стружкой. Применяется также и система шнекового типа.
• Подача СОЖ высокого давления через инструмент. Давление СОЖ может достигать 70 бар. Струя подается непосредственно в зону резания, охлаждая инструмент и деталь и эффективно удаляя стружку. Все это увеличивает срок службы инструмента и повышает качество обрабатываемой поверхности.
  
• Люнет для работы с деталью большой длины. Используется, когда поджима задней бабкой недостаточно или когда такой поджим невозможен (внутренняя обработка с торца). Зажим-разжим гидравлического люнета происходит по команде из управляющей программы.
  
• Ловитель деталей. Применяется при работе токарного станка с автоматическим податчиком прутка или вытягивателем прутка. Ловитель деталей увеличивает автоматизацию производства: нет необходимости останавливать станок и открывать дверь, чтобы достать готовую деталь.
  

Токарные станки с ЧПУ обладают многими преимуществами. Наиболее важными из них являются:

• высокий уровень автоматизации производственного процесса и его автономности;
• вмешательство оператора в работу станка сводится к минимуму и, в основном, ограничивается визуальным контролем и загрузкой заготовок;
• высокая производственная гибкость и простота наладки: для обработки деталей одного типа на станке с ЧПУ необходимо всего лишь произвести замену управляющей программы;
• высокий уровень точности ЧПУ-обработки и ее повторяемость: при необходимости по одной и той же программе на современном токарном станке можно изготавливать тысячи деталей, практически идентичных между собой;
• продолжительный срок работы до капитального ремонта, высокая надежность, износостойкость и долговечность.

Для подготовки управляющей программы для станка с ЧПУ сейчас широко применяются компьютерные технологии — CAD/CAM системы. Использование таких систем позволяет значительно сократить сроки проектирования и изготовления изделий, снижает вероятность ошибок. С помощью CAD/CAM систем можно выполнить трехмерную имитацию процесса обработки, перед изготовлением детали непосредственно на станке, т.е. выполнить проверку на возможные столкновения.

Таким образом, токарные станки с ЧПУ — современное и многофункциональное оборудование, призванное решать самый широкий круг задач, связанных с металлообработкой. Его использование позволяет оптимизировать производственный процесс предприятия, наладить выпуск конкурентоспособной продукции, отвечающей самым высоким требованиям потребителей.