Конструкция, параметры и выбор токарно-фрезерного станка с ЧПУ

До недавнего времени операции токарной обработки и фрезерования выполнялись на различных моделях оборудования. Но благодаря развитию станкостроения и новым технологиям эти функции удалось объединить в одной конструкции. Современный токарно-фрезерный комплекс с ЧПУ может одновременно выполнять несколько типов обработки металла с высокой точностью.

Общие сведения о конструкции

Главным отличием токарно-фрезерного оборудования от аналогичных классических моделей является наличие ЧПУ. Оно необходимо для повышения качества обработки заготовок и минимизации влияния «человеческого фактора» во время выполнения работы.

Однако это влечет за собой увеличение сложности оборудования – электронные блоки необходимы для согласования действий различных компонентов станка. К тому же наличие этих агрегатов значительно увеличивает размеры оборудования. Это обусловлено разделением функций (фрезеровальной и токарной), которые могут выполнять отдельные блоки оборудования.

С помощью токарно-фрезерных агрегатов с блоком ЧПУ появляется возможность делать следующие операции:

• токарная обработка деталей различной формы. К ним относятся наружная и внутренняя обработка по металлу, формирование резьбы, формирование уступов и неровностей сложной формы;
• фрезерные работы. Их тип зависит от конфигурации режущей части инструмента. Это может быть первичная черновая обработка поверхности или чистовая завершающая стадия формирования окончательной формы детали.

Если в конструкции станка предусмотрена только одна подвижная рабочая головка – она должна иметь конус для установки резца или фрезы. Чаще всего это модели HSK, Capto или BT. Конструкция зависит от посадочных размеров инструмента и параметров нагрузки на держатель во время выполнения определенной операции.

Аналогичными свойствами обладают токарные станки револьверного типа. Но из-за низкой скорости перемещения рабочего инструмента перечень их функций ограничен по сравнению с токарно-фрезерными центрами, управляющими от ЧПУ.

Классификация токарно-фрезерных станков

Выбор оборудования напрямую зависит от характеристик, которыми должен обладать токарно-фрезерный агрегат. Но не менее важным является специфика его конструкции. Она определит объем выполняемых операций и степень автоматизации работы.

Один из самых простых способов объединить токарную и фрезеровальную функцию в одной установке – применить два типа головок для выполнения этих операций. Но при этом значительно увеличивается размер оборудования и повышается сложность его обслуживания. Поэтому в последнее время более популярны другие типы малогабаритных станков с ЧПУ по металлу:

• с противошпинделем. Вместо традиционной задней бабки в конструкцию добавлен еще один полноценный шпиндель. Это дает возможность выполнять обработку детали одновременно с двух сторон, но при условии наличия двух отдельных рабочих головок. Такие станки являются универсальными и способны делать практически все типы токарных и фрезеровальных операций;
• с С-осью. Для этих конструкций предусмотрена возможность изменения положения рабочей головки в нескольких плоскостях координат. Дополнительно для увеличения функциональности обработки по металлу они имеют сменные головки револьверного типа. С помощью ЧПУ изменяется не только скорость вращения заготовки, но и ее положение относительно режущего инструмента. Это дает возможность изготавливать сложные конструкции – червячные передачи, коленчатые валы и точная обработка подшипников.

Оптимальным вариантом является использование в оборудовании универсальной шпиндельной головки. Она предназначена для установки резцов и фрез с различной конфигурацией в токарно-фрезерный агрегат. Недостатком подобной конструкции является невозможность выполнения нескольких операций одновременно.

При выборе модели описываемого станка необходимо определиться с параметрами ЧПУ. От них зависит точность выполнения работ, а также степень управления теми или иными агрегатами оборудования.

Перечень технических параметров

Определившись с типом оборудования можно приступать к анализу его основных технических характеристик. Они зависят от специфики конструкции, а также ее эксплуатационных качеств. Перечень характеристик можно условно разделить на токарные и фрезеровальные.

Определяющим условием являются параметры блока ЧПУ. К ним относятся степень его адаптивности к новым внешним факторам и перечень выполняемых операций. Оптимальным вариантом является возможность внесения корректировок в работу программы непосредственно во время выполнения работы. Это позволит избежать появления брака или избежать ошибки, которая повлечет за собой частичный и полный выход дорогостоящего оборудования из строя.

После анализа параметров числового программного управления можно приступать к изучению основных характеристик малогабаритного оборудования по металлу:

• максимальная и минимальная длина заготовки, возможность ее фиксации в центрах;
• пределы оборотов шпиндельной головки;
• форма конуса;
• характеристики продольного и поперечного шагов рабочего инструмента;
• точность позиционирования фрезы или резца;
• количество посадочных мест в патроне револьверного типа;
• номинальная мощность силовой установки;
• характеристики системы охлаждения.

Наличие последней является обязательным. Токарно-фрезерный станок может работать на высоких скоростях, что влечет за собой повышение температуры на поверхности заготовки. Это может привести к налипанию стружки и металлической пыли на резце. Таким образом она может быстро выйти из строя.

Для удаления отходов производства в некоторых моделях предусмотрен специальный транспортер для уборки стружки. Он предотвращает засорение узлов и агрегатов станка.

Рекомендации по выбору модели токарно-фрезерного станка

Определением оптимального типа токарно-фрезерного станка с ЧПУ для нужд конкретного производства должна заниматься команда инженеров предприятия. Они составляют определенные требования к оборудованию и затем согласно полученным данным выбирают из нескольких подходящих моделей.

Одним из главных параметров является перечень выполняемых операций. Зачастую производители оборудования предусматривают возможность расширения функционала станка, что позволит адаптировать конкретную модель под производственный процесс. Однако делать это можно только специалистам завода-изготовителя. Внесения корректировок в комплектацию оборудования может повлечь за собой его некорректную работу.

Оптимальным вариантом является получение профессиональной консультации у специалистов производителя. Они помогут определиться с конкретной моделью оборудования, примут участие в составлении оптимальной технологической схемы его работы.

В видеоматериале показана работа малогабаритного комплекса по металлу с ЧПУ: