Дата публикации: 06/10/2022

Токарные станки по металлу предназначены для обработки вращающейся заготовки неподвижным инструментом, закрепленном в суппорте. В роли основной оснастки выступает резец, однако, в некоторых видах станков может использоваться и дополнительный инструмент. В зависимости от исполнения подшипников и механизма суппорта с фартуком токарный станок может обеспечивать высокую, до прецизионной, точность обработки заготовок.

Содержание

1. Основные части устройства токарного станка

2. Классификация токарных станков по видам и функциональности

3. Токарно-винторезный станок

4. Токарно-фрезерный станок

5. Карусельный станок

6. Токарно-револьверный станок

7. Особенности токарной обработки металла на станках

8. Автоматизация токарного производства и внедрение ЧПУ

Основные части устройства токарного станка

Классический вариант токарного и токарно-винторезного станка конструктивно состоит из следующих частей:

• основание – станина из массивного металла, обеспечивающая устойчивость машины за счет опирания на тумбы;
• передняя бабка – выступающая слева часть корпуса, в которой располагается привод шпинделя (патрона) и коробка переключения скоростей;
• задняя бабка – выступающая справа часть корпуса, в которой находится пиноль для установки дополнительной оснастки или фиксации длинной заготовки;
• внутри станины располагается ходовой винт и вал с рейками, по которым перемещается фартук с суппортом;
• узел фартука и суппорта служит для установки инструмента и оснастки с подачей их к вращающейся детали. 

Для управления подачей в передней бабке предусмотрена коробка подач. На суппорте расположена резцовая головка, в которой устанавливается основная оснастка – резец токарного станка.

Самые простые типы токарных станков обрабатывают заготовку одним зафиксированным резцом. Снятие стружки происходит по мере углубления режущей части инструмента в металл образованного заготовкой тела вращения.

Классификация токарных станков по видам и функциональности

Принцип обработки металла может быть реализован не только с использованием неподвижного резца и подачи суппорта. Схема основных моделей станков позволяет использовать разные виды инструментов и менять взаимное положение заготовки и оснастки.

Токарно-винторезный станок

Одна из самых распространенных разновидностей токарного оборудования. Шпиндель станка позволяет работать с металлическим прутком и в зависимости от модели нарезать или накатывать резьбу. На основе этой принципиальной схемы построены резьбонакатные машины.

Токарно-фрезерный станок

Существует несколько разновидностей оборудования. В самом простом случае в пиноли задней бабки устанавливается патрон под резьбу для работы с неподвижной заготовкой. Более сложные модели с вертикальным расположением фрезеровочной оснастки могут выполнять весь спектр операций с вращающимся режущим инструментом и сверлить отверстия. За счет конструкции патрона возможно выполнение сложного цикла из сверления и зенкерования, выборки пазов и торцевания заготовок.

Карусельный станок

Применяется для обработки массивных заготовок, которые сложно расположить по горизонтальной оси. На этом типе станка предусмотрена вертикальная подача резца к лежащей на планшайбе заготовке. Для работы с большими деталями существуют редкие модели лобовых станков, как правило, спроектированные под определенные операции и заготовки.

Токарно-револьверный станок

По устройству близок к универсальному оборудованию, так как способен выполнять обработку нескольколькими видами инструмента в одном суппорте с револьверным патроном. В некоторых случаях возможна параллельная работа двух и более резцов. Револьверный патрон позволяет менять и фрезерную оснастку, что делает оборудование практически универсальным.

Особенности токарной обработки металла на станках

При организации технологического процесса учитывается несколько важных параметров:

• скорость вращения заготовки и инструмента (в токарно-фрезерном станке) – от нее зависит способность оснастки снимать металлы определенной твердости;
• класс точности станка – зависит от качества и допуска подшипников шпинделя, направляющих и приводов фартука, точности установки оснастки;
• выбор скоростей вращения заготовки, скорости подачи, минимального и максимального усилия подачи;
• количество инструментов в револьверном патроне, возможность замены шпинделя на суппорт, а в наиболее современных машинах – возможность позиционирования заготовки и инструмента по осям.

Для многооперационных станков разрабатываются сложные решения с наклонно-поворотными столами, многопозиционными суппортами и блоками для фрезерных операций. Схема такого оборудования заметно отличается от классической, которая используется в станках для дома, мастерских и производствах с минимальным количеством операций на единицу оборудования.

Автоматизация токарного производства и внедрение ЧПУ

Принцип автоматизации токарного производства впервые был реализован на производстве метизов и нормалей. Линии токарно-винторезных и резьбонакатных станков способны работать практически без участия человека, но все процесс в них организованы за счет выполнения последовательности операций механическими узлами. Обычный цикл состоит из подачи - фиксации - запуска - нарезки - сброса заготовки.

С появлением систем ЧПУ открылись иные возможности для токарной обработки металла:

• выполнение операций по командам программной части ЧПУ в заданной последовательности с контролем точности;
• автоматизированное позиционирование заготовки и оснастки, смена осей обработки в системе координат Х - Y и X - Y - Z;
• возможность загрузки в память и на носитель серий операций, а иногда и всего процесса обработки с выбором и воспроизведением конкретной программы;
• возможность смены инструмента и выполнения цикла обработки без участия оператора с контролем точности и выявлением отклонений в настройках.

При полноформатном внедрении ЧПУ в токарное производство можно реализовать более сложные и эффективные схемы. Например, разработанная в России система управления производством DPA позволяет создать сеть из станков и обрабатывающих центров ЧПУ, получать в реальном времени данные о работе, формировать и отправлять на станки новые задачи, собирать и анализировать данные о производстве.

Важной особенностью системы является масштабируемость, за счет которой ДПА внедряется в производство любого масштаба. Обращение к передовым способам организации производства выгодно не только оптимизацией рутинных процессов. Современные токарные станки с ЧПУ и основанные на этой базе обрабатывающие центры кардинально изменяют картину организации производства. Это иной уровень качества, снижение потерь на брак и непроизводительные операции, высокая повторяемость и точность токарной обработки.