Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Классификация металлорежущих станков

Классификация металлорежущих станков

Металлорежущий станок — это машина, предназначенная для обработки заготовок в целях образования заданных поверхностей путем снятия стружки или путем пластической деформации. Обработка производится преимущественно путем резания лезвийным или абразивным инструментом. Станки применяют также для выглаживания поверхности детали, для обкатывания поверхности роликами. Металлообрабатывающие станки осуществляют резание неметаллических материалов, например, дерева, текстолита, капрона и других пластических масс. Специальные станки обрабатывают также керамику, стекло и другие материалы.
Металлообрабатывающие станки классифицируют по различным признакам, в зависимости от вида обработки, применяемого режущего инструмента и компоновки.

Передовые методы металлообработки

В промышленных условиях для обработки металла используют как новейшие, так и давно известные методы. Современные типы оборудования для металлообработки отвечают следующим требованиям:

  • продуктивность – промышленные объемы требуют высокой скорости выполнения операций;
  • точность – нужно выдерживать размеры при изготовлении даже мельчайших деталей;
  • надежность и устойчивость к износу.

Промышленное оборудование для металлообработки подразделяется по типу воздействия на материал. Наиболее частой операцией на металлообрабатывающих предприятиях по праву можно считать резку.

Газовая резка металла

Такой способ известен давно, но выпускаемые на нынешний момент станки полностью автоматизированы. Это позволяет исключить неточности при раскрое листа, которые может спровоцировать человеческий фактор. Минусы метода – малая точность и термоусадка металла. Плюсы – низкая стоимость оборудования и большая скорость выполнения.

Плазменные станки для резки

Раскрой происходит с помощью узкой струи плазмы, что позволяет добиться высокой точности и произвольных форм заготовки. Высокое качество поверхности в месте среза, продуктивность и возможность вырезать почти любую деталь нивелируются одним недостатком – плазменные станки недешевы.

Лазерная обработка

Станки для лазерной резки точны и предупреждают потери материала в месте среза за счет малой его ширины. Применяется этот тип оборудования для обработки мягких цветных металлов: алюминия, латуни, бронзы (включая ценные). Нередко станки для лазерной резки применяют для изготовления заготовок под электронные платы, деталей для современной бытовой техники.

Гидроабразивные и электроэрозионные станки

Эти виды оборудования используются для точной резки любого металла произвольной толщины. Сравнительно невысокая скорость обработки компенсируется качеством. Оба способа гарантируют высокую точность и очень малый расход на припуск при резке. Станки гидроабразивного и электроэрозионного действия применяют в космической, электронной и других видах промышленности.

Портальные машины газовой резки металла

При обработке промышленных объемов металла на современных предприятиях используют портальные машины газовой резки. Устройство станка позволяет разместить в рабочей зоне лист размером от 1,5х3 м до 3х12 м.

Такой способ резки экономичен, но есть и небольшой недостаток. При обработке листового металла небольшой толщины возможна термоусадка и снижение точности реза. Оператору в работе с портальной машиной газовой резки потребуется максимальная внимательность и опыт.

3 Уровень автоматизации и другие особенности оборудования

Металлорежущие станки, используемые для массового и крупносерийного производства, называют агрегатными. Их устройство примерно одинаковое, для их выпуска используют стандартизированные рабочие столы, рабочие головки, станины, шпиндельные и другие узлы. Если же изготавливаются станки для единичного и мелкосерийного производства, их конструкция может быть уникальной.

По уровню автоматизации рассматриваемые нами агрегаты бывают:

  • Полуавтоматическими. У них монтаж заготовки, которую предстоит обработать, запуск оборудования и демонтаж изделия после обработки осуществляет человек. Остальные же процедуры, причисляемые к вспомогательным, выполняются в автоматическом режиме.
  • Автоматическими. Такие станки требуется наладить (задать необходимые условия обработки той или иной партии изделий) и запустить. Все рабочие операции они выполнят сами.

Отдельных слов заслуживают станки с ЧПУ (с числовым программным управлением). Их работой «руководит» специальная программа, содержащая закодированный комплекс числовых значений. Такая программа устанавливает все рабочие операции станка, начиная от частоты вращения его рабочего инструмента и заканчивая скоростью выполнения конкретного процесса.

В составе современных систем ЧПУ имеются следующие обязательные элементы:

  • Пульт (консоль) оператора. Он дает возможность вводить программу, переводить металлорежущие станки в ручной режим работы, устанавливать режимы функционирования оборудования и так далее.
  • Контроллер. Специальное устройство на агрегатах с ЧПУ, которое задает и отслеживает точность выполнения технологических управляющих команд, траекторию перемещения рабочего приспособления, отвечает за изменение и общее управление станком, а также выполняет дополнительные расчеты. Контроллером в наши дни может выступать и мощный промышленный компьютер, и логическое программируемое устройство, и обычный микропроцессор.
  • Панель оператора (экран, дисплей). Данный элемент ЧПУ предназначен для того, чтобы специалист, работающий за станком, мог визуально наблюдать за процессом обработки изделий, и при необходимости вносить какие-либо изменения в программу управления.

Суть эксплуатации оборудования с ЧПУ (например, токарного станка 16К20Ф3) сравнительно проста. Сначала для металлорежущего оборудования составляется управляющая программа, которая вводится в контроллер оператором (для этих целей используется программатор). При включении агрегата ЧПУ дает на узлы станка последовательные команды. Выполнив все команды по обработке детали, оборудование отключается.

Высокая точность и скорость выполнения рабочих операций, которыми характеризуются металлорежущие станки, оснащенные ЧПУ, обусловили их активное применение в составе автоматических цеховых линий и очень крупных производственных автоматизированных систем.

Уровни автоматизации

Виды токарных станков, а также устройства любого другого назначения, которые используются в условиях массового и крупносерийного производства, называют агрегатными. Такое название они получили по причине того, что их комплектуют из однотипных узлов (агрегатов): станин, рабочих головок, столов, шпиндельных узлов и других механизмов. Совершенно другие принципы используются при создании станков, которые необходимы для мелкосерийного и единичного производства. Конструкция таких устройств, отличающихся высокой универсальностью, может быть совершенно уникальной.

Читать еще:  Элементы режима резания при фрезеровании

Токарный станок с ЧПУ

Классификация токарных станков (а также оборудования любых других категорий) по уровню автоматизации подразумевает их разделение на следующие виды:

  1. ручные модели, все операции на которых осуществляются в ручном режиме;
  2. полуавтоматические, в которых часть технологических операций (установка заготовки, запуск устройства, снятие готовой детали) выполняется в ручном режиме (все остальные операции, относящиеся к вспомогательным, проходят в автоматическом режиме);
  3. автоматические, для работы которых необходимо только задать параметры обработки, все остальные операции они выполняют самостоятельно, в соответствии с заданной программой;
  4. металлорежущие агрегаты с ЧПУ (всеми процессами на таких станках управляет специальная программа, которая содержит закодированную систему числовых значений);
  5. металлорежущее оборудование, относящееся к категории гибких автоматизированных модулей.

Наиболее яркими представителями металлорежущих станков являются устройства с ЧПУ, работой которых управляет специальная компьютерная программа. Такой программой, которую в память станка вводит его оператор, определяются практически все параметры работы агрегата: частота вращения шпинделя, скорость обработки и др.

Системой ЧПУ могут оснащаться даже самые компактные настольные станки

Все виды металлообрабатывающих станков, оснащенные системой ЧПУ, содержат в своей конструкции следующие типовые элементы.

  • Пульт (или консоль) оператора, посредством которого в память станка водится компьютерная программа, управляющая его работой. Кроме того, с помощью такого пульта можно выполнять и ручное управление всеми параметрами работы агрегата.
  • Контроллер — важный элемент системы ЧПУ, с помощью которого не только формируются управляющие команды, передаваемые на рабочие элементы оборудования, и контролируется правильность их выполнения, но также производятся все необходимые расчеты. В зависимости от степени сложности модели агрегата в качестве контроллера для его оснащения может быть использован как мощный компрессор, так и обычный микропроцессор.
  • Экран или дисплей, выступающие в роли управляющей и контрольной панели для оператора. Такой элемент позволяет в режиме реального времени наблюдать за работой металлорежущего станка, контролировать процесс обработки, а при необходимости оперативно менять параметры и настройки.

Принцип работы металлообрабатывающих станков, оснащенных системой ЧПУ, несложен. Предварительно пишется программа, учитывающая все требования к обработке конкретной заготовки, затем оператор вводит ее в контроллер станка, используя специальный программатор. Команды, заложенные в такую программу, подаются на рабочие элементы оборудования, а после их выполнения станок автоматически отключается.

Использование металлорежущих станков, оснащенных числовым программным управлением, позволяет выполнять обработку с высокой точностью и производительностью, что и является причиной их активного использования для оснащения промышленных предприятий, выпускающих изделия крупными сериями. Такие агрегаты благодаря высокому уровню своей автоматизации отлично встраиваются в крупные автоматизированные линии.

Устройство токарно-винторезного станка

Маркировка металлорежущих станков

В обозначении каждого металлорежущего агрегата присутствуют цифры и буквы:

  • первый цифровой код обозначает группу, к которой относится данное устройство;
  • второй характеризует разновидность, тип;
  • третий (иногда и четвертый) указывает на его основной типоразмер;
  • буква (обычно это литера «М»), расположенная сразу после первой цифры (если она присутствует), означает, что типовая конструкция была модернизирована;
  • после цифр могут следовать буквенные обозначения, характеризующие степень точности, обеспечиваемую данным устройством, а также определяющие завод-изготовитель.

Таблицы групп и типов металлорежущих агрегатов

Станки по характеру выполняемых операцийГруппаТипы станков
1234
Токарные1Автоматы и полуавтоматыРевольверныеСверлильно-отрезные
ОдношпиндельныеМногошпиндельные
Сверлильные и расточные2Вертикально-сверлильныеОдношпиндельные полуавтоматыМногошпиндельные полуавтоматыКоординатно-раст.одностоечные
Шлифовальные, полировальные, доводочные3КруглошлифовальныеВнутришлифовальныеОбдирочношлифовальныеСпециализированныешлифовальные
Комбинированные4УниверсальныеПолуавтоматыАвтоматыЭлектрохимические
Резьбо- и зубообрабатывающие5Зубострогальные для цилиндрических колесЗуборезные для конических колесЗубофрезерные для для цилиндрич. колес и шлицевых валовЗубофрезерные для червячных колес
Фрезерные6Вертикально-фрезерныеФрезерные непрерывного действияКопировальные и гравировальные
Строгальные, долбежные, протяжные7ПродольныеПоперечно-строгальныеДолбежные
ОдностоечныеДвухстоечные
Разрезные8Отрезные, работающиеПравильно-отрезные
Ток.резцомАбразивным кругомФрикционным блоком
Разные9Муфто- и трубообрабатывающиепилонасекательныеПравильно- и бесцентрово-обдирочные
Станки по характеру выполняемых операцийГруппаТипы станков
56789
Токарные1КарусельныеВинторезныеМногорезцовыеСпец. для фасон. заготовокРаз. токарные
Сверлильные и расточные2Радиально-сверлильныеГоризонтально-расточн.Алмазно-расточн.Гориз-сверлильныеРазн. сверлильные
Шлифовальные, полировальные, доводочные3ЗаточныеПлоскошлиф. с прямоугольным или круглым столомПритирочные или полировальныеРазные станки с абразивным инструментом
Комбинированные4ЭлектроискровыеЭлектроэрозионные, ультразвуковыеАнодно-механические
Резьбо- и зубообрабатывающие5Для обработки торцов зубьевРезьбофрезерныеЗубоотделочныеРезьбо- и зубошлифовальныеРазнаые агрегаты по обработке резьб и зубьев
Фрезерные6Вертикальные консольныеПродольныеШирокоуниверсальныеГоризонтальные консольные.Разные фрезерные
Строгальные, долбежные, протяжные7Протяжные горизонтальныеПротяжные вертикальныеРазные строгальные
Разрезные8Пилы
ленточныеДисковыеНожовочные
Разные9Для испытательного инструментаДелительные машиныБалансировочные
Читать еще:  Классификация и виды фрез по дереву для ЧПУ

Схемы популярных станков

Как видно по схеме, токарно-винторезные станки стоят на 6 позиции 1 группы. Но встречаются они более часто, чем остальные ввиду их постоянной необходимости на предприятиях и в экспериментальных цехах, специализирующихся на обработке металлических деталей.

Токарно-винторезный 16К20 применяется для выполнения основных токарных работ различной сложности. Базовая модель производится в 4 вариантах. Разница станков в расстоянии между центрами. В различных модификациях этот промежуток может быть 71, 100, 140 и 200 см. Подобное варьирование рабочей длины повлекло за собой и другие конструктивные изменения для упрощения в обработке однотипных по весу, длине или диаметру деталей. На базе 16К20 разрабатывались и другие модели. Их буквенное обозначение указывает на модернизацию базовой модели:

  1. 16К20Г — с выемкой в станине.
  2. 16К25 – облегчённая модель, предназначенная для изготовления деталей из заготовок диаметром до 50 см. Расположение заготовки над станиной — горизонтальное.
  3. 16К20П – имеет повышенный класс точности, благодаря специальным подшипникам.
  4. 16К20Ф3 — с числовым программным управлением.

На этой основе создаются и другие токарно-винторезные модели для обработки металла. Схема станков общая, но при необходимости она дополняется необходимыми заказчику функциями. На станках, выполненных на основе 16К20 можно обрабатывать металлы разной степени податливости к обработке, в том числе и из закалённого металла. Мощность привода регулируется, при работе с твердыми сплавами возрастают энергетические затраты оборудования.

Больше всего операций по обработке металла выполняется на токарно-винторезных станках, у которых схема компоновки имеет довольно сложную конструкцию.

Основные узлы токарного станка:

  1. станина;
  2. фартук;
  3. шпиндельная (передняя) бабка;
  4. суппорт;
  5. задняя бабка.

Основные узлы токарно-винторезного станка

На первый взгляд основных деталей немного, но для управления ими, в конструкции токарного оборудования имеется:

  • фрикционная муфта отвечает за вращение шпинделя;
  • вариаторы предназначаются для изменения частоты вращения шпинделя;
  • автоматические выключатели;
  • рукояти, маховики, зажимы для ручного перемещения, закрепления и включения механизмов.

Типы токарных станков отличаются друг от друга по назначению, технических характеристик, компоновке и др.

Обозначение точности

Точность станков по ЭНИМС указывается в названии в конце аббревиатуры кириллическими буквами:

  • Н – указатель нормальной точности;
  • П – говорит о повышенной точности станка;
  • В – обозначает высокую точность;
  • А – обозначение особо высокой точности;
  • С – станок с сверх точности.

Классификация по весу:

  • Лёгкими считаются токарные станки с весом до 1 тонны — ( 10 т);
  • С весом свыше 100 тонн – это станки уникальные — (>100 т).

В скобках дано обозначение, которое встречается в маркировке станка.

Классификация патронов

Все используемые токарные патроны условно делятся на две группы: кулачковые и цанговые. Первые состоят из нескольких подвижных сегментов (кулачков), за счет которых и происходит фиксация детали. Они применяются для большинства операций и отличаются друг от друга особенностями конструкции и назначением. Цанговые патроны выпускаются с выдвижной, неподвижной или втягиваемой цангой, закрепляющей деталь в нужном положении.

Патрон токарный также классифицируется по:

  • количеству кулачков (от двух до шести);
  • особенностям крепления (по внешней или внутренней поверхности);
  • специфике исполнения (цельные, сборные или накладные кулачки);
  • используемому приводу (ручной или механический).

Каждый вид устройства имеет свои преимущества, особенности использования и предназначен для определенных функций.

Самоцентрирующиеся двухкулачковые патроны

2-х кулачковый патрон для токарного станка используется для крепления сложных фасонных деталей, нецилиндрических и несимметричных заготовок. Их особенность заключается в способности фиксировать в губках необработанные поверхности, обеспечивая достаточное сцепление.

Все детали изделия производятся из стали, подвижные части подвергаются термообработке, что увеличивает их прочностные характеристики и износостойкость. Размеры стандартизированы: диаметр варьируется от 125 до 400 мм. К недостаткам устройств этого типа относят высокий риск нарушения центрирования из-за широкого зазора между направляющими.

Трехкулачковый патрон токарный

Самый распространенный тип, встречающийся на промышленных производствах, в домашних мастерских, гаражах и сборочных цехах. Обычно оснащен тяговым приводом, позволяющим сократить время, требующееся на фиксацию на 30-80%. Снижение временных затрат позволяет ускорить процесс, что особенно важно при большой загрузке, например, на серийных станках. Механизированный привод обеспечивает еще одно немаловажное преимущество: постоянство зажимного усилия, за счет чего деталь не перекашивается и не вылетает при любых оборотах.

а — трехкулачковый патрон; б — четырехкулачковый патрон.

3-кулачковый патрон для токарного станка может быть спиральным и реечным. Спиральные конструкции появились одними из первых и применяются более 100 лет благодаря простоте и надежности. К их достоинствам относится широкий диапазон хода фиксаторов, возможность зажима некруглых деталей и хороший КПД. Среди минусов: быстрый износ, при котом пропадает точность центрирующего механизма. К быстрому выходу из строя приводит использование непрочной улитки, попадание грязи и металлической стружки в зазоры.

Читать еще:  Лазерная гравировка , маркировка, нанесение изображений.

Реечный патрон на токарный станок частично лишен этих недостатков: из-за особенностей конструкции (венец приводит в движение вращающие рейки) есть возможность дополнительного закаливания зубцов. Это повышает их универсальность и позволяет устанавливать на станках мелкосерийного или штучного производства. Они точнее, чем спиральные устройства, и обеспечивают усиленный зажим, но при этом снижается КПД изделия и теряется возможность его фиксации в нескольких положениях.

Четырехкулачковые патроны

Четырехкулачковый патрон токарный преимущественно выбирается для обработки несимметричных заготовок, если возникла необходимость заточить круглую деталь вне центра или для расточки отверстий по разным осям. Благодаря двум парам независимых держателей изделие крепится по взаимоперпендикулярным плоскостям таким образом, чтобы достичь полного совпадения оси шпинделя и зачищаемой поверхности.

Кулачок может быть цельным или сборным. Патрон для токарного станка со сборным узлом имеет основание и насадной кулачок. Он размещается в пазе основного элемента для свободного радиального перемещения без потери устойчивости. Так обеспечивается двойное шпоночное крепление. К преимуществам конструкции этого типа относится жесткость фиксации и простота применения.

Также в производстве можно встретить 6-кулачковые зажимы. Фиксирующее усилие в них распределяется между шестью отдельными кулачками, благодаря чему удается закрепить тонкостенную деталь без деформации.

Виды фрезерных работ

Фрезерные станки применяются при операциях обработки различных поверхностей многолезвийным инструментом (фрезой). На фрезерных станках обрабатывается главным образом плоские поверхности и сочетания плоских поверхностей. Могут обрабатываться и поверхности сложной геометрической формы.

Наибольшую производительность при фрезеровании плоскостей удается получить, обрабатывая их на вертикально-фрезерных станках торцевыми фрезами (ось вращения фрезы перпендикулярна к обрабатываемой плоскости), так как при этой схеме обработки наблюдаются наибольшая жесткость системы станок-приспособление-инструмент-деталь, что позволяет работать с большими режимами резания. Торцевые фрезы очень часто оснащают ножками (так называются вставные зубья фрезы), твердосплавными пластинами, что позволяет работать с высокой скоростью резания.


Фрезы изготавливаются со вставными твердосплавными ножками, что позволят работать на высоких скоростях. Эти фрезы применяют при обработке пазов, уступов, наклонных плоскостей как на вертикально-так и на горизонтально-фрезерных станках (широко применяется станках с ЧПУ).
Несколько реже применяются фрезы угловые, фрезы для обработки Т-образных пазов, фасонные фрезы, для обработки резьбы, зубчатых венцов и шлиц. Все существующие виды работ на фрезерных станках по металлу систематизируются по своему назначению.

Фрезерование горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностей

Производится на станках с горизонтальным и вертикальным расположением вала шпинделя, а также на широкоуниверсальных станках с поворотной шпиндельной головкой. В этом случае применяют фрезы с расположением зубьев на цилиндрической поверхности (цилиндрическое фрезерование), а также торцевые фрезы с режущими кромками на торцевой и цилиндрической поверхностях.
При обработке наклонных плоскостей как основном виде фрезерных работ применяют фрезы с заточкой режущих кромок под определенным углом, либо используют стандартный инструмент и выполняют работы на станках с поворотной шпиндельной бабкой.

Фрезерование уступов, пазов всех видов — прямоугольных, т-образных, «ласточкиного хвоста», шпоночных канавок

Фрезерование уступов, пазов всех видов. Эти виды работ на фрезерных станках, выполняемые с помощью различных фрез (пазовых, концевых, т-образных, радиусных и т.п.), считаются одними из самых распространенных. Лезвия ножей инструмента расположены таким образом, что при фрезеровании на горизонтальных, вертикальных, универсальных станках обеспечивают получение требуемой конфигурации детали.

Фрезерование фасонных, комбинированных поверхностей

Фасонные поверхности, выполняемые при работе на фрезерном станке по металлу:

  • с помощью фасонных и комбинированных фрез;
  • при использовании приспособлений и поворотных столов;
  • путем заданного взаимного перемещения обрабатываемой детали и шпинделя станка (продольно-фрезерные с ЧПУ);
  • с помощью фрезерной обработки по копиру (копировально-фрезерные станки).

Обработка криволинейных поверхностей или сложных профилей

При обработке на универсальных станках реализация данного вида фрезерных работ по металлу затруднительна. Станкам с ЧПУ с необходимым количеством степеней свободы (от 3-х) дополнительной оснастки не требуется, обработка согласно заданной программе

По направлению фрезерования

Фрезерные операции могут производиться двумя способами:

  • Попутное фрезерование. Вектор подачи детали совпадает с направлением вращения фрезерного инструмента.
  • Встречное фрезерование. Направление вращения фрезы и подачи обрабатываемой детали противоположны.

Точность результата всех видов фрезерных работ зависит не только от режимов обработки, но и от параметров и технических характеристик самого фрезерного станка (станки нормальной точности и прецизионные фрезерные станки), от применяемого инструмента и от правильности базирования и перемещения детали.

Где купить фрезерные станки?

Мы предлагаем широкий выбор фрезерных станков. Купить их у нас вы можете на одних из самых выгодных условий на рынке. Ассортимент моделей позволит вам быстро определиться с нужным оборудованием. При этом качество, цена и условия доставки тоже обязательно оставят у вас только самые положительные впечатления.

Заказывайте фрезерные станки в группе компаний «Станкор». Мы работаем на высоком профессиональном уровне, и о своем выборе вы не пожалеете.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×