Покупка токарного станка (часть 1)

Токарные станки представляют собой одну из старейших технологий обработки, но все же полезно вспомнить основы при рассмотрении вопроса о покупке нового токарного станка.

Одним из ключевых отличий токарного станка от вертикального или горизонтального фрезерного станка является то, что вращается заготовка, закрепленная в главном шпинделе, а не инструмент.

Сегодня токарных станков без ЧПУ-управления почти не осталось, хотя приобрести токарный станок с ручным управлением ещё возможно. Токарные центры с ЧПУ доступны в широком диапазоне размеров и возможностей: от простых двухосевых токарных станков, которые перемещаются только по осям X и Y, до более сложных многоосевых токарных центров, способных выполнять сложные четырехосные токарные работы: фрезерование, сверление, нарезание резьбы и глубокое растачивание – все за одну базировку.

Пример сложной детали на токарном станке

Базовая конфигурация токарного станка

Базовый двухосевой токарный станок состоит из передней бабки со шпинделем, патрона для крепления детали, станины, каретки и поперечных салазок, инструментальной револьверной головки и задней бабки. Хотя большинство токарных станков имеют подвижную заднюю бабку для поддержки заготовки на конце, вдали от патрона, не у всех станков эта функция входит в стандартную комплектацию. Однако задняя бабка особенно полезна, когда заготовка относительно длинная и тонкая. Если в этом случае не использовать заднюю бабку, это может вызвать «биение», оставляющее характерные следы на поверхности детали. Без опоры сама деталь рискует стать конусной, поскольку во время резки она может чрезмерно согнуться под давлением инструмента.

Рассматривая возможность добавления задней бабки в качестве опции к токарному станку, рассчитывайте не только на текущую деталь, но и на новые потенциальные заказы. Если у вас есть сомнения, включите заднюю бабку в комплект поставки станка. Эта рекомендация, вероятно, избавит вас от головной боли и затрат в будущем, к тому же она не требует большой переплаты.

Технические характеристики станка

Независимо от того, сколько осей движения потребуется, при покупке любого токарного станка цех должен в первую очередь учитывать размер, вес, геометрическую сложность, требуемую точность и материал обрабатываемых деталей. Также следует принимать во внимание ожидаемое количество деталей в каждой партии.

Общим для всех покупок токарных станков является вопрос о размере патрона, в котором будут удерживаться нужные детали. Для токарных центров диаметр патронов обычно составляет от 5 до 66 дюймов или даже больше. В ситуации, когда детали или пруток должны проходить через заднюю часть патрона, при выборе станка важно также учесть диаметр внутреннего отверстия. Если стандартный размер сквозного отверстия недостаточно велик, доступны станки с опциями большого диаметра.

Следующей важной характеристикой является наибольший диаметр устанавливаемого на станок изделия, или максимальный диаметр над станиной. Эта цифра указывает на наибольший диаметр детали, которая поместится в патрон и будет поворачиваться, не ударяясь о станину. Не менее важна максимальная длина точения. Этот размер определяет необходимую длину станины станка. Обратите внимание, что максимальная длина точения не равна длине станины! Например, если длина детали составляет 1000 мм, станина станка должна быть намного длиннее, чтобы эффективно обрабатывать эту деталь по всей протяженности.

Наконец, количество обрабатываемых деталей и требуемая точность являются основными факторами, определяющими возможности и качество станка. Станки для высокой производительности требуют высокоскоростных перемещений по осям X и Z. Станки для производства деталей с маленькими допусками должны быть спроектированы с учетом теплового расширения ШВП и других ключевых компонентов. Конструкция должна минимизировать термическое расширение.

Одним из важных моментов при покупке токарных станков является его оснащение. Число ячеек в револьверной головке должно быть достаточным для количества инструментов, необходимых для обработки конкретной детали. Большинство токарных станков оснащены 10- или 12-позиционной револьверной головкой барабанного типа, позволяющей использовать держатели инструментов с болтовым креплением.

Для трех- и четырехосевых токарных станков доступен широкий выбор инструментальных голов VDI и BMT для работы с приводными инструментами со скоростью вращения до 12 000 об/мин. Некоторые головы с приводными инструментами имеют внутреннюю зубчатую передачу, предназначенную для увеличения скорости вращения режущего инструмента. Стоит упомянуть о станках швейцарского типа, где используются держатели инструментов меньшего размера, – в них можно разместить больше инструментов. Некоторые швейцарские автоматы оснащены револьверными головками, в которых число позиций инструмента может доходить до 60.

Наличие дополнительной оси Y на токарном станке позволяет обрабатывать более широкий диапазон геометрий деталей. О преимуществах оси Y на токарных станках подробнее рассказано в этой статье. (ссылка на статью 8)

Все больше станочников предпочитают револьверные головки в стиле BMT, в которых для зацепления используется шпоночный паз. Если инструмент снят, его несложно заменить и сохранить повторяемость его положения.

Сравнение конструкций блоков показывает, что система BMT более жесткая, благодаря чему достигается большая точность и повторяемость при обработке приводным инструментом. Отличительной особенностью инструментальной системы BMT является возможность применения многопозиционных инструментальных блоков и наличие фиксированных промежуточных позиций у турели. Данное свойство позволяет в револьверной головке типа BMT использовать до 24-х позиций инструмента, что особенно актуально, для токарных обрабатывающих центров с противошпинделем и осью Y, на которых выполняется комплексная многооперационная обработка и 12 инструментов может не хватить для полной обработки детали.