Остановились перед головокружительным каталогом токарных станков? Если вы размышляете, какой тип токарного станка с ЧПУ будет добрым к вашим проектам (и не съест ваш кошелек), то вы в хорошей компании. Я был там - в ушах звенел жаргон продавцов, мозг был разбит, чашка кофе пуста.

Быстрый ответ: Сначала определитесь с необходимыми параметрами (размер детали, допуск, объем партии), а затем подберите для них подходящее шасси. Плоские кузова не жалуют ремонтников, наклонные кузова быстро производят виджеты, швейцарские типы удивляют хирургов, а гибриды изгибают физику. Выберите подходящий вариант и наблюдайте за ростом производительности.

В следующих нескольких страницах мы разберем все основные модели, отметим характеристики, которые имеют значение, предупредим, где скрываются несчастные случаи, и посыплем шутками, чтобы разговор о технологиях не был скучным.

Основание первое: Типы токарных станков с ЧПУ

Каждое решение держится на трех столпах - если их правильно расставить, то все типы токарных станков с ЧПУ встанут на свои места.

Точность против мускулов

Если вы режете титановые штифты для кардиостимуляторов, погоня за микронами побеждает лошадиную силу. Переверните это мнение, если речь идет о железнодорожных осях.

Цели по объему

Прототипировщикам удобно использовать быстросменные патроны; крупносерийная обработка с ЧПУ Магазины жаждут прутковых питателей, сдвоенных шпинделей и конвейерных отводов.

Бюджет и площадь

Помните: большие ходы, дополнительные оси и оснастка под напряжением увеличивают как стоимость, так и занимаемую площадь. Измерьте дважды - или заплатите такелажнику трижды.

Гибриды с плоской кроватью и ручным управлением

Токарные станки с плоской станиной - это "проходной наркотик" для многих мастерских, изучающих автоматизацию. Представьте себе мощную чугунную станину, которая остается идеально ровной из года в год. Добавьте к этому пологий наклонный брызговик и ЖК-дисплей, и вы получите мост между ностальгией по ручному маховику и точностью G-кода. Операторам нравится открытое рабочее пространство - здесь есть место, чтобы подправить устойчивые упоры, осмотреть детали или спасти неработающий микрометр без гимнастических упражнений. Эти станки справляются с валами, роликами и ремонтными работами, где установки меняются каждый час.

Передаточное число скромное, поэтому не стоит ожидать от них снятия металла в Формуле-1. Но для обучения подмастерьев или восстановления валов насосов они подойдут как нельзя лучше. Хотите более жесткие допуски? Перейдите на линейные шкалы и жесткое нарезание резьбы; внезапно вы окажетесь на грани прецизионная обработка с ЧПУ по цене хобби-магазина.

Информация: Плоские платформы редко включают транспортеры для стружки - приобретите магнитный совок или вакуумную палочку для алюминиевых гнезд.

Демоны скорости с раскосыми кроватями

Наклоните станину на 45 градусов, и произойдет волшебство. Гравитация отводит стружку от реза, струи СОЖ остаются чистыми, а пластины служат дольше, потому что тепло уходит быстрее. Жесткая направляющая "box-way" противостоит болтанию, поэтому наклонная станина прогрызает легированную сталь быстрее, чем вы успеете сказать "прогрев шпинделя". Автопроизводители обожают их; одна камера с устройством подачи прутка и конвейером для деталей может производить 30000 ступиц в месяц при свете ламп.

Серворевольверные головки переставляют инструменты за 0,2 секунды, а предварительно установленные смещения позволяют программам плавно переходить от одного семейства деталей к другому. Соедините эту установку с автоматическим улавливателем деталей, и уже во вторник вы сможете приступить к высокопроизводительной обработке с ЧПУ.

Быстрый совет: Планируйте смену вкладышей по часам, а не по внешнему виду; износ инструмента может подкрасться к блестящим поверхностям.

Многоосевые чудеса (Y-ось и живая оснастка)

Считайте их утконосами для токарных станков - они выглядят как токарные, а работают как фрезерные. Сдвинув ось Y на 100 мм от центра и прикрутив к револьверной головке двигатели с живым инструментом, вы можете сверлить поперечные отверстия, фрезеровать шестигранники и даже гравировать логотипы - и все это в одном патроне. Это означает отсутствие ошибок при укладке, более быстрые циклы и меньшие шкафы для крепежа.

Многоосевые станки особенно хороши при работе с гидравлическими коллекторами или сложными аэрокосмическими разъемами. Один станок заменяет два, поэтому руководители цехов пьют шампанское при каждой установке. Однако не игнорируйте сложность CAM: у постпроцессоров вырастают рога, когда вы наклоняете живые инструменты под разными углами. Пока ваши программисты не наверстают упущенное, прибегайте к помощи сторонних специалистов. Услуги по обработке на станках с ЧПУ для черновой работы над кодом.

Предложение: Выполняйте симуляцию "воздушной резки" после каждого редактирования; авария $40 может превратиться в нос шпинделя $40 000 быстрее, чем Ctrl-Z.

Микромастера швейцарского типа

Представьте, что пруток проходит через направляющую втулку, которая обнимает его в полумиллиметре от среза. Такая близость уничтожает вибрацию, поэтому 1-миллиметровые костяные винты выходят с идеальной резьбой и зеркальной отделкой. Токарные станки швейцарского типа вмещают до 30 инструментов в передней, задней и боковых станциях, поэтому операции накладываются друг на друга, как оркестровые крещендо. Результат: шестиминутный цикл на стандартном токарном станке сокращается до двух.

Они работают в режиме "без света" лучше, чем любые другие типы токарных станков с ЧПУ, потому что загрузчики прутков подают свежую заготовку, отрезанные детали падают в заполненные маслом лотки, а датчики сообщают вам, когда что-то задерживается. Да, затраты на оснастку покажутся вам значительными, но окупаемость - это спокойствие за чашечкой кофе, пока станок печатает деньги за ночь.

Факт: Зажимайте цанги каждые 8 часов при работе с медицинскими деталями, чтобы избежать тепловой ползучести и сохранить точность обработки на станках с ЧПУ.

Токарно-фрезерные центры - два в одном

Зачем перебрасывать детали с токарного станка на фрезерный, если один шпиндель может поворачиваться, наклоняться и резать под любым углом? Токарно-фрезерные центры оснащены головками с осью B, которые поворачиваются на 220 градусов, позволяя выполнять черновую обработку наружных канавок, затем фрезеровать карманы, сверлить угловые отверстия - и все это до снятия зажима. Время наладки значительно сокращается, что не может не радовать любую фирму, предоставляющую услуги по обработке с ЧПУ и заказывающую прототипы в пятницу, чтобы доставить их в понедельник.

Добавьте субшпиндель, и детали будут переворачиваться внутри, чтобы обработка "обратной стороны" происходила без участия человека. Это музыка для аудиторов, измеряющих время в секундах.

Опасность: Всегда проверяйте интерференцию держателей инструментов в CAM - аварии здесь стоят дороже, чем ваш первый автомобиль.

Вертикальные титаны (VTL)

Поверните шпиндель вертикально, прикрутите к столу 48-дюймовую ступицу ветряной турбины и наблюдайте, как гравитация зажимает ее. Вертикальные токарные станки, или VTL, направляют силу резания прямо в пол, поэтому даже при работе с отливками шириной в 2 метра не возникает болтанки. Поворотные столы выдерживают нагрузку в 20 тонн и при этом индексируются с точностью до секунды, что обеспечивает шелковистость финишной обработки.

Револьверная головка, подвешенная на плунжере, выдает 60 кВт мощности для снятия 10-миллиметровой стружки за проход. В инструментальных магазинах хранятся угловые головки для бокового сверления окружностей болтов без перемещения детали. Аэрокосмические и энергетические компании доверяют этим гигантам, когда им требуется токарный станок с ЧПУ для обработки больших колец.

Предупреждения: Проверьте высоту потолка и грузоподъемность вилочного погрузчика - при установке часто приходится снимать крышу магазина, в буквальном смысле этого слова.

Двухшпиндельные таг-таги

Двухшпиндельные токарные станки - это эстафетные гонщики в мире токарных станков. Шпиндель A выполняет черновую обработку, а затем роботизированная рука (или скользящий захват для переноса деталей) передает заготовку на шпиндель B для чистовой обработки и отрезания. Перекрывающиеся циклы означают, что следующая заготовка начинает черновую обработку, в то время как ее собрат наслаждается финишной шлифовкой, сокращая время почти вдвое - чистое золото для больших объемов обработки с ЧПУ.

Режим синхронной резки позволяет обрабатывать оба шпинделя одновременно, что удобно для длинных деталей, требующих двух держателей, чтобы избежать столкновения. Добавьте револьверную головку по оси Y, и вы сможете выполнять рубцы, пазы и накатку без нарушения концентричности.

Информация: Поддерживайте одинаковое давление охлаждающей жидкости в обеих камерах; несовпадающий поток выталкивает стружку в сторону захвата для переноса и провоцирует простои.

Рабочие машины со штанговой подачей

Вставьте 12-футовый латунный прут в погрузчик, постучите по нему. Начало циклаи заканчивайте на ночь. Токарные станки со штанговой подачей любят работать без присмотра над фитингами, насадками и втулками. Загрузчик видит длину заготовок, поэтому отрезает каждую деталь, выбрасывает готовые пули в корзину и на рассвете просит добавки.

Современные модели автоматически меняют цанговые прокладки, поэтому переключение с ½-дюймовых на ⅝-дюймовые заготовки осуществляется простым нажатием кнопки. Такая гибкость позволяет контрактным мастерским, предлагающим услуги по обработке на станках с ЧПУ, гнаться за прибылью небольших партий и при этом выполнять долгосрочные заказы.

Быстрый совет: Еженедельно смазывайте штанги толкателей бара; сухие штанги создают микроцарапины, которые превращаются в заторы.

Гиганты нефтяной страны

Нужно нарезать резьбу на 14-дюймовой буровой головке? Познакомьтесь с токарным станком с большим отверстием. Его полый шпиндель проглатывает трубы шире, чем сковорода для пиццы, а массивные роликовые подшипники выдерживают осевые нагрузки. Гидравлические упоры поддерживают заготовки длиной с пикап, обеспечивая типы токарных станков с ЧПУ, даже если зона резания находится в метре от патрона.

Эти звери любят работать с маслом, валами электростанций и ступицами корабельных винтов. Охлаждающая жидкость подается под давлением 500 фунтов на квадратный дюйм, чтобы выбить стружку из глубоких канавок, а сверхмощные револьверные головки зажимают токарные резцы размером больше предплечья. Защитные ограждения обязательны; инерция здесь может запустить гаечный ключ на следующей неделе.

Факт: Большие стволы часто оснащаются программируемыми хвостовыми блоками, способными выдержать нагрузку в семь тонн - достаточно, чтобы согнуть тонкие трубы, если вы не будете осторожны.

Мастера микронастольных систем

Не в каждом магазине есть кран или трехфазное питание. Настольные типы токарных станков с ЧПУ работают от 120 В и весят всего 90 кг. Ход может составлять 4 дюйма, но безлюфтовые шариковые экипажи обеспечивают повторяемость, конкурирующую с промышленными станками. Идеально подходящие для исследовательских лабораторий, часовых мастерских и STEM-классов, эти крошечные титаны позволяют новичкам без страха попробовать G-код.

Они также отлично подходят для дизайнеров, создающих пробные валы или крепления для камер. Имейте в виду: глубина реза невелика - нержавеющая сталь диаметром более 1 дюйма застопорит шпиндель. Но если подача будет скромной, а носы инструментов - острыми, отделка получится блестящей.

Предложение: Установите устройство на гранитную плиту; дополнительная масса гасит вибрацию и убирает шум.

Гибридные аддитивно-субтрактивные пионеры

Представьте себе: лазер или проволочная дуга наносят свежий металлический порошок на место отсутствия материала, затем револьверная головка вращается и обтачивает его в соответствии с допуском - и все это за один установ. Гибридные токарные станки объединяют 3d передовые технологии и токарной обработки, открывая внутренние решетчатые карманы, легкие фланцы и ремонт пресс-форм "на лету". Отходы сводятся практически к нулю, а время выполнения заказа сокращается, поскольку ни одна заготовка не ждет отгрузки.

Аэрокосмические компании используют гибриды для восстановления лопаток турбин, а медицинские фирмы печатают пористые имплантаты, способствующие росту костей. Для любого предприятия, заботящегося об устойчивом развитии, эти типы токарных станков с ЧПУ просто блеск - энергопотребление снижается, а стружка становится проблемой вчерашнего дня.

Опасность: Следите за накоплением тепла: датчики должны отслеживать температуру между слоями, чтобы избежать пористости и деформации геометрии.

Таблица - Шпаргалка по скорочтению

Заключение

Вы только что ознакомились с основными типами токарных станков с ЧПУ - от уютных настольных до небоскребов VTL. При выборе ориентируйтесь на размер детали, требования к допускам и производственные цели. Сделайте это, и время простоя сократится, расценки впечатлят, а менеджеры перестанут дышать вам в затылок. Прикрепите шпаргалку к стене, тщательно следите за износом инструмента, и ваши стружки будут виться, как золотые косички, каждую смену. Счастливого точения!

Вопросы и ответы

Как правильно выбрать охлаждающую жидкость для нержавеющей стали?

Используйте эмульсию высокого давления с добавками серы; она улучшает срок службы инструмента и качество обработки поверхности.

Каков средний срок службы шарико-винтовой пары?

В чистом, хорошо смазанном цехе ожидайте 20 000 часов работы до появления люфта.

Можно ли обрабатывать пластик на металлорежущем токарном станке?

Да - снижайте скорость вращения шпинделя, используйте острый твердый сплав и открывайте дверцы для стружки, чтобы предотвратить расплавление.