Автомат токарный и его характеристики. Токарный станок-автомат многошпиндельный продольного точения с ЧПУ. Изготовление и обработка деталей на токарных автоматах

Токарным автоматом называют особый станок, обработка деталей на котором производится без участия рабочего. Стоит оборудование этого типа дороже обычного. Однако и в использовании считается более удобным. Все операции на таких станках производятся в автоматическом режиме. Рабочий следит лишь за загрузкой заготовок и осуществляет контроль качества изготовленных деталей.

Разновидности станков автоматов

Существует несколько типов такого оборудования. Изготовление деталей может производиться на одношпиндельных или многошпиндельных станках-автоматах. Конструктивно они отличаются мало чем. Отличие заключается лишь в том, что на таком оборудовании, как одношпиндельные токарные автоматы, точение производится с использованием только одного рабочего инструмента. В конструкции многошпиндельных станков их несколько. По виду обрабатываемых деталей все токарные автоматы подразделяются на:

• винторезные;

• карусельные;

• лоботокарные;

• токарно-фрезерные;

• токарно-револьверные;

• продольного точения.

Винторезные машины используются для выполнения всех видов токарных операций, карусельные — для обработки заготовок большой массы. Лоботокарные автоматы применяются для вытачивания цилиндрических, лобовых и конических изделий. Фрезерное оборудование используется для рельефной обработки. Токарно-револьверные автоматы применяют для изготовления деталей сложной формы. О том, для чего предназначены станки продольного сечения и каковы особенности их конструкции, во всех подробностях поговорим ниже.

Назначение токарных автоматов

Как и на обычных станках, на оборудовании этого типа производятся такие работы, как:

• продольное точение цилиндрических и ступенчатых поверхностей;

• обработка наружных конических;

• прорезание канавок, обработка торцов и уступов;

• растачивание отверстий;

• сверление;

• нарезка резьбы;

• рифление;

• фасонное обтачивание.

Общие особенности конструкции

Все токарные автоматы и полуавтоматы, как и обычные станки, таким образом, предназначены для удаления определенных частей заготовки при вращении последней. По конструкции разные виды этого оборудования могут сильно различаться. Однако основные черты для большинства типов являются общими. В конструкцию любого токарного станка входят: станина, передняя и задняя бабка, каретка. Последняя предназначена для удерживания инструмента и перемещения его в нужном направлении. Отвечает за этот процесс специальный механизм подачи.

На передней бабке такого оборудования, как токарный станок-автомат, крепятся шпиндель и механизм изменения скорости. Закрепляется она очень прочно, так как может вызвать вибрации, передающиеся к заготовке и снижающие качество готовой детали. Шпиндель в бабке фиксируется на подшипниках и оснащается специальными зажимными устройствами (петлями или патронами). В движение он приводится от отдельного электродвигателя через коробку передач.

Станины в токарных станках могут использоваться разные (перевернутые, V-образные, плоские). Расположен этот элемент конструкции должен быть максимально точно. Любые отклонения приводят к значительному снижению качества изготавливаемых изделий.

Задняя бабка используется для поддержания во время точения длинных заготовок. Располагается она обычно вдоль стола и фиксируется в максимально удобном для изготовления детали положении.

Автоматизироваться токарные станки могут с использованием контроллера или механического командоаппарата. От простых станков с ЧПУ оборудование этого типа отличается тем, что заготовки в данном случае на обработку подаются также автоматически. ЧПУ такие станки могут оснащаться дополнительно.

Отличие автоматов от обычных станков

Работы на машинах этого типа, таким образом, могут выполняться те же самые, что и на простом токарном оборудование. Отличие заключается в том, что обточка деталей на автоматах производится по жестко заданному циклу. На обычном станке рабочий, окончив изготовление одной детали, может сразу же приступить к вытачиванию другой. На автомате переналадка кулачков занимает несколько часов, а подготовка к ней — несколько дней.

Сфера использования

Токарные автоматы имеют гораздо большую производительность, чем обычные станки. Поскольку частые их переналадки ведут к потере производственного времени, используют это оборудование обычно на крупносерийных производствах. Кроме того, поскольку стоит такое оборудование довольно-таки дорого, применять его целесообразно только в том случае, если имеется необходимость в изготовлении деталей очень сложных форм с большим количеством переходов. Очень часто на предприятиях используют узкоспециализированные станки этого типа, предназначенные для производства какой-то одной детали или небольшой группы изделий.

Многошпиндельные автоматы

Эта разновидность токарного автоматического оборудования используется на предприятиях для массового изготовления деталей разных форм и размеров. Этим такие станки отличаются от одношпиндельных, применяемых в основном для производства серийных одинаковых изделий. Существует две разновидности таких автоматов:

• Горизонтальные. Основным преимуществом таких станков удобство загрузки исходного материала. Поэтому используют их там, где применяется непрерывная подача прутка.

• Вертикальные. Плюсом многошпиндельных станков этой разновидности считаются небольшие размеры. Места в помещении оборудование этого типа занимает не слишком много.

Многошпиндельный токарный автомат иногда может применяться и в малосерийном производстве. Но только в том случае, если оснащен ЧПУ.

Автоматы продольного точения

Оборудование этого типа в последнее время становится все более популярным. Используются станки продольного точения для изготовления в основном маленьких деталей очень сложной формы. Отличительной особенностью их конструкции является наличие подвижной шпиндельной бабки. Тип зажима в таких станках используется цанговый. Противошпиндель в автоматах продольного точения устанавливается на высокоточных линейных направляющих.

Особенностью станков этой разновидности, помимо всего прочего, являются небольшие габариты. Рабочая зона у них также не слишком обширная. Функционируют автоматы этого типа обычно на очень высокой скорости.

Токарный автомат продольного точения может применяться как в массовом, так и в серийном производстве деталей. Чаще всего оборудование этого типа используется в оптической, электротехнической и приборостроительной отраслях промышленности. Резцы в таких станках устанавливаются в суппортах и перемещаются только в горизонтальном направлении. На производстве используются автоматы продольного точения как одношпиндельные, так и многошпиндельные.

Токарный автомат продольного точения предназначен для выполнения таких операций, как:

• обтачивание ступеней;

• обработка канавок и конусов;

• расточка неглубоких отверстий;

• обработка фасонных поверхностей;

• нарезка резьбы внутренней и наружной;

• развертывание отверстий;

• накатка наружных поверхностей;

• фрезеровка шлицов у винтов;

• сверление.

Поверхности на автоматах этого типа могут обрабатываться самые разные: конические, цилиндрические, ступенчатые и т. д. Для расширения возможностей станков продольного точения используются всевозможные дополнительные приспособления. К примеру, применение передаточных рычагов позволяет снизить износ кулачков и башмаков толкателей.

Особенности конструкции автоматов продольного точения

Шпиндельная бабка у таких станков закреплена на верхней плоскости станины. Впереди на ней имеется специальный платик, предназначенный для установки дополнительных приспособлений. На верхней ее плоскости установлен вертикальный суппорт, а на задней — качающийся упор. Управление таким оборудованием, как продольно-токарный автомат, производится посредством системы кулачков и распредвалов, закрепленных в станине.

Основные преимущества

К плюсам станков продольного точения в первую очередь относят:

• возможность получения фасонных и конических поверхностей при использовании призматических резцов;

• гладкую качественную поверхность готовых изделий;

• возможность фрезерования как вдоль оси детали, так и поперек нее;

• возможность накатывания мелких цифр, знаков и букв.

Обработка деталей на токарных автоматах этого типа может производиться с максимальной точностью.

Принцип работы

В процессе обработки исходному материалу на таких станках придается не только вращательное движение, как на обычных, но и поступательное — вдоль оси. Сами резцы в таком оборудовании, как токарные прутковые автоматы продольного точения, перемещаются только перпендикулярно прутку. Возникающие в процессе обработки радиальные усилия воспринимаются люнетом. Это позволяет устранить разного рода вибрации и прогибы и соответственно обеспечить высокую точность обработки.

Цикл движения бабки и инструментов в станках-автоматах продольного точения задается кулачками, настроенными именно на данную конкретную деталь. Последние установлены на специальный вал, число оборотов которого может меняться в том числе и при неизменной скорости движения шпинделя.

Обслуживание автоматов продольного точения

В эксплуатации станки этого типа просты. Однако, разумеется, определенного ухода они требуют. К примеру, для того чтобы система охлаждения функционировала бесперебойно, в ней нужно периодически менять масло. Также рекомендуется ежемесячно промывать ванну для жидкости. В конструкцию системы охлаждения также входит фильтр, который следует прочищать с той же периодичностью. Соблюдать эти рекомендации следует обязательно. Ремонт токарного автомата — дело дорогостоящее.

Машины с ЧПУ

Как уже упоминалось, станки, предназначенные для изготовления металлических деталей, могут дополнительно оснащаться ЧПУ. Такие системы управления обычно применяются в том случае, если автомат токарный предназначен для выпуска деталей в серийном или мелкосерийном производстве. Используемое в ЧПУ программное обеспечение позволяет:

• автоматизировать процесс обработки;

• улучшить качество обрабатываемых деталей;

• значительно сократить время наладки станка.

Разного рода приводы и преобразователи в ЧПУ используются цифровые. Представляют они собой электродвигатели, работающие либо от переменного, либо от постоянного тока. В кинематическую схему станка при использовании ЧПУ встраиваются специальные датчики. Рабочий инструмент в станках, оборудованных ЧПУ, используется максимально прочный, так как функционируют они с очень высокой скоростью и производительностью. Конструкция основания у таких машин должна быть предельно жесткой.

Автомат продольного точения многошпиндельный с ЧПУ

Собственно само числовое программное обеспечение представляет собой ничто иное, как компьютерную систему с установленным на нее специальным ПО, управляющую приводами станка. Обычно стандартная комплектация автоматов, оборудованных ЧПУ, следующая:

• шпиндель;

• система охлаждения;

• противошпиндель;

• освещение для рабочей зоны;

• датчик выброса обработанных деталей;

• втулка переменная;

• специальное устройство, предназначенное для приемки готовых изделий;

• инструменты для наружного и внутреннего точения;

• фронтальные и поперечные приводные инструменты;

• сама система ЧПУ.

Простые токарные автоматы многошпиндельные продольного точения без ЧПУ используются в основном для многосерийного изготовления большого количества разного рода мелких деталей, чаще всего длинных и небольшого сечения, сложной формы. Последние обычно служат элементами конструкции современного медицинского и лабораторного оборудования, электроники, часов и пр.

Установка ЧПУ на такие станки позволяет выпускать также большое количество изделий, но не одинаковой, а разной формы (то есть небольшими партиями). Обычные автоматы чаще всего настраиваются на производство какой-нибудь конкретной детали и только один раз. Дело в том, что механическое «перепрограммирования» оборудования этого типа, как уже упоминалось — процедура крайне сложная и длительная. Простаивание же производства при переналадке очень сильно влияет на его рентабельность. Поэтому использование обычных автоматов для производства мелких партий деталей разных форм считается нецелесообразным.

Установка ЧПУ помогает решить эту проблему и совместить преимущества автомата с возможностью расширения ассортимента изготавливаемой продукции. При наличии на станке системы числового программного управления перенастроить его можно очень быстро. К примеру, смена режущей пластины производится непосредственно на самом станке без снятия державки. Для изменения же скорости вращения инструментов и порядка их работы нужно только ввести определенные значения в окно программы на компьютере ЧПУ.

Изготовление деталей на токарных автоматах продольного точения с ЧПУ: особенности

Участие рабочего при использовании станков этого типа сводится к минимуму. Все что требуется от специалиста — это следить за бесперебойностью работы оборудования. Конечно же, качество выпускаемой продукции в данном случае напрямую зависит от точности настройки автомата. Поэтому программы ЧПУ должны быть максимально продуманными.

Главной задачей тех производств, на которых используется такое оборудование, как токарный автомат с ЧПУ продольного точения, является выпуск деталей с точно заданными параметрами и при этом низкой себестоимости. Прутки, используемые в качестве исходного материала на таких станках, обычно имеют геометрически не слишком выверенную форму (даже калиброванные). При этом все погрешности и неточности могут легко передаться готовой детали. Ведь произвольно изменить свое положение или скорость вращения без участия человека рабочие инструменты, конечно же, не могут. Эта особенность резки на автоматах называется «наследственностью» и является основной проблемой технических программистов предприятий. Решается она обычно путем снижения скорости режимов обработки по всей длине резания. Что разумеется, ведет к увеличению себестоимости выпускаемой продукции из-за повышения временных затрат.

Между тем избавиться от «наследственности» с минимальными потерями можно, используя специальные современные прикладные программы ЧПУ, разработанные с учетом обуславливающих ее динамических характеристик обрабатывающей системы. Их применение позволяет назначить режим максимально точного резания с сокращением потерь времени более чем в два раза.

Лучшие марки

Таким образом, правильная наладка автомата продольного точения с использованием программ ЧПУ позволяет сделать производство мелких деталей максимально рентабельным. Но разумеется, только в том случае, если само оборудование будет качественным. Ремонт автоматов продольного точения с ЧПУ отличается сложностью, дороговизной и длительностью по времени. Поэтому выбор таких машин — дело очень серьезное и ответственное.

При покупке такого оборудования, как токарный станок-автомат, в первую очередь следует обращать внимание на его производителя. Хорошие отзывы заслужили, к примеру, машины многошпиндельные продольного точения с ЧПУ следующих марок:

• Tornos серии MultiSwiss.

• ЛА155Ф30.

• HJM SQC38.

Автоматы Tornos

К достоинствам станков серии MultiSwiss относят в первую очередь высокую производительность и относительно простую конструкцию. Многошпиндельный токарный автомат с ЧПУ Tornos довольно-таки легко и быстро налаживается и переналаживается. Для того чтобы работать на такой машине, не нужно быть специалистом по многошпиндельным станкам. Управление производится полностью через ЧПУ. Технические характеристики станков этой линейки представлены в таблице.

Модели ЛА155Ф30

Трехшпиндельные токарные автоматы этой марки относятся к классу точности «В». Основными достоинствами станков ЛА155Ф30 считаются надежность и долгий срок службы. Даже после длительного использования эти машины позволяют обрабатывать детали с максимальной точностью. Помимо этого, станки ЛА155Ф30 отличаются не слишком высокой стоимостью и ремонтопригодностью.

Характеристики токарных автоматов этого производителя такие:

• диаметр обрабатываемого прутка мин/макс — 6/16 мм;

• наибольшая длина изделия — 160 мм;

• скорость вращения главного шпинделя — 80-8000 об./мин;

• мощность электродвигателя — 5.5 кВт;

• масса автомата — 2270 кг;

• габариты с приставным оборудованием — 5600х900х1720 мм.

Станки HJM SQC38

Многошпиндельный токарный автомат этой марки также обеспечивает максимальную точность обработки деталей. Предназначено это оборудование для высокоскоростной обработки деталей (продольного точения и фрезерования). Ниже представлены технические характеристики HJM SQC38.

Заключение

Таким образом, современные токарные автоматы продольного точения с ЧПУ — оборудование очень удобное, производительное и в большинстве случаев надежное. Самое главное при его эксплуатации — это использовать максимально продуманное программное обеспечение. Это позволит повысить рентабельность производства и выпускать качественную продукцию с точными размерами.