Возможности токарных станков с ЧПУ с приводным инструментом
Идея оснащения токарного станка приводным инструментом существовала всегда. Простейшие примеры: шлифовальная головка, вихревая головка для нарезания резьбы. Проблемы, которые требовали решения: определение углового положения контрольной (нулевой) точки в любой момент времени и доводка этой точки до нужного положения с требуемой точностью (с последующей фиксацией). Определение положения стало возможным после создания устройств на базе датчика абсолютного углового положения (другие названия: абсолютный энкодер, преобразователь угол-код). Принцип действия датчика — анализ импульсов света, которые создает прецизионная щелевая маска на считывающей фотоэлектронной матрице. Комбинация электрических сигналов (0;1) с соответствующих элементов матрицы дают полную информацию об угловом положении начальной точки. Доводка точки до нужного положения производится с помощью редуктора. Точность углового позиционирования на современных станках (приемлемая для большинства практических требований) составляет 0,015 градуса или в линейных единицах — приращение 0,003 мм на 100 мм.
Дополнительными импульсами развития приводного инструмента стали: развитие систем ЧПУ; появление шаговых двигателей и двигателей с регулируемой частотой вращения; новые технологии в инструментальной сфере.
Общее положение на рынке приводного инструмента
Круг технологических возможностей, которые предоставляют технические достижения последнего времени, весьма обширен. Это понимают производители металлорежущего оборудования, но оснащение специализированного (токарного) оборудования дополнительными функциями, которые являются основными для другого типа оборудования, вопрос сложный, как в техническом, так и в организационном отношении.
Поэтому комплектация токарных станков с ЧПУ системами с приводным инструментом остается в виде дополнительной опции, которую предлагает производитель, но выбирает потребитель. Тем не менее, конкуренция в этом сегменте рынка остается очень жесткой. Достаточно перечислить имена производителей: EPPINGER, Германия; Gerardi Spa, Италия; концерн OKUMA, Япония и еще с десяток других, не менее именитых.
Компоновка узлов с приводным инструментом
То обстоятельство, что около 80% оборудования не имеет приводного оборудования в базовой комплектации (но более половины имеет такую возможность, в виде встроенных узлов управления позиционированием шпинделя) во многом определяет тип компоновки. Узлы приводного оборудования должны легко встраиваться в основную схему обработки токарного станка и/или не мешать в случае их неиспользования. Станки, в конструкции которых предусмотрена установка дополнительной стойки для приводного инструмента, имеют наклонное расположение направляющих (45° или 60°), что позволяет уменьшить габариты станка за счет размещения узлов по высоте.
Применяются следующие схемы размещения:
• Приводной инструмент размещается в штатном гнезде револьверной головки. Ось двигателя привода вращения параллельна оси вращения головки и совпадает с осью гнезда. Соответствующий инструмент доводится до позиции с двигателем, где хвостовик наладки вводится в зацепление с двигателем. Посадочные размеры наладок и размеры хвостовика выполнены по стандартам DIN /ISO.
• В револьверную головку интегрирован привод инструмента. Для базирования и закрепления инструмента используются: болтовое соединение BMT, соединение VDI (цилиндр-рейка) или система CDI (Coromant Disc Interface — собственная разработка Сендвик-Коромант). Входит в состав базовой комплектации станка.
• Револьверная головка с собственным приводом располагается на отдельной стойке. Двигатель вращения инструмента располагается на определенной позиции, до которой доводится хвостовик инструмента. Модуль может находиться на верхних салазках суппорта или иметь привязку к станине. В последнем случае модуль имеет собственные направляющие и двигатели перемещения, т.е. это отдельный суппорт.
Разновидности приводных головок по оси вращения инструмента:
• Ось вращения совпадает с осью вращения детали или параллельна ей (встроенный редуктор).
• Ось вращения перпендикулярна оси вращения детали (угловая головка с конической передачей).
• Ось вращения устанавливается в требуемой плоскости по нониусу.
Технологические операции
Возможности приводного инструмента расширили возможности токарного станка таких пределов, что появилось понятие — токарный обрабатывающий центр.
Выполняемые операции:
• Фрезерование плоскостей, лысок, пазов, обнижений и пр.
• Сверление соосных отверстий разного диаметра, как по оси детали, так и со смещением.
• Обработка поверхностей и отверстий под углом к оси детали.
• Нарезание резьбы методом фрезерования.
Условия эффективности
Оснащенный устройствами с приводным инструментом станок, по типу выполняемых операций и инструмента, требует наличия специалистов по различным способам обработки, как технологов-программистов, так и наладчиков/операторов станка. Для принятия решения необходимо учитывать множество факторов технического и экономического характера. Некоторые из них:
• Серийность производства и технологическая схожесть основной номенклатуры изделий.
• Технические требования к изделию и его свойства, которые усложняют перенесение изделия на другое оборудование. Например: мелкие элементы детали с требованиями к расположению; детали вызывающие сложности с последующим базированием (малогабаритные и тонкостенные детали или корпусные детали с мелкими элементами).
• Стоимость дополнительной оснастки для наладки концевого инструмента вне станка.
Заключение
Все, о чем сказано выше, применимо к карусельным станкам с двумя суппортами, но с поправкой на габариты. Применение оборудования с приводным инструментом значительно расширяет технологические возможности оборудования, увеличивает его производительность и влияет на качество продукции, но требует определенного (высокого) уровня квалификации персонала и такой же культуры производства.
В.Д. Артамонов. Технология автоматизированного производства. Часть 1. Технология обработки на станка / L-9-1
СТАНКОВ С ЧПУ
Для токарных станков с ЧПУ используются следующие подсистемы вспомогательного инструмента:
1. Подсистема с цилиндрическими хвостовиками и рифленой лыской;
2. Подсистема с базирующей призмой;
3. Подсистема с резцовыми головками.
2.1. ПОДСИСТЕМА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ РЕЗЦОВЫЕ БЛОКИ С
ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ ХВОСТОВИКАМИ И РИФЛЕНОЙ ЛЫСКОЙ.
Данная подсистема объединяет резцовые блоки с цилиндрическими хвостовиками и рифленой лыской. Конструкция такого резцового блока (ГОСТ 2490-81) представлена на рис. 2.1., а схема его установки и крепления в револьверной головке станка показана на рис. 2.2. Надежное и точное крепление осуществляется с помощью прецизионной гребенки, нарезанной на цилиндрическом хвостовике резцового блока. Зубья гребенки зацепляются с зубьями втулки 2
, ось которой расположена под углом в плоскости, перпендикулярной плоскости оси хвостовика. При завинчивании винта
3
зубцы втулки
2
закрепляют резцовый блок
1
одновременно в осевом и радиальном направлениях.
Рис. 2.1. Резцовый блок с цилиндрическим хвостовиком
Рис. 2.2. Схема установки и крепления блока в револьверной головке
Рис. 2.3. Вспомогательный инструмент с цилиндрическими хвостовиками
На рис. 2.3. представлена подсистема вспомогательного инструмента с цилиндрическими хвостовиками, включающая резцедержатели, переходные втулки, оправки, патроны. Назначение их (в соответствии с обозначениями рис. 2.3.) указано в таблице 2.1.
Назначение вспомогательного инструмента
| Обозначение | Наименование | Назначение |
| 1 — 9 | резцедержатели | для резцов квадратного сечения |
| 10 | переходная втулка | для инструментов или переходников |
инструмента и станка
Ниже на рисунках 2.4., 2.5., 2.6. и 2.7. представлены примеры резцедержателей с цилиндрическим хвостовиком и рифлённой лыской.
| Рис. 2.4. Общий вид радиального резцедержателя с цилиндрическим хвостовиком для правого резца | Рис.2.5. Общий вид радиального резцедержателя с цилиндрическим хвостовиком для левого резца |
| Рис. 2.6. Общий вид осевого резцедержателя с цилиндрическим хвостовиком | Рис.2.7. Общий вид державки с цилиндрическим хвостовиком для свёрл |
2.2.
ПОДСИСТЕМА С БАЗИРУЮЩЕЙ ПРИЗМОЙ
На рис. 2.8. показана подсистема вспомогательного инструмента с базирующей призмой, включающая различного рода резцедержатели, назначение которых (в соответствии с обозначениями рис. 2.10.) приведено в таблице 2.2. Такая подсистема применяется на более мощных станках с большими усилиями резания.
Вспомогательный инструмент
Основная задача вспомогательного инструмента – надежная фиксация режущего инструмента в шпинделе и передача ему крутящего момента от станка. В качестве вспомогательного инструмента на операциях фрезерования используют патроны и оправки.
Оправки главным образом предназначены для операций с большими усилиями резания, таких как торцовое фрезерование, фрезерование пазов дисковыми фрезами, растачивание отверстий большого диаметра.
Элементом, передающим крутящий момент у оправок, является шпонка, которая предотвращает проворот режущего инструмента относительно оправки. Этим обеспечиваются надежное закрепление и передача крутящего момента. Однако оправки не способны обеспечить хорошее центрирование инструмента, поэтому основное их применение – черновые операции с удалением основного объема материала.
Патроны обеспечивают лучшее центрирование и обычно используются для зажатия режущих инструментов небольшого размера. Следует различать патроны с механическим креплением режущего инструмента (для сверл, инструментов с коническими хвостовиками типа конусов Морзе, Whistle Notch, Weldon и др.) и патроны с упруго-деформируемой зажимной частью (цанговые, гидромеханические, гидропластовые и др.).
Особое внимание следует уделить цанговым патронам (рис. 2.10), которые наиболее часто используются при работе на станках с ЧПУ. Принцип действия такого патрона очень прост. В коническое отверстие патрона вставляются сменные цанги. Цанга имеет цилиндрическое отверстие, в которое устанавливается цилиндрический хвостовик режущего инструмента (диаметр хвостовика режущего инструмента должен соответствовать номеру цанги). При затягивании гайки давление передается на торец цанги, что приводит к вдавливанию последней в коническое отверстие патрона и сжатию в радиальном направлении. Сжимаясь, цанга передает давление на цилиндрический хвостовик режущего инструмента и надежно его закрепляет. После снятия давления (откручивания гайки) с цанги она разжимается и позволяет извлечь режущий инструмент из патрона.
Рис. 2.10. Цанговые патроны и сменные цанги
Основное преимущество цангового патрона – способность осуществлять закрепление широкого диапазона режущих инструментов при помощи комплекта сменных цанг. В комплекте цанг к одному и тому же патрону вы, как правило, найдете цанги для закрепления инструментов с хвостовиками от 6 до 30 мм и более. Цанга производит хорошее центрирование инструмента и надежное закрепление, однако плохо сбалансирована для скоростных методов обработки.
Следует уделять должное внимание вспомогательному инструменту, так как от него зависят: стойкость режущего инструмента, стабильность технологического процесса, точность и качество обработки.
ВДМ-Групп официально представляет на территории Российской Федерации, следующие компании:
| Apollo (Италия) | — специальные агрегатные сверлильные станки с ЧПУ для обработки длинномерных деталей |
| Baruffaldi (Италия) | — револьверные головки |
| Canela (Испания) | — одно из лучших на рынке предложений по соотношению цена-качество для токарных державок по ISO . Широкая номенклатура токарного, фрезерного и вспомогательного инструмента, позволяющая удовлетворить самого требовательного покупателя. |
| Caporali (Италия) | – вспомогательное оснащение для токарного и фрезерного оборудования с одним из лучших соотношений цена — качество на рынке. |
| Chiamo (Италия) | – вспомогательное оснащение для токарного и фрезерного оборудования |
| DENITOOL (Швейцария) | — широчайшая номенклатура и не превзойдённое качество токарного мелкоразмерного инструмента, специального инструмента, зенкеров и фрез. |
| Dorian Tool (США) | — резцедержатели для токарных станков HAAS, широкая гамма вспомогательного инструмента |
| Drill Matic (Италия) | — шпиндели для агрегатных станков |
| Dueci (Италия) | — осевой твердосплавный инструмент |
| Duplomatic (Италия) | — револьверные головки и приводной инструмент, делительные столы |
| EGA Master (Испания) | — производитель высококачественного слесарно-монтажного инструмента для профессионального промышленного использования в машиностроении (в том числе взрывобезопасный и не магнитный титановый инструмент), сантехнике, строительстве, электрике и обработке дерева. |
| Eroglu (Турция) | — вспомогательный инструмент для токарного и фрезерного оборудования |
| Erowa (Швейцария) | — оснастка для электроэрозионного оборудования |
| EUROMA (Италия) | — шпиндели для агрегатных станков и делительные столы |
| Flowdrill (Германия) | — изготовление резьбы за счет трения |
| FMT — Frezite Metal Tooling (Португалия) | — комбинированный инструмент для автомобильной и авиационной промышленности с алмазным покрытием и из кубического нитрида бора. |
| FORKARDT (Германия) | — токарные патроны высочайшего качества |
| Izar (Испания) | – не дорогой инструмент из быстрорежущей стали и твёрдого сплава. В номенклатуре представлены свёрла, метчики и плашки для нарезания всех типов резьб в различных группах материалов. |
| JBO (Германия) | — высококачественный резьбообразующий инструмент |
| Kellenberger (Германия) | — оснастка для шлифовальных станков |
| Kintek (Италия) | – вспомогательное оснащение для токарного и фрезерного оборудования |
| KRINO (Италия) | – качественный инструмент из быстрорежущей стали , ориентированный на крупносерийные предприятия. При сохранении высокого качества продукции цены вполне конкурентоспособны даже с отечественным инструментом . |
| Kyocera (Япония) | – многопрофильная международная корпорация, имеющая производственные и исследовательские центры в четырнадцати странах мира. Компания является ведущим мировым производителем металлорежущего инструмента для токарной (в том числе отдельные линейки инструмента для обработки канавок, резьб, прецизионных мелкоразмерных деталей), фрезерной и сверлильной обработки (в том числе эксклюзивные разработки фрез для сверления). В качестве режущего материала компания применяет твердый сплав, в том числе и безвольфрамовый (керметы), с покрытиями и без, режущую керамику, кубический нитрид бора, поликристаллические и монокристаллические алмазы. Инструмент Kyocera — первый выбор для применения, где требуется безупречное качество инструмента. |
| Laip (Испания) | – вспомогательное оснащение для токарного и фрезерного оборудования |
| Laru (Германия) | — револьверные головки для тяжёлой токарной обработки |
| LCM (Италия) | – изготовитель высокоточных делительных столов , как с ручным управлением, так и подключаемых к ЧПУ |
| Mario pinto s.r.l. (Италия) | — приводной инструмент |
| Mimatic GmbH (Германия) | – всемирно известный изготовитель приводного инструмента, угловых и многошпиндельных головок для станков токарной и фрезерной групп. Без лишней скромности — лучший приводной инструмент в Европе и единственно правильный выбор для серийного производства. |
| Morari s.r.l.( Италия) | — приводной инструмент |
| MT s.r.l. (Италия) | — изготовитель приводного инструмента, хорошо зарекомендовавший себя в Европе поставляющий свой инструмент для базового оснащения станков Mori Seiki и Haas, продаваемых в Европе |
| Narex (Чехия) | — расточной инструмент, угловые и ускорительные головки, резьбонакатные ролики |
| Stanny (Тайвань) | – лучшее на рынке предложение по соотношению цена-качество в области расточного инструмента . Широкая номенклатура и огромный опыт не оставляет конкурентам никакого шанса. |
| Noris — Reime (Германия) | — высококачественный резьбообразующий инструмент |
| NUI UTENSILI EUROPA (Италия) | – высококачественный инструмент из быстрорежущей стали . В номенклатуре представлены свёрла, метчики и плашки для нарезания всех типов резьб в различных группах материалов. Сверла для глубокого сверления на универсальном оборудовании. |
| OMG (Италия) | — компания, основанная в 60-х годах как лаборатория по разработке и опытному производству многошпиндельных головок и выросшая до одного из крупнейших Европейских изготовителей приводного инструмента и ускорительных, в том числе и многошпиндельных головок. Благодаря высокому контролю качества, позволившему унифицировать большинство комплектующих, сроки изготовления практически любого инструмента не превышают 2-3 недель |
| Parat (Германия) | — резцедержатели для токарных станков |
| Pilana Tools (Чехия) | — вспомогательный инструмент для токарного и фрезерного оборудования |
| Rapidoriginal (Италия) | — шлифовальные бабки для токарных станков |
| Re-Bo REBER GmbH (Германия) | — самый известный поставщик высококачественных дисковых пил на все крупнейшие машиностроительные предприятия Европы. Определённо, единственно правильный выбор для крупных предприятий , для которых Re-Bo даёт лучшие цены при безупречном качестве |
| Rohm(Германия) | — самый известный в мире производитель широчайшей гаммы станкопринадлежностей |
| Samputensilli (Италия) | — лучший по соотношению цена-качество изготовитель оборудования и инструмента для зубообработки |
| Sassatelli (Италия) | — вращающиеся центра |
| Sauter (Германия) | — револьверные головки и приводной инструмент |
| SCHUNK GmbH (Германия) | — токарные патроны и люнеты (механические и ручные, стандартные и на заказ) |
| SMW — Autoblok (Германия) | механические и ручные стандартные и на заказ токарные патроны высочайшего качества, особенно интересны серии патронов для обработки труб и муфт в нефтяной промышленности |
| Takimsas (Турция) | — корпуса стандартного и специального инструмента, в том числе и комбинированного (очень сильный конкурент KOMET) |
| Tschorn GMBH (Германия) | — инструмент для определения нуля (кромкоискатели, 3D Тестеры , устройства предварительной настройки инструмента) и закрепления заготовки. |
| Valmer (Италия) | — высококачественные и не дорогие сверлильные станки |
| Yamasa (Турция) | — высококачественный и имеющий приемлемые цены инструмент для раскатки отверстий, наружных диаметров и плоскостей, комбинированный инструмент для одновременной расточки и раскатки. |
Мы стремимся, чтобы люди, работающие с нами, при минимальных затратах не имели забот и проблем с оснащением их металлообрабатывающего производства
Приводные и статичные блоки для токарных станков: зачем нужны, какой выбрать
Токарные приводные блоки необходимы, чтобы добавить к возможностям вашего токарного станка ЧПУ функции фрезерного. Разберемся, какие еще операции по металлообработке можно будет выполнять на станке после установки этого дополнительного оборудования.
Револьверные токарные головы
Если вы хотите оснастить токарный станок целым арсеналом инструментов, включающих резцы, сверла, фрезы, метчики, то револьверная токарная головка – это то, что нужно. Обычно такая оснастка позволяет одновременно крепить от 6 до 12 инструментов.
Различные инструменты производят все технологические операции за один цикл. Это значительно сокращает количество времени, необходимое для обработки детали.
За счет особой конструкции револьверной головы обработка заготовки может вестись как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении относительно детали.
Шлифовка на токарном станке – легко. Ведь для этого и существует шлифовальный блок. Он позволяет обрабатывать заготовки любой формы, обеспечивая высочайшее качество поверхности за счет встречного вращения детали и шлифовального круга.
Токарные статичные блоки
Статичные блоки позволяет создавать внутренние и внешние канавки, обрабатывать грани деталей, а также создавать пазы и нарезать резьбу.
Приводные головки очень популярны для использования в токарных обрабатывающих центрах при обработке большого количества повторяющихся деталей. Они служат для закрепления в револьверной голове для расширения функционала станка – сверления, фрезерования, нарезания резьбы.
В револьверную голову станка с ЧПУ также возможно установить, например, вытягиватель прутка – специальный неприводной механизм позволяет захватить пруток и вытянуть его. Применяется для серийной обработки прутков на станках с ЧПУ и позволяет существенно увеличить производительность.
Вихревая головка служит для нарезания резьбы на большой скорости и с высоким уровнем точности. Когда деталь проходит через головку, резцы поочередно выбирают металл с заготовки. Нарезание резьбы происходит за один проход, что значительно увеличивает производительность.
Применение дополнительного оборудования в виде револьверных и других типов головок значительно расширяет возможности вашего токарного станка. Однако, безусловно, количество токарных операций, выполняемых на станке, должно превалировать над другими задачами. В противном случае стоит пересмотреть необходимость использования именно токарного станка.
Если вы хотите подобрать инструмент и оснастку для металлообработки, обращайтесь к техническим специалистам компании ТИГРОТЕХ.
