Большую часть станочного парка составляют металлообрабатывающие токарные станки . Между собой они отличаются назначением, компоновкой, степенью автоматизации. Предназначены токарные станки для обработки внешних и внутренних поверхностей деталей различной формы, сверления отверстий и их обработки.

Токарные станки с ЧПУ могут дополняться устройствами для фрезерования, шлифования. По устройству шпинделя станки делятся на оборудование с вертикальной и горизонтальной компоновкой. Главные параметры токарных станков - максимальные диаметр заготовки и расстояние между центрами.

Также предлагаем широкий ассортимент режущего инструмента , предлагаемого в продажу в компании СтанкоМашКомплекс, можно ознакомится по ссылке.

Самая распространенная токарная группа станков предназначена для единичного и серийного выпуска продукции. На станках производятся все виды токарных работ. Нарезание всех видов резьбы выполняется специальными инструментами (метчиками, плашками, резцами).

Основными элементами токарно-винторезного станка являются: станина, передняя бабка с коробкой скоростей и вращающимся патроном, задняя бабка для закрепления обрабатывающего инструмента или поддерживания длинных заготовок, суппорт для зажима резцов, кинематика, обеспечивающая перемещение.

Установка заготовок возможна в патроне, патроне и удерживающем центре задней бабки, на оправке, в двух центрах. При зажиме в патроне, максимальный рекомендованный вылет заготовки составляет два-три диаметра. При большей длине выступающей части применяют задний центр. Обработка длинных валов, для обеспечения соосности нескольких сопрягаемых поверхностей, производится между двумя центрами. Оправки служат для обработки заготовки с предварительно выполненными центровыми отверстиями.

Недостатки: основным недостатком является зависимость от квалификации токаря, сложно обеспечивать выполнение серийности деталей

Токарно-револьверные станки

Служат для серийного производства деталей из штучных заготовок или пруткового материала. На направляющих станины установлен суппорт, на который устанавливается револьверная головка, предназначенная для установки режущего инструмента В зависимости от технологической карты обработки конкретной детали, инструменты расположены в определенной последовательности.

Револьверные головки могут быть с вертикальной или горизонтальной осью вращения. Револьверные головки с вертикальной осью вращения, как правило, обладают более высокой жесткостью. Револьверные головки с горизонтальной осью могут обладать более высокой скоростью смены инструмента и большим количеством позиций.

Токарно-револьверные станки с ЧПУ могут иметь две револьверные головки, способны вести обработку по четырем координатам. В револьверных головках, расположенные на верхнем и нижнем суппортах, может быть установлено большее количество инструментов для изготовления деталей сложной формы.

Обработка заготовок, ведущаяся по замкнутому циклу, полностью автоматизирована. Система ЧПУ, обрабатывая данные датчиков, вносит коррективы в технологический процесс, тем самым повышая точность изготовления деталей.

На текущий момент практически полностью заменены токарными автоматами или токарными станками с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ

Современные высокопроизводительные станки, постепенно вытесняют универсальные токарные станки. Упрощенная кинематика, высокоточные перемещения, возможность многоинструментальной обработки. Закрытая зона резания предотвращает разброс стружки и разбрызгивание СОЖ. Возможность установки гидравлического патрона повышает производительность. См ТС1625Ф3 , ТС16К20Ф3

Опции противошпиндель, приводной инструмент, ось Y и прочее превращают станки в токарные обрабатывающие центры. Чаще всего выполнены в виде станков с наклонной станиной. См ТС1720Ф3 , ТС1720Ф4

Такие станки обрабатывают детали весом в несколько тонн, имеющие большой диаметр при малой высоте. Горизонтально расположенный рабочий стол (планшайба) существенно облегчает загрузку и центрирование тяжелых заготовок.

На карусельных станках обработка цилиндрических и конических поверхностей (наружных и внутренних) проводится резцом. Установленная револьверная головка с инструментами позволяет высверливать и обрабатывать отверстия, нарезать резьбу.

Главным движением станка является вращение планшайбы. Два суппорта: вертикальный и боковой - осуществляют движения подачи инструментов. Основными характеристиками данных станков являются размеры обрабатываемых заготовок: диаметр и высота.

Токарно-карусельные станки изготавливаются промышленностью с одной или двумя стойками. На одностоечных обрабатывают детали до 2500 мм: выполняется обработка поверхностей, сверление, развертка и зенкование отверстий; прорезают канавки, обрабатывают торцы.

Установка системы ЧПУ позволяет вести обработку деталей, имеющих сложный, криволинейный профиль. Основные механизмы станков с ЧПУ имеют сходство со станками, имеющими ручное управление. Обычно с применением системы ЧПУ, цифровых приводов подач и многопозиционной резцедержки и защиты кабинетного типа станок переименовывается в вертикальный токарный станок

Лоботокарные станки

Для обработки заготовок, диаметр которых намного превышает их высоту (шкивы, железнодорожные колеса, маховики) используются лоботокарные станки. Поверхность обработки может быть как цилиндрической, так и конической. Есть возможность протачивать канавки, обрабатывать торцы.

Планшайба, диаметром до 4 метров, расположена вертикально, задняя бабка отсутствует. Станки для обработки особо крупных деталей состоят из двух частей, расположенных на разных основаниях: суппорт расположен обособленно. Планшайба у них имеет специальную выемку для закрепления заготовок с размерами, превышающими ее диаметр.

Затылование - это специальный метод заточки задних поверхностей обрабатывающих инструментов: различного рода фрез, инструментов для сверления и нарезания резьбы. Такая операция проводится для сохранения формы инструмента при длительной эксплуатации.

Станки позволяют решить широкий круг задач. Наиболее качественные станки изготавливают в Европе, а среди европейских стран лидером является Германия. Станки справятся с различными задачами любой сложности в производстве. Очень важным моментом является то, что в первую очередь нужно обращать внимание на качество товара. Ведь станки рассчитаны на долгое пользование.

Разновидности станков не имеют границ.

Металлорежущие станки

В зависимости от того, какое целевое назначение у станка, их разделяют на следующие виды: токарные, расточные и сверлильные, для шлифовки, резьбообрабатывающие, доводочные и заточные, фрезерные, специальные, строгальные и другие. Так же бывают комбинированные станки, которые выполняют две и больше функций. Каждый вид, в свою очередь, делится на подвиды в зависимости от материала, направления и т.д. На станках зачастую есть шифр, который говорит об определенной модели, которая может отличаться внутренней конструкцией от других моделей этого же вида. Если Вы зашли в интернет-магазин инструментов, то, в разделе со станками, обязательно будут указаны эти номера (шифры). Первая цифра шифра говорит, к какой группе относится оборудование. Если, например, эта цифра - 1, то станок первой группы, к которой относятся токарные станки. Вторая цифра указывает на тип оборудования внутри данной группы. Например, если это цифра шесть, то станок винторезный. Остальные цифры указывают на размеры станка: размер стола, высоту оборудования и т.д.

В шифр, кроме цифр, могут входить и буквенные обозначения. Они указывают на то, что модель является усовершенствованной или измененной (если буква в конце).

Самые распространенные группы металлорежущих станков - это токарные станки. Их насчитывается более 45. Их используют в различных цехах, предприятиях и мастерских.

Эти станки используют зачастую для тел, у которых форма закругленная или цилиндрическая. Для обработки таких форм они подходят идеально. На таких станках и изготавливают вилки, оси, болты, винты и др.

Диаметр заготовки должен соответствовать максимально допустимому диаметру станка.

Также, немало разновидностей консольно-фрезерных станков. Стол здесь перемещается в трех направлениях: в продольном, поперечном направлении и вертикальном. Исходя из названия, можно догадаться, что данное оборудование предназначено для фрезерных работ. Размер рабочего станка играет важную роль, от его размеров зависит выбор размера заготовок, которые нужно обрабатывать.

Поперечно-строгальные станки

Численность подвидов этих изделий превышает 47. Основными характеристиками являются ход ползунка, размеры стола, размеры самих станков.

Шлифовальные станки

Первые подобные инструменты появились в 19 веке. Они были изготовлены и камня (природного). Стоили, естественно, очень дорого, да и качество было не лучшее. Однако, позже стали использовать корунд - это материал, который намного прочнее натурального камня. По прочности уступает алмазу совсем немного. Далее, был изобретен искусственный алмаз. Его стали использовать также при изготовлении машины. Роль станков резко возросла, потому что они стали намного эффективнее и ускоряли процесс обработки деталей в разы.

Итак, шлифовальные станки используют для чистки поверхности деталей. Речь идет о металлических деталях, следовательно, с помощью станка снимают верхний неровный слой металла. Также, можно разрезать заготовки, различные детали для общей конструкции.

Видами шлифовальных машин являются: машины для круглой шлифовки (круглошлифовальный), машины для внутренней шлифовки (внутришлифовальный), машины длz обработки плоских поверхностей (плоскошлифовальный), машины для обработки внешней поверхности (бесцентрошлифовальный) и, так называемые, хонинговальные машины.

Деревообрабатывающий станок

В настоящее время купить деревообрабатывающий станок не составит никакого труда. Это довольно распространенное и популярное оборудование.

Его применяют для механической обработки древесины (например, пиления). Основную функцию играет режущий инструмент или специальное устройство для давления.

В качестве сырья - древесина. В результате получаются доски, планшеты, шпон, брусья, различные детали для мебели, судов и многое другое. Прессом называют машины, которые используют метод давления.

Первая модель деревообрабатывающего станка была изготовлена в 1989 году группой изобретательных специалистов.

Станок для гибки арматуры (и резки)

Так называемые гибочные станки используют в основном при строительстве, ведь очень часто приходится иметь дело с арматурой. Она используется и в бетонных конструкциях, и во многих других. Чтобы арматуру залить бетоном, ее необходимо разрезать на определенные куски под определенным углом. Для этого используют резочный станок.

Гибочные станки равномерно разгибают арматуру. Без этого специального оборудования мало того, что невозможно согнуть арматуру, уже тем более, сделать это ровно и равномерно.

Токарные станки предназначены главным образом для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и обработки торцовых поверхностей деталей типа тел вращения с помощью разнообразных резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков и плашек.

Применение дополнительных специальных устройств (для шлифования, фрезерования, сверления радиальных отверстий) значительно расширяет технологические возможности станков данной группы.

Токарные станки могут иметь горизонтальную или вертикальную компоновку в зависимости от расположения шпинделя.

Основные параметры токарных станков -- наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над станиной, и наибольшее расстояние между центрами. Важным параметром станка является также наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над поперечными салазками суппорта.

Токарные станки отечественного производства имеют цифровое обозначение моделей. Первая цифра 1 в обозначении модели показывает, что станок относится к токарной группе. Вторая цифра указывает на типы станков в группе: 1 -- одношпиндельные автоматы и полуавтоматы, 2 -- многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, 3 -- револьверные станки, 4 -- сверлильно-отрезные, 5 -- карусельные станки, 6 -- токарно-винторезные станки, токарные и лоботокарные, 7 -- многорезцовые, 8 -- специализированные станки, 9 -- разные токарные станки.

Две последние цифры определяют важнейшие технические параметры станка: высоту центров над станиной для токарно-винторезного станка, наибольший диаметр обрабатываемого прутка для токарно-револьверного и т.д. Наличие буквы после цифры указывает на модернизацию станка, т.е. на обновление конструкции. Буква (Н, П, В, А, С) в конце цифрового обозначения модели означают точность станка. Например, в обозначении токарно-винторезного станка 16К20П цифра 1 означает группу токарных станков, цифра 6 -- тип станка (следовательно, к этому типу относится токарно-винторезный станок), буква К -- модернизацию станка, цифра 20 -- высота центров (см), буква П указывает, что станок повышенной точности.

Впервые серийный выпуск токарно-винторезных станков в нашей стране был налажен в 1929 году на Московском заводе “Красный пролетарий”. Это был ТН-20, тихоходный, маломощный станок со ступенчато-шкивным приводом для обработки деталей до 400 мм.

В 1932 году на смену пришёл ДИП-200, а с 1954г. начат выпуск станков модели 1К62 и его быстроходного исполнения 1М620. Сейчас они модернизированы. Характерными размерами токарных станков является максимальный диаметр обработки над станиной, который колеблется от 100 до 6300 мм и максимальная длина обработки (от 125 до 20000 мм).

Кинематическая структура токарных станков содержит кинематические цепи привода вращения шпинделя и привода продольной и поперечной подачи.

Реверсирование шпинделя выполняется электродвигателем, а включение и реверсирование подач - механизмами, расположенными в фартуке. токарный станок револьверный одношпиндельный

Перемещение поворотных салазок, используемое для точения конусов и пиноли задней бабки - ручное, только в крупных станках эти движения механизированы.

При токарно-винторезном использовании станка добавляется винторезная формообразующая кинематическая цепь, связывающая вращение шпинделя с продольной подачей от ходового винта. Подача при этом включается разъёмной гайкой М Г.

Реверсирование шпинделя вместе с винторезной цепью в этом случае в большинстве станков передаётся от электродвигателя специальному реверсивному механизму с фрикционными муфтами, т.к. при нарезании резьбы реверсирование требуется частое.

В современных токарных станках имеется приводная цепь быстрых перемещений, сопрягаемая с цепью рабочих подач обгонной муфтой.

1 - станина; 2 - передняя бабка с коробкой скоростей; 3 - задняя бабка; 4 - фартук; 5 - коробка подач; 6 - суппорт. У него N = 10 кВт; z = 23; n = 12,5-2000 об/мин

Токарно-винторезный станок модели 1К62, например, предназначен для обработки деталей с диаметром над станиной до 400 мм и длиной до 710, 1400 и 3000 мм.

Станок мод. 1К620 является быстроходным вариантом станка мод. 1К62 с бесступенчатым регулированием частот вращения. Вместо первых двух групповых передач привода шпинделя в этом станке поставлен механический бесступенчатый вариатор с раздвижными коническими шкивами и широким клиновидным ремнём. Его диапазон регулирования Д б = 4. Четыре ступени переборной группы включая прямую передачу на шпиндель, расширяют диапазон регулирования, обеспечивая n = 12,5 … 3000 об/мин.

Управление вариатором выполняется включением электродвигателя Д У с N=0,5 кВт, вращающего барабанный кулачок К раздвижения шкивов. От ведомого вала вариатора получает вращение таходинамо Т д, скорость вращения которого регистрируется стрелкой вольтметра В. Она показывает по четырём шкалам, соответствующим четырём механическим ступеням фактическую частоту вращения шпинделя. В станке 1К620 механизирована подача верхней поворотной части суппорта для обеспечения точения конусов. Всё остальное унифицировано со станка 1К62.

Лоботокарные станки предназначены для токарной обработки тяжёлых деталей большого диаметра, но небольшой длины. Передняя бабка лоботокарных станков монтируется на одной станине с суппортом, а у более крупных станков - на отдельном фундаменте. Заготовка крепится на планшайбе или в четырёх кулачковом патроне.

Недостатки: 1) Не удобство установки и выверки тяжёлых заготовок на вертикальной плоскости планшайбы; 2) Неблагоприятные условия работы подшипников короткого, тяжело нагруженного шпинделя. (Поэтому эти станки вытесняются карусельными.)

Преимущества: Они проще, дешевле карусельных станков и применяются в индивидуальном и мелкосерийном производстве на обдирке и при обработке не очень точных деталей.

Специализированные токарные станки . Наибольшее распространение получили следующие специализированные токарные станки: 1. Многорезцовые 2. Вальцетокарные 3. Для обработки коленчатых валов 4. Слиткообдирочные 5. Колесотокарные и осетокарные для ж/д транспорта. 6. Трубо- и муфтообрабатывающие 7. Бесцентровообдирочные 8. Резьбообрабатывающие 9. Токарно-затыловочные

Вальцетокарные станки предназначены для обработки прокатных валов с диаметром до 2 м и длинной до 8 м. Они выполняются очень жёсткими, т.к. служат для обработки как гладких, так и ручьевых сырых и закалённых валов не только продольной или криволинейной подачей по периметру ручьёв, но и поперечным врезанием очень широкого (до 250 мм) фасонного быстрорежущего резца.

Слиткообдирочные станки - для обдирки некрупных четырёх или многогранных слитков, перед их поступлением в прокатку. Они имеют возвратно-поступательное движение резца и его качение вокруг режущей точки для сохранения нормальных углов резания.

Станки для токарной обработки коленчатых валов бывают нескольких видов:а) для обработки средних коренных шеек и их щёк, с приводом от обоих крайних коренных шеек; б) для обработки в центрах обоих крайних коренных шеек, с приводом от средней обработанной коренной шейки через разъёмную шестерню; в) для обработки шатунных шеек и их щёк, с приводом от обоих крайних шеек, смещённых от оси вращения на величину их эксцентриситета; г) для одновременной обработки всех шатунных шеек и их щёк. В этом случае коленчатый вал вращается вокруг оси коренных шеек, а суппорты вращения синхронно с ним, но вокруг оси, смещённой на величину эксцентриситета шатунных шеек. Резцы при этом остаются горизонтальными. Для обработки тяжёлых коленчатых валов применяют станки, на которых заготовки закрепляют неподвижно в люнетах, а вращение, движение подач и установочные движения сообщаются охватывающим резцовым головкам. Обработка ведётся последовательно всех шеек.

Трубо- и муфтообрабатывающие станки - обрабатывают концы труб и муфт и нарезают на них соединительную коническую резьбу.

Безцентровообдирочные валотокарные станки предназначены для обработки длинных валов и обдирки прутков для последующей их обработки на револьверных станках и токарных автоматах. Обработка не вращающегося вала ведётся двумя вращающимися резцовыми головками - обдирочной и чистовой. Подача прутка выполняется роликами. Концы обрабатываемого вала поддерживаются тележками.

Без станков сегодня не обходится ни одно производственное предприятие. Будь то небольшая частная фирма или крупный завод - в том или ином виде обрабатывающее оборудование задействуется во всех отраслях. Другое дело, что существует множество классификаций станочных агрегатов, особенности функционала, а также индивидуальное опциональное наполнение. Эти и другие факторы позволяют определить разные виды станков по конкретным признакам и характеристикам.

Что называют станками?

Главный отличительный признак данного оборудования в общей категории промышленных агрегатов и строительных инструментов - это наличие станины, на базе которой устраивается рабочий орган или система органов. Обрабатывающим элементом может быть и небольшой и сверло, и алмазная коронка - это зависит от выполняемой операции. Чаще всего общий вид станка представляется как массивная конструкция с рабочей оснасткой, платформой подачи, фиксаторами, двигателем и т. д. Но в бытовых и мелкосерийных мастерских вполне находят применение и установки скромных размеров. Более того, если раньше к станкам обязательно относили только стационарные агрегаты, то сегодня среди них немало и мобильных устройств. Причем грань между ручным электроинструментом и малогабаритным станком не всегда четко определяется даже изготовителями. И все же наличие станины, силовой установки и органов обработки позволяет относить оборудование к полноценным станкам. К каким именно - это уже другой вопрос.

Токарные станки

Одна из самых популярных категорий производственных станков, которые охватывают все операции, связанные с обточкой деталей. Токарная установка позволяет корректировать формы заготовок, изначально имеющих тела вращения, осуществлять резку, проточку пазов и в некоторых случаях сверление. Можно сказать, целевым направлением работы такого оборудования является обслуживание заготовок в форме тел вращения, которые в процессе обточки получают коническую или цилиндрическую форму. Существуют разные виды токарных станков, которые задействуются в разных сферах промышленности. Например, деревообрабатывающие фабрики могут использовать крупные станки для создания округлого пиломатериала. В мебельной индустрии токарные агрегаты применяют для формирования ножек, лестничных балясин, ручек и т. д. Разделяют такие станки и по типу размещения - напольным или настольным способом.

Распиловочные станки

В этой категории представлены агрегаты, реализующие распил заготовок на две или несколько частей. Выделяют циркулярные, то есть дисковые станки, и ленточные. Первые осуществляют поперечный распил изделий, как правило, в поточном режиме. Циркулярные модели широко используются и в домашнем хозяйстве, поскольку такие операции достаточно востребованы. Ленточные виды станков позволяют выполнять продольный распил. Например, однопильный агрегат может разделить длинную доску на две части, схожие по длине. Двупильные, в свою очередь, единовременно производят распил в двух уровнях, позволяя из одной доски получить три. Специальные модификации дают возможность также формировать криволинейный рез или даже распил под определенным углом. Это агрегаты с автоматическим контролем подачи, выполняющие высокоточную обработку.

Фрезерные станки

Данный вид операции ориентирован на формирование профилей определенного типа. Чаще всего фрезеровкой обрабатываются плоские заготовки путем снятия кромок на определенную высоту. Станки такого типа используются в основном в мебельном производстве, где с их помощью получают фасонные элементы и аксессуары, носящие прежде всего декоративную функцию. Выпускают с помощью фрезера и полноценные строительные материалы - вагонку, плинтус, шипы, наличники и т. д. Более современные виды фрезерных станков поддерживают шаблонную обработку. Это копировально-фрезерные агрегаты, параметры реза которых подбираются автоматически в соответствии с размерами шаблонной детали.

Станки для отверстий

Сверлильные машины не менее востребованы и в частных мастерских, и на больших производствах. Они позволяют создавать глухие и сквозные отверстия, за счет которых в дальнейшем может осуществляться сборка. В отличие от электродрелей станки с функцией сверления обеспечивают более высокую точность и отличаются мощностью. Наиболее популярны вертикальные виды станков, поскольку они предполагают верхнее расположение шпинделя и дают свободу при обращении с рабочей платформой-столом. Некоторые модели способны выполнять наклонное сверление - оно тоже реализуется благодаря возможности изменения положения стола, на котором фиксируется заготовка. Отдельную категорию представляют Они способны кроме непосредственно сверления также производить фрезерные операции. Фрезеровка получается не традиционной, а узконаправленной. Такие модели обычно выполняют пазовые ниши, технологические гнезда и другие конструкционные выемки для соединения.

Станки для поверхностной обработки

Широкий диапазон станочного оборудования представлен в сегменте моделей для поверхностной обработки деталей. Такие операции обобщенно позиционируются как шлифовка, но это лишь основная часть их функций, также встречаются и смежные задачи. Какой именно тип обработки будет выполнять конкретная машина, зависит от ее конструкционного исполнения. Так, барабанные станки ориентируются на шлифование досок, щитовых и листовых материалов по поверхности. По сути, реализуется неглубокая зачистка материала от заусенцев, выступающих неровностей и других дефектов. Более тонкую обработку выполняют кромкошлифовальные модели. На первый взгляд, эту же функцию осуществляют токарных станков, которые аккуратно подгоняют поверхность заготовок под нужную форму. Однако в данном случае обработка кромок акцентируется не только на цилиндрических деталях. Данная операция чаще задействуется для коррекции кромки по длине. Но есть в этой группе и машины, также ориентированные на детали цилиндрической формы. Это осцилляционные модели но их используют не для декоративного улучшения, к примеру, балясин, а для подготовки стройматериала в виде бревен определенного размера.

Классификация по материалу обработки

Производственные станки часто получают конкретное назначение с точки зрения материала обработки. Древесина и металл - основные материалы, с которыми работает такое оборудование. Для древесных заготовок в машины закладывается не столь высокая мощность, но с другой стороны, обеспечиваются более гибкие настройки по рабочим операциям. Станки для металлических деталей, очевидно, требуют более высокого уровня силовой нагрузки, а также надежной элементной базы. Наиболее популярные виды станков по металлу - токарный, фрезерный, сверлильный и т. д. Особую категорию формируют винторезные станки, аналогов которых почти нет в группе деревообрабатывающих машин. Это агрегаты, которые производят нарезку резьбы. Кроме этого существуют специальные машины для работы с камнем, пластиком, композитными и другими менее популярными строительными и сырьевыми материалами.

Классификация по типу управления

Механизированные станки с ручным управлением постепенно уходят в прошлое. Такие модели встречаются разве что в небольших мастерских, которые работают со штучными заготовками. Крупные же предприятия стремятся переходить на полу- или полностью автоматизированные установки. В этом сегменте также существуют разные виды станков, отличающихся степенью автоматизации. Наиболее развитые машины с ЧПУ и компьютерным управлением дают возможность высокоточной регуляции настроек обработки без постоянного контроля со стороны пользователя. Оператору отводится лишь функция загрузчика исходных данных в электронную панель управления.

Заключение

Большая часть станков, которые сегодня используются на разных производствах, - это агрегаты для Резка, сверление, торцовка, шлифование - все эти операции реализуются путем воздействия металлическими насадками. Но их постепенно заменяют высокотехнологичные альтернативные станки. На производстве виды традиционных механических агрегатов как таковые особого значения не имеют. Главное, что учитывается, - это способность сохранять темпы обработки при должном обеспечении качества. Принципиально новые возможности в этом контексте открыли гидроабразивные, лазерные и термические станки с более высокими эксплуатационными свойствами. Их отдача с разных точек зрения более чем оправдана, но пока еще массовый переход на такие машины тормозят вопросы сложной организации их использования и высокая цена.

Металлорежущие станки с программным управлением представляют собой самую разнообразную и совершенную группу машин, в которой широко используются средства автоматики и электроники, электрические, механические, гидравлические, пневматические и другие устройства. Тип станка определяется выбранным технологическим процессом механической обработки, схемой резания и применяемым инструментом. Схемы резания определяют кинематические связи между инструментом и заготовкой, при этом должны быть обеспечены необходимые требования чертежа: точность и заданная шероховатость обработки поверхности, а также производительность и экономичность обработки. Настройка станка заключается не только в сообщении его исполнительным органам согласованных взаимосвязанных движений, но и в задании наивыгоднейших режимов резания. Процесс обработки (цикл) записывают в программоносителе станка, при этом корректируют режимы резания, учитывая характеристики станка. Рекомендуемые скорость резания, сила и мощность резания определяют по известным эмпирическим формулам из курса «Резание металлов» или по специальным картам технологических нормативов, имеющимся, например, в работе. Снятие стружки на станках осуществляется рабочими движениями, к которым относятся главное движение и движения подачи.

В токарных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных станках главное движение - вращательное, в строгальных, долбежных, протяжных станках - возвратно-поступательное. Главное движение сообщается инструменту (например, во фрезерных, сверлильных, поперечно-строгальных станках) или заготовке (например, в токарных, продольно-строгальных станках). Движение подачи сообщается инструменту или заготовке. Для обработки некруглых отверстий любой формы в токонепроводящих материалах, обладающих высокой твердостью, применяют ультразвуковые станки, в которых инструмент имеет колебательное движение высокой частоты вдоль своей оси.

В каждом станке имеются и вспомогательные движения. К ним относятся движения: транспортирования и закрепления заготовки, подвода и отвода инструмента, включения, выключения, переключения скоростей и подач и т. д. Если рабочие движения автоматизированы, то вспомогательные движения можно осуществлять как автоматически, так и вручную. В некоторых станках для получения заданной формы и конфигурации детали используют дополнительные формообразующие движения, кинематически связанные с основными движениями станка (например, движение образования винтовой поверхности при фрезеровании резьб, движение обката при нарезании зубчатых колес, червяков, шлицевых валов в зубообрабатывающих станках). Основные типы, параметры станков и размеры станков с ЧПУ должны соответствовать требованиям ГОСТ 21608-76-ГОСТ 21613-76. В стандартах указаны направления координатных осей, дискретность задания перемещений по осям, конусности шпинделей.

Некоторые виды станков и направления движений рабочих органов представлены на рис. 1.

Токарные станки (рис. 1, а). Ось X перпендикулярна оси шпинделя, ось Z параллельна ей.

Фрезерные станки (рис. 1, б). Обрабатываемая заготовка устанавливается на столе станка и совершает движения формообразования по трем координатам X, У и Z или по двум координатам X и Y, а по третьей координате движение осуществляет инструмент, установленный в шпинделе станка.

Сверлильные станки (рис. 1, в). В станках вместо привычных форм шпинделей появились револьверные головки для автоматической смены инструмента, крестовые столы и инструментальные магазины.

Горизонтально-расточные и координатно-расточные станки (рис. 1, г) с инструментальным магазином объединили в себе эксплуатационные качества целого ряда станков обычного исполнения.

Многооперационные станки (рис. 1, д) обеспечивают выполнение многих технологических операций при обработке сложных деталей с разных сторон без их перебазирования и, как правило, с автоматической сменой инструмента. Использование многооперациоиных станков позволяет упростить технологический процесс изготовления деталей: обработку можно вести за один уставов. Производительность труда на многооперационных станках в 4 - 10 раз выше, чем на универсальных.

Основные детали и механизмы станков. Можно назвать три основные группы узлов, определяющих вид, размеры и тип станка.

• Корпусные (базовые) узлы - станины, стойки, колонны, поперечины, которые определяют основу станка и взаимное расположение всех узлов.
• Узлы для закрепления заготовки - стол, передняя и задняя бабки или ползун, которые определяют характер движения обрабатываемой детали.
• Узел закрепления инструмента (позиционер) - суппорт, револьверная головка, бабка инструментального шпинделя, которые определяют расположение по отношению к обрабатываемой детали и характер движения инструмента. В современных станках широко применяют унифицированные узлы, блоки, модульные конструкции, которые используют в станках разного назначения! токарных, фрезерных, сверлильных и в других, что удешевляет производство станков, их эксплуатацию и ремонт. Назовем основные унифицированные узлы: автоматические коробки скоростей (АКС), механические вариаторы, комплектные электроприводы с асинхронными электродвигателями и электродвигателями постоянного тока, электромагнитные и тормозные муфты, передачи винт-гайка качения, беззазорные редукторы, гидростатические передачи, гидропанели, системы смазывания и охлаждения, инструментальные головки и блоки, револьверные головки, резцедержатели, устройства управления ЧПУ, устройства наладки инструментов вне станка и др.

Рабочие органы управления станков с ЧПУ выполняют в вида электрических кнопок, тумблеров, переключателей. Эти органы совместно с сигнализирующей аппаратурой позволяют выполнять работы как в автоматическом (от программоносителя), так и в ручном режимах, и наблюдать за правильностью выполнения работ. Обычно станок с ЧПУ имеет два или три пульта управления. Один размещается на системе ЧПУ, второй (оперативный) располагается вблизи рабочих органов, третий пульт служит для включения станка и основных его систем, он может быть расположен вдали от рабочих органов станка.

Исполнительные механизмы приводов подач станков с ЧПУ предназначены для реализации точных перемещений рабочих органов на значительные расстояния, содержат замкнутые зубчатореечные, зубчато-червячные и шарико-винтовые передачи, в которых с помощью разветвленных кинематических цепей и нагрузочных устройств (суппортов, салазок, столов, стоек) обеспечивается их неразмыкание, автоматическая силовая выборка зазоров.

Перспективы развития станков с программным управлением. В одиннадцатой пятилетке будет продолжаться опережающий выпуск’станков’с ЧПУ. Технический уровень станков с ЧПУ повышается в результате применения базовых конструкций и соответствующей номенклатуры комплектного оборудования систем ЧПУ, модульных конструкций, стандартных и унифицированных узлов. Требования точности и повышение производительности, для обеспечения которых необходимы жесткость, виброустойчивость, быстроходность, долговечность, в современных высокопроизводительных станках достигаются применением пластиковых и гидростатических направляющих, портальных конструкций станин. Применение вертикальных компоновок станков (вместо горизонтальных) способствует уменьшению занимаемых площадей и лучшему удалению стружки из зоны резания.

Развитие программного управления будет идти по пути создания и более простых станков с упрощенными устройствами ЧПУ, а также с применением самоприспособляющихся (адаптивных) систем управления.

Современные станки должны быть приспособлены для работы в автоматических линиях. Промышленные роботы (манипуляторы) обеспечат погрузку, разгрузку, транспортирование и контроль на автоматизированных участках, управляемых от ЭВМ. Технологичность конструкций, удобство обслуживания, безопасность работы на станках, быстрота и удобство регулировок обеспечат высокие экономические и эксплуатационные характеристики станков.

Программное управление и системное проектирование электроприводов станков на базе интегральной технологии и больших интегральных схем позволяют создавать микро-ЭВМ (микропроцессор МП), состоящую из оперативного и управляющего устройств, предназначенную для автоматического выполнения последовательности операций по записанной в оперативной памяти программе, которая может изменяться. Программное управление обеспечивает логическую гибкость, т. е. возможность использовать МП для выполнения различных функций во многих областях, с изменением программы работы изменяется функционирование процессора.

Электроприводы станков с устройствами автоматики также будут охватывать широкий круг разнообразных простейших контролеров, необходимых для управления относительно несложными объектами, например, измерительными приборами и промышленными роботами, автоматизированными устройствами технического диагностирования станочного оборудования, что удешевит ремонт и эксплуатацию станков.

Современная техника требует от рабочего повышенной реакции, продуманности действий и, следовательно, значительного нервного напряжения. Поэтому на станкостроительных заводах уделяется повышенное внимание эргономике и архитектуре станков, т. е. созданию станков с совершенными внешними формами, окраской, удобным расположением механизмов управления и сигнализации.

Выполнение требований эргономики и технической эстетики способствует сохранению здоровья трудящихся и росту производительности труда. Поэтому большое внимание уделяется хорошей организации рабочего места, удобному расположению инструмента, созданию доступа к рычагам, кнопкам и другим органам управления машиной. Все это в конечном итоге способствует повышению работоспособности рабочего, безопасности работы и созданию хорошего настроения.

Станки с ЧПУ принято классифицировать по поколениям. Станки каждого поколения могут иметь право на существование исходя из экономической целесообразности. Станки первого поколения - универсальные, станки второго поколения представляют собой конструкции, специально разработанные для ЧПУ, и станки третьего поколения характеризуются возможностью обеспечения комплексной обработки.

Устройства ЧПУ станков характеризуют и по применяемой элементной базе, программоносителю, структуре устройства и приводу подач. При этом одно и то же устройство может быть отнесено к различным поколениям в зависимости от принятого классификационного признака. По признаку элементной базы, различают следующие четыре поколения: 1 - на полупроводниковых схемах; 2 - на интегральных схемах малой интеграции; 3 - на интегральных схемах средней интеграции (СИС - средние интегральные схемы); 4 - на интегральных схемах большой интеграции (БИС).

По признаку программоносителя различают три поколения:

• 1 - магнитная лента с записью программы унитарным кодом или фазомодулированным сигналом;
• 2 - перфолента пятидорожковая с записью программы в коде БЦК-5;
• 3 - перфолента восьмидорожковая с записью программы в коде ISO.

По признаку структуры различают три поколения:

• 1 - автономное устройство с постоянной структурой NC (Numerat Control);
• 2 - автономное устройство с переменной структурой CNC (Computer Numerat Control);
• 3 - центральная ЭВМ с периферийными устройствами DNC (Direct Numerat Control) - управление от одной ЭВМ.

По признаку привода подач различают следующие поколения: 1 - привод с максимальной частотой до 1000 Гц (шаговый с электродвигателями постоянного тока); 2 - шаговый с максимальной частотой 8000 Гц, частота приемистости (частота наброса) 2000 Гц; 3 - шаговый с максимальной частотой 16 000 Гц; 4 - привод от высокомоментных электродвигателей постоянного тока с тиристорными преобразователями и силовыми шаговыми электродвигателями с максимальной частотой 16 000 Гц.

Повышение частоты обеспечивает повышение скорости перемещения рабочих органов станка, а, следовательно, производительности. Повышение точности обработки обеспечивают уменьшением дискретности. В устройствах ЧПУ с приводом подачи четвертого поколения обеспечены дискретность 0,001 мм и скорость быстрого перемещения 10 м/мин. Однако известны устройства подачи при дискретности 0,001 мм и скорости быстрого перемещения до 20 м/мин.

Устройства с постоянной структурой выпускают для различных групп станков: токарных («Контур-2ПТ», Н-22), фрезерных («Контур-ЗП», Н-33), координатно-расточных («Размер-2М», П-33), шлифовальных (Ш-111М, П-111), электроэрозионных («Контур-2П-67»). Эти устройства имеют ввод кодированной программы на перфоленте.

Устройства с переменной структурой возникли позднее. Устройства с переменной структурой строятся на основе микро-ЭВМ либо микропроцессоров (класса СNС). Важной особенностью систем СNС является возможность хранения всей управляющей программы в памяти. Это позволяет выполнять редактирование программы непосредственно у станка.