Как работает координатно расточной станок

Координатно-расточной станок

Среди токарного оборудования станки, которые относятся к координатно-расточной группе, считаются наиболее точными. Координатно-расточной станок устанавливается для получения сложных деталей, производство которых вызывает большое количество трудностей. Горизонтально координатно-расточной станок или с вертикальной компоновкой предназначен для получения деталей с несколькими отверстиями, расположенными относительно друг друга с определенным смещением. Впервые появился именно координатно-расточной станок с ЧПУ, так как принцип работы основан на перемещении заготовки относительно режущего инструмента с точностью до одной тысячной миллиметра. При этом устройство может контролировать точность размеров, а также расположения заготовки в автоматическом режиме.

Область применения

Координатно-расточные станки для дерева и металла не существенно отличаются друг от друга, разница заключается лишь в том, какая нагрузка может выдерживаться и какие режущие инструменты устанавливаются в шпинделе. Конечно, на моделях, предназначенных для дерева, не следует проводить обработку заготовок из металла.

Координатно-токарно-расточной станок создавался для получения межцентровых отверстий, расположенных относительно друг друга на определенном расстоянии. Работа устройства проводится без установки специальных измерительных приспособлений, которые предназначены для направления инструмента.

Следует учитывать, что принцип работы координатно-расточного станка предусматривает выполнение следующих операций:

1. Получение глухих и сквозных отверстий.
2. Выполнение финишного прохода по поверхности фрезой.
3. Расточки и развертки.
4. Разметочные работы и обработка торцевых поверхностей.
5. Контроль заданных размеров.

Схема координатно-расточного станка определяет то, что большинство заготовок представлено корпусными деталями. Кроме этого проводится выполнение работы по созданию отверстий в кондукторах, в которых они должны быть расположены с высокой точностью относительно друг друга.

Расточка и другие операции на координатно-расточном станке могут проводиться в рамках выпуска средних и больших партий деталей.

Составные части станка и пример обрабатываемых отверстий

Устанавливаемые инструменты координатно-расточного станка позволяют проводить и разметку деталей, в основном межцентровых расстояний. Особенности конструкции позволяют создавать отверстия, которые расположены под углом или во взаимно перпендикулярных плоскостях. Шпиндель координатно-расточного станка позволяет выполнять создание отверстий, которые находятся с торцевых сторон.

Рассматривая виды и модели координатно-расточных станков следует отметить, что оборудование может оснащаться оптическим отсчетным устройством, а также системой ЧПУ контроля позиции заготовки и режущего инструмента. При этом производители координатно-расточных станков указывают на то, что подобное оборудование является сочетанием измерительной и металлообрабатывающей машины. Именно поэтому в некоторых случаях базирование заготовки проводится на рассматриваемом станке, а вот обработка выполняется другим оборудованием.

Если основные узлы координатно-расточных станков находятся в хорошем техническом состоянии, то точность обработки составляет 0, 004 миллиметра. На металлообрабатывающем оборудовании обычной токарной группы нельзя получить детали со столь точными размерами. Рассматривая ГОСТ и нормы точности координатно-расточных станков следует также отметить, что некоторые снабжаются устройством цифровой индикации, которое позволяет контролировать размеры с точностью вплоть до тысячных миллиметра.

Возможная компоновка

Рассматривая координатно-расточные станки и их технические характеристики следует уделить внимание тому, что их применение рентабельно только в случае необходимости точного позиционирования инструмента. При этом выделяют:

1. Модели с одной стойкой.
2. Двухстоечный координатно-расточной станок.

В чем заключается разница подобных моделей? Рассматривая описание координатно-расточных станков следует уделить внимание тому, сколько колон возвышается над столом. При больших размерах стола для повышения жесткости конструкции и обеспечения более высокой точности позиционирования инструмента устанавливается две стойки. Координатно-расточной современный станок конструктивно может существенно отличаться, что следует учитывать.

Общий вид координатно-расточного станка

Особенности конструкции

Горизонтальный координатно-расточной металлообрабатывающий станок получил весьма большое распространение, так как основные узлы удобно расположены для обработки заготовок больших размеров. Схема координатно-расточного одностоечного и двухстоечного станка существенно отличаются. Примером можно назвать токарно-расточной станок одностоечного типа:

1. Основная часть конструкции представлена станиной, на которой расположены все узлы.
2. Расточка на координатно-расточном современном станке проходит за счет установки особой расточной головкой. В некоторых случаях она предусматривает быструю смену инструмента. Инструмент координатно-расточного современного станка может крепиться через специальную оснастку.
3. Крестовой стол. Принцип работы этого оборудования определяет возможность перемещения заготовок в двух направлениях.

Двухстоечные координатно-расточные станки производители выпускают со следующими узлами:

1. Все тот же стол, на котором проводится обработка устанавливаемых заготовок. Их можно закрепить для того, чтобы получить отверстие или несколько с точным взаимным расположением.
2. Стойка и станина. Многие модели предусматривают расположение инструмента над корпусной или другой деталью. Шпиндель может быть самым различным.
3. Расточная головка. Основные технические характеристики определяются особенностями устанавливаемой расточной головки. Некоторое оборудование имеет головки с автоматической сменой инструмента.

Практически во всех случаях двухстоечный координатно-расточной станок или одностоечного типа имеет станину, которая состоит из двух плоских и одной Т-образной направляющей. По данным направляющим проходит передвижение салазок. Нормы точности выдерживаются согласно ГОСТ благодаря точному позиционированию всех элементов относительно друг друга. На самых различных элементах конструкции могут быть расположены блоки управления: их виды зависят от того, какая фирма занимается производством оборудования, и какая система управления установлена.

Электрическая схема координатного-расточного станка на примере 2А450МФ

Принцип действия

На момент производства рассматриваемого оборудования учитываются следующие моменты:

1. Деталь закрепляется на столе, который, как ранее было отмечено, может передвигаться по установленным направляющим. Этот момент определяет то, что можно проводить получение отверстий растачиванием
2. Как практически во всех металлообрабатывающих станках, так и в тех, что могут обрабатывать дерево, есть шпиндель. Стоит учитывать, что шпиндель предназначается для крепления режущего инструмента. У некоторых моделей шпиндель представлен головкой, которая может сменять режущий инструмент согласно заданной программе. За счет этого существенно упрощается процесс. Шпиндель может быть расположен на различных элементах, все зависит от особенностей конкретной модели.
3. Расточная головка и траверса также закрепляются оператором на необходимой высоте, которая зависит от размеров детали.

Рассматривая токарно-расточной станок следует уделить внимание тому, что позиционирование шпинделя проводится следующим образом:

1. Описание этого оборудования определяет возможность позиционирования путем установки стола благодаря перпендикулярно расположенным относительно друг другу направляющим.
2. Устанавливаемая головка может перемещаться по траверсе. Именно поэтому токарно-расточной станок может применяться для получения отверстий на корпусных заготовках весьма больших габаритов.

Однако сложность конструкции заключается не в возможности позиционирования инструмента и заготовки относительно друг друга, а в высокой точности всех размеров. Стандарт определяет точность не менее 0,004 мм погрешности.

Модели с ЧПУ

Следует учитывать тот момент, что координатно-расточной современный станок с ЧПУ получил весьма большое распространение в последнее время. Это связано с тем, что по ГОСТу размеры многих деталей должны быть весьма точными. Поэтому если по ГОСТ точность должна быть очень высокой, а производство проводится в течение короткого промежутка времени, следует уделить внимание координатно-расточным станкам с ЧПУ.

Координатно-расточной станок с ЧПУ

Почему данный тип оборудования сегодня настолько востребован?

Координатно-расточные станки с ЧПУ оснащаются компьютерами, через которые проводится установка координат и режимов обработки. За счет того, что ГОСТ соблюдается не вручную оператором, а точность контролируется компьютером существенно снижается вероятность появления погрешности. Поэтому ГОСТ сегодня соблюсти можно только при установке моделей, которые снабжаются блоком ЧПУ.

Модели с ЧПУ могут применяться как для черновой, так и для чистовой обработки. Однако стоит учитывать, что оператором могут стать только подготовленные люди, несмотря на отсутствие необходимости в ручном управлении. Токари и другие специалисты должны проходить переподготовку для того чтобы правильно управлять оборудованием.

Достоинствами моделей с блоком числового программного управления можно назвать:

1. Высокую точность работы.
2. Высокий показатель производительности.
3. Возможность установки на автоматизированных линиях.
4. Защищенность зоны резания от окружающей среды.
5. Возможность получения сложных заготовок, которые имеют различные плоскости и отверстия: глухие, пересекающиеся, наклонные и так далее.
6. Компактные размеры при высокой производительности.

Однако есть и несколько существенных недостатков:

1. Достаточно высокая стоимость. Применение современных технологий определяет существенное удорожание оборудования. Поэтому рентабельность установки станков с ЧПУ должна быть тщательно просчитана.
2. Сложность в обслуживании. Стоит помнить о том, что координатно-расточной станок с ЧПУ может обслуживать и ремонтировать исключительно специалист, имеющий соответствующие навыки. В случае повреждения или выхода из строя одного из узлов придется обращаться к продавцу или компаниям, которые предоставляют услуги по ремонту. Решить проблему самостоятельно будет практически не возможно.
3. В некоторых случаях для наладки производства при установке станков с ЧПУ нужно нанимать специалиста. Это связано со сложностями, которые возникают при составлении программы по обработке и наладке оборудования.
4. Показатель трудозатрат снижается до 80%, а производительности увеличивается примерно на 50%. Эта информация определяет то, что один станок с ЧПУ может заменить три обычных.

Современные нормы изготовления различных деталей обязывают заводы и иные организации, занимающиеся производством устанавливать станки с ЧПУ. Это связано с тем, что только они могут обеспечить высокую точность размером и показателя шероховатости поверхности.

Лучшими производителями считают МЗКРС и «Стан-Самара». Они выпускают модели, которые устанавливаются практически на всех заводах и производственных линиях. Наиболее распространенными моделями назовем 2В440А, 2Д450, 2А450. При выборе наиболее подходящей модели уделяют внимание на следующие моменты:

1. Максимальные размеры заготовки.
2. Масса конструкции.
3. Максимальный и минимальный диаметр отверстия.
4. Скорость, с какой может вращаться режущийся инструмент.
5. Максимальный вес заготовки.
6. Мощность главного привода и всех дополнительных электродвигателей.

Чаще всего это металлообрабатывающее оборудование устанавливается в машиностроительных цехах. Сегодня распространение получили и модели, выпускаемые под брендом Newall (Англия). Еще относительно небольшое распространение получили модели, выпускаемые под брендами WHN и WKV.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Электрооборудование, свет, освещение

Среди оборудования своеобразными «аристократами» называют координатно-расточные станки, которые предназначаются для создания самых ответственных деталей — отверстий с небольшими отклонениями их взаимного размещения. На подобных станках имеется специальное отсчетное устройство, при помощи которого можно заготовка относительно инструмента перемещается с погрешностью не больше 0,001 миллиметра, и контролирующее устройство для проверки отклонений размеров на обработанных деталях.

Содержание:

Предназначение координатно-расточного станка

Координатно-расточные станки предназначаются для обработки межцентровых отверстий, расстояние между которыми должно точно выдерживаться от базовых поверхностей в прямоугольной системе координат, без использования приспособлений для направления инструмента.

На подобных станках производится сверление, чистовое фрезерование, растачивание, развертывание и зенкерование отверстий, контроль и измерение деталей, чистовое фрезерование торцов, а также разметочные работы. Станки применяются для проделывания отверстий в корпусных деталях и приспособлениях, а также кондукторах, для которых нужна существенная точность взаимного размещения отверстий, в мелкосерийном, единичном и массовом производстве.

На станках наряду с растачиванием выполняются разметка и проверка размеров, в том числе и межцентровых расстояний. Применяя поворотные столы, которые поставляются со станком, можно обрабатывать отверстия, что заданы в полярной системе координат, взаимноперпендикулярные и наклонные отверстия, а также протачивать торцовые поверхности.

Станок оснащен оптическими отсчетными устройствами, которые позволяют отсчитывать целые и дробные части координатного размера. Так как устройство координатно-расточных станков является соединением измерительной машины и металлорежущего станка, то работая на подобном оборудовании, можно контролировать детали, обработанные на других станках.

При нормальной эксплуатации вертикальный координатно-расточный станок способен обеспечивать точность межцентровых расстояний в системе координат порядка 0,004 миллиметра. Чтобы получить более точное расстояние между центрами отверстий, оснащают координатно-расточный станок устройством цифровой индикации, которое дает оператору возможности произведения установки координат с дискретностью около 0,001 миллиметра.

Классификация координатно-расточных станков

Бывают координатно-расточные станки одно- и двухстоечными. Имеют одностоечные станки в своей конструкции крестовый стол, который предназначается для передвижения заготовки в двух направлениях, которые являются взаимно перпендикулярными. Основным движением здесь являются вращающиеся движения шпинделя, а движением подачи — вертикальное перемещение шпинделя.

Двухстоечные станки в своей конструкции имеют стол, который находится на направляющих. Стол способен перемещать установленную заготовку в направлении координаты Х. При движении шпиндельной бабки ось шпинделя передвигается относительно изделия, установленного на столе, в направлении координаты У. Для опускания и подъема шпиндельной бабки поперечину принято перемещать вниз или вверх по направляющим стоек.

Основываясь на уровне автоматизации, координатно-расточные станки разделяют на станки с ЧПУ, цифровой индикацией и набором координат, а также с автоматической сменой заготовок и инструментов, которые позволяют выполнять разные фрезерные работы с высоким уровнем точности.
Зависимо от характера производимых операций, конструктивных особенностей и назначения, координатно-расточные станки бывают универсальными и специализированными. Универсальные станки, в свою очередь, разделяются на горизонтально-расточные и отделочно-расточные. Самым существенным параметром для всех видов станков выступает диаметр расточного шпинделя.

Модели координатно-расчетных станков

Популярные модели координатно-расточных станков в своей конструкции имеют прямоугольный стол с поперечным и продольным перемещением. Предусматривается установочное передвижение шпиндельной бабки. Ускоренное и рабочее перемещение стола в поперечном и продольном направлении проводится электрическими приводами с широчайшим диапазоном регулирования, который позволяет увеличить жесткость и производительность координатно-расточного станка при фрезеровании. Рассмотрим подробнее технические характеристики популярных моделей координатно-расточных станков.

Координатно-расточный станок 2а450

Размеры координатно-расточного станка 2а450, включая ход салазок и стола, — 2670 на 3305 на 2660 миллиметров. Рабочая поверхность стола имеет размеры 1100 на 630 миллиметров. Вес станка, не учитывая массу принадлежностей и электрошкафа, — 7300 килограмм. При работе на данном станке можно достичь наибольшего диаметра сверления в 30 миллиметров и наибольшего растачиваемого отверстия в 250 миллиметров при использовании изделия с максимальным весом в 600 килограмм. Частота вращения шпинделя достигает 50-2000 оборотов в минуту, скорость передвижения изделия при фрезеровке доходит 30-200 оборотов в минуту. При использовании координатно-расточного станка 2а450 мощность электродвигателя достигает 4,5 вКт, частота вращения – 1800 оборотов в минуту.

Координатно-расточный станок 2д450

Координатно-расточный станок 2д450 имеет такие размеры (с ходом салазок и стола) — 3305 на 2705 на 2800 миллиметров. Рабочая поверхность имеет габариты 1100 на 630 миллиметров. Вес станка без электрошкафа и необходимых принадлежностей – 7800 килограмм. Наибольший диаметр расточки отверстий составляет 250 миллиметров, при этом возможно использование изделия с весом до 600 килограмм. В минуту число оборотов шпинделя составляет 50-2000. Мощность установленного на станке электродвигателя — 2 вКт, частота вращения – 700 оборотов в минуту.

Координатно-расточный станок 2в440а

Габариты координатно-расточного станка 2в440а, в том числе хода салазок и стола, — 2520 на 2195 на 2430 миллиметров. Длина рабочей поверхности стола составляет 800, а ширина — 400 миллиметров. Масса станка с выносными принадлежностями составляет 3630 килограмм. При использовании координатно-расточного станка 2в440а возможно достижение максимального диаметра сверления в сплошном материале 25 миллиметров и максимального диаметра расточки в 250 миллиметров при использовании изделий с наибольшим весом в 320 килограмм. Предел частоты вращения шпинделя доходит в минуту до 50-2000 оборотов, мощность электродвигателя составляет 2,2 вКт, частота вращения – 800 оборотов в минуту.

Координатно-расточный станок 2431

Модель 2431 имеет габаритные размеры – 1900 на 1445 на 2435 миллиметров и вес без электрооборудования – 2510 килограмм. Масса электрооборудования к координатно-расточному станку 2431 составляет 420 и комплекта принадлежностей 380 килограмм. Габариты рабочей поверхности стола – 560 на 320 миллиметров. При использовании данной модели достигается максимальный диаметр сверления в 18 миллиметров и максимальный диаметр расточки в 125 миллиметров при применении изделий с наибольшим весом в 250 килограмм. Предел частоты вращения шпинделя в минуту составляет от 75 до 3000 оборотов, общая мощность электродвигателей составляет 2,81 вКт, мощность главного двигателя 2,2 Квт.

Координатно-расточный станок 2421

Габариты координатно-расточного станка 2421 составляют — 900 на 1615 на 2207 миллиметров. Рабочий стол имеет размеры 450 на 250 миллиметров. Масса станка с комплектом принадлежностей составляет 1610 килограмм. Используя данную модель, можно достичь максимального диаметра сверления в сплошном материале 12 миллиметров и максимального растачиваемого отверстия в 80 миллиметров при использовании изделий с наибольшим весом в 150 килограмм. Частота вращения шпинделя составляет от 135 до 3000 оборотов в минуту. Мощность электродвигателя — 10 вКт.

Таким образом, координатно-расточные станки выполняют самую ответственную функцию – проделку отверстий и контроль их отклонений. Станок оснащен устройством цифровой индикации, которое дает возможность оператору устанавливать координаты с дискретностью 0,001 миллиметра, а также отсчетными устройствами для отсчитывания целой и дробной части координатного размера.

Расточный станок: назначение, схема, характеристика. Модели расточных станков

Расточными называют станки, используемые для обработки крупногабаритных заготовок в массовом и мелкосерийном производстве с использованием разных инструментов. Различаться оборудование этого типа может прежде всего по конструкции и сфере применения. Помимо обычных, существуют также модели с ЧПУ, работающие по заранее составленным программам.

Расточные станки: назначение и сферы использования

Применяться такое оборудование может для выполнения таких операций, как:

• нарезание резьбы, внутренней и наружной;
• сверление отверстий глухих и сквозных;
• зенкерование;
• подрезка торцов заготовок;
• торцевое и цилиндрическое фрезерование и т. д.

Чаще всего это оборудование используется для чистовой или получистовой обработки. Однако бывает, что с его применением производят и чистовую. Корпус детали на таких станках обрабатывается редко, но иногда эта операция все же производится. Ремонт расточного станка выполняется примерно по такой же технологии, что и токарного. То же самое касается и особенностей эксплуатации. Конструкцию эти два типа станков имеют схожую. Как и многие другие специальные разновидности оборудования, предназначенного для обработки металлических и деревянных заготовок, расточный станок был когда-то сконструирован на основе именно токарного.

Виды расточных станков по конструкции

На предприятиях может использоваться три основных типа такого оборудования:

• горизонтально-расточные станки;
• координатно-расточные;
• алмазно-расточные.

Наибольшее распространение получили первые две разновидности станков. За перемещение инструмента во всех типах такого оборудования отвечает шпиндель. При выполнении операций по обработке заготовок могут использоваться такие инструменты, как сверла, развертки, зенкера. Иногда также применяется фреза.

Горизонтально-расточные модели

Основной особенностью конструкции станка этой разновидности является то, что шпиндель расположен в горизонтальном положении и может выдвигаться. Это позволяет делать отверстия даже в самых труднодоступных местах, в том числе и в габаритных деталях (стрелы, рамы, металлоконструкции).

Основным движением горизонтально-расточных моделей является вращательно-поступательное. Выполняется оно шпинделем. Перемещается в таких станках не только собственно сам инструмент, но и заготовка. При необходимости во время работы можно переключать подачи и скорости. Подача в некоторых случаях осуществляться посредством специальной подложки.

В зависимости от комплектации, помимо основных движений, такие станки могут иметь вспомогательные:

• шпиндельной бабки по вертикальной оси;
• стола по заданным координатам.

Также конструкцией некоторых моделей предусмотрена возможность перемещения люнета и задней стойки. Ниже представлена схема расточного станка этого типа. Горизонтальные модели могут использоваться для обработки деталей, выполненных из чугуна, или литейной стали.

Виды по компоновке

Расточный станок обычно используется для обработки сложных по конфигурации деталей со множеством отверстий, пазов и уступов. По компоновке это оборудование классифицируется на:

• Модели с диаметром шпинделя до 125 мм. С использованием такого оборудования обрабатывают обычно небольшие заготовки. Стол у таких моделей может перемещаться по двум осям. Расточная бабка способна двигаться по колонне в вертикальном направлении.
• Оборудование с диаметром шпинделя 100-200 мм. Такой расточный станок предназначен для работы с заготовками средних размеров и крупными. У таких станков стол перемещается только в одном направлении.
• Модели со шпинделем 125-320 мм. Это оборудование применяется для обработки очень крупных деталей. У этих станков стол неподвижен.

Особенности координатно-расточных моделей

Станки этой разновидности используются для сверления отверстий по точно заданным параметрам. Выполняться эта операция может на разных заготовках (кондукторных плитах, корпусных деталях и т. д). Высокая точность обработки обеспечивается наличием в конструкции координатно-расточных моделей специальных устройств: механических, оптических и электронных. Помимо этого, такие модели оснащаются поворотными столами. Это позволяет делать отверстия в полярных системах координат без необходимости смещения детали. На предприятиях могут использоваться двухстоечные или одностоечные координатно-расточные станки. Габариты у моделей этого типа, в отличие от горизонтальных, не слишком большие.

Алмазно-расточные станки

Модели этой группы предназначены в основном для тонкого растачивания цилиндрических поверхностей. При наличии дополнительных комплектующих на них можно также обрабатывать фасонные и конические поверхности вращения, канавки и торцы. При использовании таких станков допускается выполнять сверление одновременно нескольких отверстий с параллельными осями. Алмазно-расточные станки могут быть:

• вертикальными;
• наклонными;
• комбинированными;
• горизонтальными с подвижным столом.

Стоимость

Расточные станки во многих случаях относятся к оборудованию особого назначения. Поэтому стоят они в большинстве своем очень дорого. Существуют модели, цена на которые может составлять миллионы рублей. Некоторые станки стоят подешевле — несколько сотен тысяч. Зависит цена на оборудование этого типа, как и любого другого, в первую очередь от его технических характеристик. Сегодня на рынке имеются в том числе и бывшие в употреблении станки этого типа. Стоят они, конечно же, дешевле новых.

Расточные станки: модели отечественные и зарубежные

На отечественном рынке расточные станки представлены достаточно широко. Марок этого оборудования существует множество. В качестве примера можно привести:

1. Выпускаемые компанией TOS Varnsdorf станки серий WH, WHN, WRD.
2. Мобильные модели Climax производства США.

До сих пор большой популярностью на рынке пользуются и советские модели этой группы. К примеру, при желании можно приобрести горизонтально-расточные 2А614, 2А622, 2А635 либо координатно-расточные 2421, 2Е440, 2Е450 и т. д.

Основные технические характеристики

Покупая расточный станок, обычно обращают внимание на следующие параметры:

• диаметр шпинделя;
• максимально допустимые габариты и вес заготовок;
• размеры рабочего стола;
• максимально возможное перемещение по осям;
• количество скоростей;
• диапазон подач;
• мощность двигателя.

Очень важна также такая характеристика расточного станка, как мощность двигателя.

Расточные станки с ЧПУ

Модели этой разновидности в сравнении с обычными имеют массу преимуществ. Их работой управляет компьютер с заложенной в него программой. Это позволяет добиться высокой точности обработки и максимальной производительности. Пишется программа в специальных кодах, указанных в описании к станку. Использоваться это современное оборудование может как для черновой, так и для чистовой обработки деталей.

Расточные станки — оборудование действительно востребованное и во многих случаях незаменимое. В особенности тогда, когда нужна ювелирная точность или максимальная производительность. Если у предприятия имеется необходимость в оборудовании этого типа, найти подходящую модель на современном отечественном рынке не составит труда.

Расточные станки

Одной из распространенных групп оборудования в металлообрабатывающей промышленности являются расточные станки. Эта группа станков широко используется как в условиях индивидуального, так и в условиях крупносерийного производства. Отличительной особенностью, по которой расточные станки выделяются в отдельную группу, является возможность выполнения металлорежущих операций в труднодоступных местах обрабатываемых деталей.

На расточных станках производятся следующие металлорежущие операции:

• растачивание внутренних поверхностей;
• обтачивание наружных поверхностей тел вращения;
• нарезание резьб;
• сверление;
• развертывание и зенкерование;
• цилиндрическое фрезерование;
• торцевое фрезерование.

Классификация расточных станков осуществляется по нескольким критериям. Рассмотрим основные.

1. Направление основной подачи:

• горизонтальное;
• вертикальное;
• расположенное под углом.

2. Способ управления:

• ручное;
• числовое программное управление (ЧПУ);
• комбинированное.

3. Максимальные линейные размеры обрабатываемой детали.

4. Мощность приводных электродвигателей.

5. Точность обработки.

Рассмотрим основные подвиды расточных станков.

Горизонтально-расточные станки

Основной отличительной особенностью горизонтально-расточного станка (рис. 1) является горизонтальное расположение шпинделя. Этот тип станка несколько напоминает обычный токарно-винторезный станок. Но в горизонтально-расточном станке имеется несколько ключевых отличий. Во-первых, отсутствует задняя бабка. Вместо задней бабки установлен подвижный люнет. Во-вторых, планшайба, которой оборудован шпиндель, имеет возможность смещать резец относительно оси вращения, что нехарактерно для токарного станка. В третьих, здесь имеется стол, на котором может быть закреплена деталь.

Рисунок 1. Горизонтально-расточной станок

Рассмотрим основные узлы и элементы, из которых состоит стандартный горизонтально-расточной станок.

1. Задняя стойка. Предназначена она для закрепления на ней подвижного люнета. Может перемещаться на направляющих станины. Имеет рычаг для фиксации положения.
2. Люнет. Это приспособление предназначено для удерживания хвостовой части обрабатываемой детали, если ее длина не позволяет произвести надежное закрепление на столе. Является дополнительной точкой крепления. Люнет может перемещаться в вертикальной плоскости. Перемещение в горизонтальной плоскости осуществляется посредством движения задней стойки.
3. Передняя стойка. Основная опора, на которой крепится рабочий орган станка — шпиндельная бабка. На передней стойке расположены вертикальные направляющие, по которым перемещается бабка.
4. Суппорт. Этот элемент горизонтально-расточного станка служит для подачи резца к поверхности обрабатываемой детали. Суппорт имеет возможность продольного перемещения в горизонтальной плоскости вдоль оси вращения.
5. Планшайба (рис. 2). В отличие от стандартной планшайбы станков токарной группы, служит для закрепления в ней расточного резца. Имеет возможность смещения резца относительно оси вращения. Это позволяет одним резцом выполнять различные расточные операции.
6. Шпиндель. Передает вращательное движение от коробки скоростей на планшайбу.
7. Бабка. Рабочая подвижная часть горизонтально-расточного станка. Внутри бабки располагается электродвигатель, коробка передач и направляющие для осевого перемещения суппорта.
8. Пульт управления. Включает в себя кнопки изменения рабочей скорости, реверса, настроек автоматической подачи и аварийной остановки.
9. Стол. Служит для расположения и закрепления на нем массивных деталей небольших габаритов.
10. Салазки. Служат для перемещения стола.
11. Станина. Является основанием станка. На станине располагаются две стойки и стол. Иногда станина имеет возможность регулировки уровня установки станка.

Рисунок 2. Планшайба расточного станка.

Сегодня все чаще встречаются горизонтально-расточные станки, которые оснащены модулем числового программного управления.

Координатно-расточные станки

Главной особенностью координатно-расточных станков (рис. 3) является высокая точность обработки деталей.

Рисунок 3. Координатно-расточной станок.

Достигается повышенная точность обработки благодаря применению различных высокоточных механизмов расчета координат, по которым осуществляется движение резца. Есть несколько основных способов расчета координат, внедряемых на координатно-расточные станки:

• индуктивный;
• механический;
• оптико-механический;
• электронный.

Шпиндель на станках этой подгруппы располагается вертикально. Но иногда встречаются модели с горизонтальным расположением шпинделя. Шпиндельная головка, помимо изменения скорости и направления вращения, также осуществляет рабочую подачу, увеличивая или уменьшая глубину проникновения резца в деталь.

Стол имеет две степени свободы. Закрепленная на столе деталь способна перемещаться в продольном и поперечном направлении. При этом величина этих перемещений с высокой точность контролируется координатной системой.

Также на координатно-расточных станках, помимо выполнения всего спектра операций, характерных для станков расточной группы, выполняются разметочные операции.

Алмазно-расточные станки

Алмазно-расточные станки (рис. 4) предназначены для финальной (тонкой) обработки деталей.

Рисунок 4. Алмазно-расточной станок.

Алмазно-расточной станок состоит из следующих основных узлов.

1. Станина. Является основанием станка, на котором закрепляется стол и вертикальная тумба. Станина выполняется массивной и имеет отверстия для закрепления станка в фундаменте.
2. Электрический щит. Служит для вмещения электрических компонентов станка.
3. Вертикальная тумба. Крепится к станине и выполняет несущую функцию для установки рабочего оборудования.
4. Стол. На столе закрепляются заготовки. Стол имеет рукоятки управления продольной и поперечной подачей.
5. Блок установки приводного электродвигателя и механизма вертикальной подачи. Здесь установлен электродвигатель, коробка скоростей и цилиндр вертикальной подачи.
6. Направляющие вертикальной подачи. Служат опорой при вертикальном перемещении шпиндельной головки.
7. Шпиндельная головка. Предназначена для закрепления в ней алмазного резца.
8. Алмазный резец.

Помимо хорошей точности обработки, алмазный резец обеспечивает высокий класс чистоты поверхности. Эти станки применяются там, где нужна высокая чистота и точность обработки, например, в автомобильных и авиационных двигателях, деталях станков, контрольно-измерительном оборудовании.

Координатно-расточной станок: предназначение, принцип работы, виды

Координатно-расточным агрегатам отведено особое место в мире станков, ведь они выполняют одну из самых сложных задач — создают высокоточные отверстия с незначительными отклонениями в размещении относительно друг друга. У такого оборудования особое отсчетное устройство, что дает возможность делать высокоточную обработку заготовок. Погрешность при сверлении отверстий до 1 микрометра. Дополнительно координатные станки оснащены устройством, контролирующим возможные отклонения, что делает рабочий процесс практически ювелирным.

Такой тип техники применяется в обработке межцентровых отверстий если необходимо добиться максимально точных расстояний согласно с заданными на плоскости координатами. В процессе обработки заготовок не нужны дополнительные конструкции, направляющие инструмент.

Предназначение координатно-расточного станка

Используя этот вид агрегатов возможно выполнить:

• Максимально точное сверление.
• Растачивание.
• Чистовое фрезерование.
• Развертывание.
• Разметочные работы.
• Измерение и контроль параметров деталей.

В большинстве случаев такое оборудование используется для проделывания отверстий, при котором главным параметром является точность их взаимного размещения.

Комплект поставки

В комплект входят дополнительные разнообразные инструменты и специальные принадлежности, помогающие сверлить и растачивать отверстия, нарезать резьбу, проводить фрезерование и делать разметку. Речь идет о таких элементах:

• Патроны.
• Переходные втулки.
• Оправки для фрез.
• Набор борштанг.
• Универсальный резцедержатель.
• Резцедержатель точной подачи.
• Микроскопе-центроискатель.
• Пружинный керн.
• Установочный центр.
• Резцы, сверла, развертки, метчики.

Классификация оборудования

Расточные агрегаты обладают некоторыми конструктивными особенностями. В зависимости от типа выполняемых работ оборудование может быть специализированным или универсальным.

Главный признак агрегатов подобного рода — шпиндель (может располагаться как в горизонтальном, так и в вертикальном положении), с помощью которого приводится в движение осевая подача. Так как оборудование приспособлено под выполнение разных задач, то зачастую заготовка проходит полный цикл обработки. Важно, что изделие не нужно перемещать между несколькими станками.

Потому установки для растачивания пользуются особым спросом в отрасли машиностроения, где существует острая необходимость в постоянной сложной обработке деталей. Главная характеристика, влияющая на уровень производительности — сечение шпинделя. В нем фиксируется рабочий инструмент.

Виды агрегатов

На сегодняшний день существуют следующие виды данных станков:

1. Токарно-расточные.
2. Алмазно-расточные.
3. Координатно-расточные.
4. Горизонтально-расточные.

Координатно-расточные агрегаты признаны самыми универсальными и многофункциональными, что позволяет использовать их почти для всех известных операций, связанных с обработкой отверстий. На таких агрегатах могут выполняться разметочные процедуры, требующие высокой точности, ведь они оснащены электронными, механическими, индуктивными и оптическими устройствами подсчета, которые становятся гарантией безупречности измерений передвижений подвижных узлов.

Второе существенное достоинство — универсальный поворотный рабочий стол, благодаря ему можно работать с наклонными отверстиями.

Вращение шпинделя — основное (рабочее) движение, а вертикальное перемещение — движение подачи. В состав входит одна либо две стойки.

Обработка заготовок

Для обработки деталей понадобится специальный инвентарь. В большинстве случаев пользуются расточными головками, монтирующимися в разные приспособления. У головок имеется цельнометаллическая державка хвостовика; на ней разместился паз, перемещающий резец ползуна.

А также часто применяется приспособление, позволяющее заниматься выполнением эффективного и быстрого растачивания пресс-форм (их матриц). Заготовка ставится на столе и фиксируется с двух сторон болтами прижимами. Полость матрицы обрабатывается посредством квадратной регулирующей головки. Ее дополняют кольцо-регулятор со шкалой, снизу — паз. По нему передвигается ползун с резцом на держателе. Микровинты позволяют настроить головку. Стоит отметить, что головки используются не во всех механизмах подобного типа.

Расточное оборудование имеет ряд важных достоинств:

• Простота и универсальность технологической оснастки.
• Повышенная производительность.
• Уменьшенная длительность производственного цикла.
• Быстрая подготовка оборудования к переориентированию на выпуск новых деталей.

Координатный станок: описание

Координатный станок может иметь от 3 и более осей. В простейшем случае это горизонтальное, вертикальное и вращательное движение. Оптимальным решением являются 5-координатные системы, позволяющие обрабатывать большинство сложных изделий. Для более специализированного применения к существующим осям могут добавляться еще наклонные либо поворотные механизмы.

Назначение многоосевых систем

Координатный станок имеет независимые оси, ориентирующие одновременно инструмент и деталь относительно него. К дополнительным осям относят противошпиндельный узел, поворота стола, механизмы выгрузки и загрузки заготовок. Управление осуществляется от контроллеров станка.

Координатный станок имеет такое название благодаря точности нанесения отверстий на поверхности обрабатываемой детали вдоль какой-либо оси системы. Как правило, стол перемещается по двум координатам, а инструмент движется вертикально по третьей. Добавим возможность вращения самой детали и изменение наклонной поверхности.

Координатный станок снабжается двумя дополнительными осями перемещающие сам инструмент в двухкоординатной системе, что позволяет выполнять даже самые сложные пазы и отверстия.

Классические обозначения

Все координатные станки с ЧПУ стараются изготавливать со стандартными именами осей. Однако производитель может менять буквенное обозначение по своему усмотрению. Сложилось так, что горизонтальное перемещение ассоциируется с латинской буквой X, Y чаще выполняет роль вертикальной проекции, но на 5-координатных системах эта ось является вторым направлением движения стола.

Перемещение по вертикали и по направлению движения инструмента к детали обозначают латинской буквой Z. Причем увеличение счета положения происходит при направлении от заготовки. C осью чаще именуют вращательное движение, чаще такое обозначение используется при цилиндрической обработке.

Дополнительные оси назначаются согласно продолжению алфавита. Однако диску вращения инструмента присваивается буква A. Противошпиндель именуется буквой E. Дальнейшие наименования производитель станка выбирает согласно своим предпочтениям.

Разнообразие вариантов осевых систем

Координатно-фрезерный станок становится более дорогостоящим с каждой добавленной осью. Перемещение самого инструмента по двум координатам дает большие возможности для реализации реза в труднодоступных местах. Однако это должно быть оправдано с точки зрения технологии.

Часто дополнение вращения самого инструмента снижает прочность всей конструкции и такие системы становятся менее долговечными. Чем меньше присутствует кинематических связей, тем надежнее становится станок и он способен обрабатывать более жесткие материалы. Более рациональным решением будет не дополнять вращение инструмента, а выбрать модели с поворотным столом.

При последнем варианте станка вращается более крупный узел, но такая модель будет, несомненно, дороже. Однако сохраняется важная характеристика координатно-расточного станка: жесткость конструкции и надежность. Снижается этот параметр при обработке деталей по весу превышающие нормально допустимые параметры.

Возможности многоосевых систем

• Бобышки, отверстия нестандартной формы.
• Фасонные поверхности, корпусные изделия.
• Зубчатые колеса, шестерни, крыльчатки, роторы.
• Без труда отрабатываются ребра жесткости.
• Отверстия в любой проекции под различными углами, пазы, резьбы.
• Все сложные детали, требующие криволинейной обработки.
• За один цикл можно обработать полностью всю поверхность заготовки.

В последнее время широко применяются вакуумные столы для удержания обрабатываемой детали за счет всасывания воздуха. Классические крепления уже не используются, что сокращает время на извлечение и установку новой заготовки.

Полный процесс производства

Координатно-фрезерный станок с ЧПУ работает по стандартному алгоритму. Сначала создается модель будущей детали на бумаге или персональном компьютере. Далее следует перенос размеров и контуров через приложение в понимаемый машиной вид векторной графики. Программист задает направление движения инструмента, вставляет технологические паузы. Выбирает тип инструмента, скорость обработки, точность позиционирования вращающихся осей.

После преобразования модели в машинные коды станок готов выполнять нарезку детали. Но перед этим следует отладка программы. Сначала проводится 3D-отработка перемещений и контроль получаемого результата. Затем на ограниченной подаче запускают цикл автоматики без вращения главного узла – шпинделя. Если все проходит гладко и без отклонения траектории движения, то начинают нарезку детали.

Следует помнить, что ни один ЧПУ-станок не может физически иметь защиту от невежд. В лучшем случае производители предусматривают мягкие предохранительные муфты от механических повреждений. Но даже такая малая поломка может привести к длительному простою оборудования. Поэтому все цифры, вносимые в программу обработки, должны быть осмысленными и рассчитанными. Аналогично действуют при добавлении корректоров на износ инструмента и компенсацию люфтов.

Инструменты для создания программ и экспорта в станок

Координатный станок, как и обычный, имеет внутреннюю память и набор стандартных интерфейсов, позволяющих «заливать» управляющие программы через разъемы: USB, COM, Flash-картой, Ethernet, беспроводными методами. Все перечисленные способы записи программ являются опциями и добавляют нагрузку к стоимости оборудования. В простейшем случае управлять станком можно через старенький ПК посредством установленной управляющей платы и соответствующего приложения. Эта реализация является самой доступной, но для организации правильной работы всех узлов требуются немалые знания в области станкостроения.

Для создания управляющих кодов используются CAD/CAM приложения. Выбор их огромен, существуют и бесплатные варианты от ведущих производителей станков. Однако при серийном производстве деталей требуется целый отряд работников, состоящий из проектировщика, программиста, технолога-наладчика и ремонтника. Как показала практика, один человек не сможет одновременно заниматься автоматизированным циклом и вносить доработки в текущий процесс обработки. С помощью приложений такая возможность частично возникла, но пока не существует универсального средства, исключающего человеческое участие в расчетах параметров конечного продукта.

Технологический останов

Паузы в обработке детали требуются на отвод скопившейся СОЖи и стружки из зоны реза, для контроля параметров и внешнего осмотра целостности инструмента. Также они нужны и при интенсивной обработке, когда требуется время на остывание нагревшихся частей заготовки.

Автоматический останов программист вносит для подтверждения оператором действия. Так проводится контроль присутствия работника вблизи станка во время работы. Дополнительно вводится пауза для контроля надежности захватов во время выгрузки или после загрузки заготовки.

Область применения

Многоосевые станки пользуются спросом практически у любого производителя металлических изделий, мебели, пластмасс, уникальных изделий. Наибольшее количество координатных систем насчитывается в автомобиле- и авиастроении, космической промышленности. Также такие машины можно увидеть на площадках разделки листового материала.

Вертикальные многоосевые центры мобильны и легко устанавливаются на ровной площадке на новом месте. Производители закладывают возможность модернизации оборудования путем добавления осей, соответственно увеличивать приходится память, количество входов на интерфейсных платах. Из 3-координатного центра можно легко получить 5 или 6-осевые системы.

Разновидности машин

Многоосевые системы находят применение не только для изготовления отверстий и металлообработки. Координатное управление может быть реализовано под следующие цели:

• По аналогичному принципу строится координатно-шлифовальный станок.
• Система печати плат может иметь аналогичную структуру.
• Автоматика покраски автомобилей и других деталей.
• Наполнение форм различными материалами проводится по координатной сетке.

На основе уже готового станка существует множество решений под узкие задачи в производстве. Специалисты компаний производителей способны доработать некоторые модели и снабдить роботами, компрессами для удержания деталей либо осуществить более сложный проект.