Конструктивные особенности токарных станков с ЧПУ

Токарные станки с чпу являются наиболее многочисленной группой в парке станков с ЧПУ, составляя примерно половину от общего числа станков. По назначению станки подразделяют на патронные, центровые и патронно-центровые. Патронные станки предназначены для обработки сравнительно коротких деталей при их консольном закреплении в зажимном патроне. Центровые станки оснащены задней бабкой и приспособлены для обработки валов, установленных в центрах. У патронно-центровых станков с помощью задней бабки осуществляется поддержка одного из концов обрабатываемой заготовки, эти станки приспособлены также для выполнения патронных работ.

В основном токарные станки имеют горизонтально расположенную ось шпинделя, исключение составляют двухсуппортные станки 1734Ф3 и карусельные станки для обработки крупных деталей, например 1512Ф3.

Весьма существенной чертой в компоновке станка является расположение направляющих суппорта: горизонтальное, вертикальное или наклонное. Станки с горизонтальными направляющими (16Б16Ф3, 1А341Ц, 16К20Ф3, 16К30Ф3) сохранили внешнее сходство с универсальными токарными и револьверными станками. Станки с вертикальными и наклонными направляющими оригиналы в своем исполнении, об их преимуществах было сказано ранее: удобство обслуживания, облегчение схода и удаление стружки, расположение ходового винта станка между направляющими, что способствует повышению точности перемещения суппорта.

Для станков с ЧПУ с горизонтальными направляющими возможна значительная унификация конструкции со станками с ручным управлением (РУ); однако при условии, что основной для унификации для унификации является станок с ЧПУ, а станок РУ создают на его базе.

Среди моделей станков, обладающих большой степенью узловой и подетальной унификации, имеются станки с ручным управлением (16К20, 1М36Б, 16К30), цикловые (1М63Ц), с цифровой индикацией (16К20Ф1, 1М63Ф1), с ЧПУ (16К20Ф3, 16К20РФ3, РТ705Ф3, РТ706Ф3, 16К30Ф3, РТ720Ф3), с оперативным программным управлением (16К20Т1, 16К30Ф30).

Технические характеристики некоторых отечественных станков приведены в табл. 34 и 35. Под точностью обработки, параметры которых указаны в таблицах, подразумевается разность между наибольшим и наименьшим отклонениями от размера в партии деталей, а под повторяемостью - тот же параметр для двух деталей, последовательно обрабатываемых одна за другой.

Токарные станки имеют две управляемые координаты: Z - вдоль оси шпинделя; X - перпендикулярно этой оси. Перемещение по оси Z осуществляется кареткой станки, вдоль оси X - поперечными салазками суппорта.

На поперечных салазках установлен либо резцедержатель (при смене инструмента из магазина), либо револьверная поворотная инструментальная головка. Головка может иметь два различных положения оси поворота: совпадающие по направлению с осью Z и перпендикулярное плоскости XZ. Существует тенденция оснащения станков не одной, а двумя револьверными головками (рис. 69). Одна из головок имеет ось поворота, совпадающую по направлению с осью Z, - это головка 2, используемая для обработки наружных поверхностей. Другая головка 3 имеет ось поворота, перпендикулярную плоскости XZ, и инструменты, закрепленные в ней, предназначены для обработки внутренних поверхностей. Располагают головки по разные стороны от оси шпинделя с некоторым сдвигом друг относительно друга: головка 2 установлена на поперечные салазки 4 ближе переднему торцу шпинделя 1, а головка 3 удалена от него. Такое размещение способствует лучшему доступу инструментов к обрабатываемой детали. На станках с двумя головками в работе могут участвовать 10-16 режущих инструментов.

Токарный станок с двумя револьверными головками

Инструментальные магазины в токарных станках редко применяют. В этом случае для сокращения времени смены инструментов необходимо применять манипуляторы, что усложняет конструкцию. Кроме того, при обработке хрупких пылеобразующих материалов затруднена защита присоединительных поверхностей инструментальных резцовых блоков суппорта.

34. Технические характеристики некоторых патронных токарных станков

Характеристика АТПР2М 1734Ф3 1П717Ф3 КТ141Ф3 16К20РФ3 1П756ДФ3
Расположение оси шпинделя Горизонтальное Вертикальное Горизонтальное Горизонтальное Горизонтальное Горизонтальное
Расположение направляющих Наклонное То же Вертикальное То же Горизонтальное Наклонное
Наибольший диаметр заготовки
над станиной, мм
250 320 400 400 400 630
Наибольший диаметр обработки
над суппортом, мм
165 - 200 200 220 500
Наибольшая длина детали, мм 100 200 100 100 150 320
Наибольшее перемещение суппорта, мм:
по оси X
по оси Z

170
230

240
520

160
420

125
250

250
900

480
720
Частота вращения шпинделя, об/мин
по оси X
по оси Z
70-1780 50-1250 40-1600 56-2500 12,5-2000 8,0-1600
Скорость быстрого перемещения, мм/мин:
по оси X
по оси Z

2400
4800

2400
4800

2400
4800

2400
4800

2400
4800

7500
10000
Дискретность отсчета, мм:
по оси X
по сои Z

0,005
0,01

0,01
0,01

0,005
0,01

0,005
0,01

0,005
0,01

0,001
0,001
Число ступеней частот вращения шпинделя (общее/по программе) 16/4 11/6 17/12 12/12 22/9 69/69
Число режущих инструментов 12 4+4
(две головки на двух суппортах)
6 12 8 4+8
(две головки на суппорте)
Мощность привода главного движения
(через дробь - значения двухскоростных двигателей), кВт
8,3/10,2 13,8/20,4 6,5/8,5 13,0 10 22,0
Точность обработки размеров, мм:
диаметральных
линейных

0,03
0,06

0,04
0,04

0,02
0,04

0,015
0,03

0,03
0,05

0,015
0,03
Повторяемость размеров, мм:
по оси X
по оси Z

0,015
0,03

0,025
0,25

0,01
0,02

0,005
0,01

0,15
0,025

0,005
0,008
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота

2240
1750
2035

2050
2310
3050

2620
2670
1860

2165
5050
1870

3360
1710
1750

2975
2470
2450
Масса, кг 4000 4000 2955 5350 4000 8800

35. Технические характеристики некоторых патронно-центровых и центровых токарных станков с чпу

Характеристика 16Б16Ф3 16К20Ф3С5 1П752МФ3 1Б732Ф3 16К30Ф3
Расположение оси шпинделя Горизонтальное Горизонтальное Горизонтальное Горизонтальное Горизонтальное
Расположение направляющих То же То же Вертикальное Наклонное То же
Наибольший диаметр заготовки
над станиной, мм
над суппортом
320
160
400
220
500
315
590
320
630
315
Наибольшая длина детали, мм 710 1000 710 1400 1400
Наибольшее перемещение суппорта, мм:
по оси X
по оси Z

195
700

250
900

350
1100

210
1350

320
1200
Частота вращения шпинделя, об/мин
по оси X
по оси Z
45-1800 12,5-2000 6,3-1250 25-1250 6,3-1250
Скорость быстрого перемещения, мм/мин:
по оси X
по оси Z

2400
4800

2400
4800

2400
4800

2400
4800

2400
4800
Дискретность отсчета, мм:
по оси X
по оси Z

0,005
0,01

0,005
0,01

0,005
0,01

0,005
0,01

0,005
0,01
Число ступеней частот вращения шпинделя (общее/по программе) 17/9 22/9 28/12 28/28 28/12
Число режущих инструментов 6 6 8 6 4
Мощность привода главного движения
(через дробь - значения двухскоростных двигателей), кВт
3,8/6,3 10,0 22,0 40,0 17,0
Точность обработки размеров, мм:
диаметральных
линейных

0,02
0,04

0,02
0,05

0,04
0,05

0,035
0,05

0,035
0,05
Повторяемость размеров, мм:
по оси X
по оси Z

0,01
0,02

0,01
0,025

0,02
0,03

0,015
0,025

0,015
0,025
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота

3065
2324
1860

3360
1710
1750

3740
1840
2450

4070
1800
2665

6000
3450
2150
Масса, кг 2470 5000 9500 11500 7000