Автомат токарний і його характеристики. Токарний верстат-автомат багатошпиндельний поздовжнього точіння з ЧПУ. Виготовлення та обробка деталей на токарних автоматах

Токарним автоматом називають особливий верстат,обробка деталей на якому проводиться без участі робітника. Варто обладнання цього типу дорожче звичайного. Однак і в використанні вважається більш зручним. Всі операції на таких верстатах виробляються в автоматичному режимі. Робочий стежить лише за завантаженням заготовок і здійснює контроль якості виготовлених деталей.

Різновиди верстатів автоматів

Існує кілька типів такого обладнання. Виготовлення деталей може проводитися на одношпиндельних або багатошпиндельних верстатах-автоматах. Конструктивно вони відрізняються мало чим. Відмінність полягає лише в тому, що на такому обладнанні, як одношпиндельні токарні автомати, точіння проводиться з використанням тільки одного робочого інструмента. У конструкції багатошпиндельних верстатів їх кілька. По виду оброблюваних деталей все токарні автомати підрозділяються на:

• гвинторізні;

• карусельні;

• лоботокарні;

• токарно-фрезерні;

• токарно-револьверні;

• поздовжнього точіння.

Гвинтонарізні машини використовуються для виконаннявсіх видів токарних операцій, карусельні - для обробки заготовок великої маси. Лоботокарні автомати застосовуються для виточування циліндричних, лобових і конічних виробів. Фрезерне обладнання використовується для рельєфної обробки. Токарно-револьверні автомати застосовують для виготовлення деталей складної форми. Про те, для чого призначені верстати поздовжнього перерізу і які особливості їх конструкції, у всіх подробицях поговоримо нижче.

Призначення токарних автоматів

Як і на звичайних верстатах, на обладнанні цього типу проводяться такі роботи, як:

• поздовжнє гостріння циліндричних і східчастих поверхонь;

• обробка зовнішніх конічних;

• прорізання канавок, обробка торців і уступів;

• розточування отворів;

• свердління;

• нарізкарізьблення;

• рифлення;

• фасонне обточування.

Загальні особливості конструкції

Всі токарні автомати і напівавтомати, як ізвичайні верстати, таким чином, призначені для видалення певних частин заготовки при обертанні останньої. За конструкцією різні види цього обладнання можуть сильно відрізнятися. Однак основні риси для більшості типів є загальними. У конструкцію будь-якого токарного верстата входять: станина, передня і задня бабка, каретка. Остання призначена для утримування інструменту і переміщення його в потрібному напрямку. Відповідає за цей процес спеціальний механізм подачі.

На передній бабці такого обладнання, яктокарний верстат-автомат, кріпляться шпиндель і механізм зміни швидкості. Закріплюється вона дуже міцно, так як може викликати вібрації, що передаються до заготівлі і знижують якість готової деталі. Шпиндель в бабці фіксується на підшипниках і оснащується спеціальними затискними пристроями (петлями або патронами). У рух він приводиться від окремого електродвигуна через коробку передач.

Станини в токарних верстатах можуть використовуватисярізні (перевернуті, V-образні, плоскі). Розташований цей елемент конструкції повинен бути максимально точно. Будь-які відхилення призводять до значного зниження якості виробів, що виготовляються.

Задня бабка використовується для підтримки під час точіння довгих заготовок. Розташовується вона зазвичай вздовж столу і фіксується в максимально зручному для виготовлення деталі положенні.

Автоматизуватися токарні верстати можуть звикористанням контролера або механічного командоаппарата. Від простих верстатів з ЧПУ обладнання цього типу відрізняється тим, що заготовки в даному випадку на обробку подаються також автоматично. ЧПУ таківерстати можуть оснащуватися додатково.

Відмінність автоматів від звичайних верстатів

Роботи на машинах цього типу, таким чином,можуть виконуватися ті ж самі, що і на простому токарному обладнання. Відмінність полягає в тому, що обточування деталей на автоматах проводиться по жорстко заданому циклу. На звичайному верстаті робочий, закінчивши виготовлення однієї деталі, може відразу ж приступити до виточування інший. На автоматі переналагодження кулачків займає кілька годин, а підготовка до неї - кілька днів.

Сфера використання

Токарні автомати мають набагато більшупродуктивність, ніж звичайні верстати. Оскільки часті їх переналагодження ведуть до втрати виробничого часу, використовують це обладнання зазвичай на великосерійних виробництвах. Крім того, оскільки стоїть таке обладнання досить-таки дорого, застосовувати його доцільно тільки в тому випадку, якщо є необхідність у виготовленні деталей дуже складних форм з великою кількістю переходів. Дуже часто на підприємствах використовують вузькоспеціалізовані верстати цього типу, призначені для виробництва якоїсь однієї деталі або невеликої групи виробів.

багатошпиндельні автомати

Цей різновид токарного автоматичногообладнання використовується на підприємствах для масового виготовлення деталей різних форм і розмірів. Цим таківерстати відрізняються від одношпиндельних, що застосовуються в основному для виробництва серійних однакових виробів. Існує два різновиди таких автоматів:

• горизонтальні. Основною перевагою таких верстатів зручність завантаження вихідного матеріалу. Тому використовують їх там, де застосовується безперервна подача прутка.

• вертикальні. Плюсом багатошпиндельних верстатів цього різновиду вважаються невеликі розміри. Місця в приміщенні обладнання цього типу займає не дуже багато.

Багатошпиндельний токарний автомат іноді може застосовуватися і в малосерійному виробництві. Але тільки в тому випадку, якщо оснащений ЧПУ.

Автомати поздовжнього точіння

Устаткування цього типу останнім часомстає все більш популярним. Використовуються верстати поздовжнього точіння для виготовлення в основному маленьких деталей дуже складної форми. Відмінною особливістю їх конструкції є наявність рухомого шпиндельної бабки. Тип затиску в таких верстатах використовується цанговий. Протівошпіндель в автоматах подовжнього точіння встановлюється на високоточних лінійних направляючих.

Особливістю верстатів цього різновиду, крімусього іншого, є невеликі габарити. Робоча зона у них також не надто велика. Функціонують автомати цього типу зазвичай на дуже високій швидкості.

Токарний автомат поздовжнього точіння можезастосовуватися як в масовому, так і в серійному виробництві деталей. Найчастіше обладнання цього типу використовується в оптичній, електротехнічної та приладобудівної галузях промисловості. Різці в таких верстатах встановлюються в супортах і переміщаються тільки в горизонтальному напрямку. На виробництві використовуються автомати поздовжнього точіння як одношпиндельні, так і багатошпиндельні.

Токарний автомат поздовжнього точіння призначений для виконання таких операцій, як:

• обточування ступенів;

• обробка канавок і конусів;

• розточування неглибоких отворів;

• обробка фасонних поверхонь;

• нарізкарізьблення внутрішньої і зовнішньої;

• розгортання отворів;

• накатка зовнішніх поверхонь;

• фрезерування шліців у гвинтів;

• свердління.

Поверхні на автоматах цього типу можутьоброблятися найрізноманітніші: конічні, циліндричні, ступінчасті і т. д. Для розширення можливостей верстатів поздовжнього точіння використовуються всілякі додаткові пристосування. Наприклад, застосування передавальних важелів дозволяє знизити знос кулачків і черевиків штовхачів.

Особливості конструкції автоматів поздовжнього точіння

Шпиндельна бабка у таких верстатів закріплена наверхньої площині станини. Попереду на неї є спеціальний платік, призначений для установки додаткових пристосувань. На верхній її площині встановлений вертикальний суппорт, а на задній - хитний упор. Управління таким обладнанням, як поздовжньо-токарний автомат, проводиться за допомогою системи кулачків і розподілвалів, закріплених в станині.

основні переваги

До плюсів верстатів поздовжнього точіння в першу чергу відносять:

• можливість отримання фасонних і конічних поверхонь при використанні призматичних різців;

• гладку якісну поверхню готових виробів;

• можливість фрезерування як уздовж осі деталі, так і поперек неї;

• можливість накочування дрібних цифр, знаків і літер.

Обробка деталей на токарних автоматах цього типу може проводитися з максимальною точністю.

Принцип роботи

В процесі обробки вихідного матеріалу на такихверстатах надається не тільки обертальний рух, як на звичайних, але і поступальний - вздовж осі. Самі різці в такому обладнанні, як токарні пруткові автомати поздовжнього точіння, переміщаються тільки перпендикулярно прутки. Виникаючі в процесі обробки радіальні зусилля сприймаються люнетом. Це дозволяє усунути різного роду вібрації і прогини і відповідно забезпечити високу точність обробки.

Цикл руху бабки і інструментів вверстатах-автоматах подовжнього точіння задається кулачками, налаштованими саме на дану конкретну деталь. Останні встановлені на спеціальний вал, число оборотів якого може змінюватися в тому числі і при незмінній швидкості руху шпинделя.

Обслуговування автоматів поздовжнього точіння

В експлуатації верстати цього типу прості. Однак, зрозуміло, певного догляду вони вимагають. Наприклад, для того щоб система охолодження функціонувала безперебійно, в ній потрібно періодично міняти масло. Також рекомендується щомісяця промивати ванну для рідини. У конструкцію системи охолодження також входить фільтр, який слід прочищати з тією ж періодичністю. Дотримуватися цих рекомендації слід обов'язково. Ремонт токарного автомата - справа дорога.

Машини з ЧПУ

Як уже згадувалося, верстати, призначені длявиготовлення металевих деталей, можуть додатково оснащуватися ЧПУ. Такі системи управління зазвичай застосовуються в тому випадку, якщо автомат токарний призначений для випуску деталей в серійному або дрібносерійному виробництві. Що використовується в ЧПУ програмне забезпечення дозволяє:

• автоматизувати процес обробки;

• поліпшити якість оброблюваних деталей;

• значно скоротити час налагодження верстата.

Різного роду приводи та перетворювачі в ЧПУвикористовуються цифрові. Представляють вони собою електродвигуни, що працюють або від змінного, або від постійного струму. У кінематичну схему верстата при використанні ЧПУ вбудовуються спеціальні датчики. Робочий інструмент в верстатах, обладнаних ЧПУ, використовується максимально міцний, так як функціонують вони з дуже високою швидкістю і продуктивністю. Конструкція підстави у таких машин повинна бути гранично жорсткою.

Автомат поздовжнього точіння багатошпиндельний з ЧПУ

Власне саме числове програмне забезпеченняявляє собою ніщо інше, як комп'ютерну систему з встановленим на неї спеціальним ПО, що управляє приводами верстата. Зазвичай стандартна комплектація автоматів, обладнаних ЧПУ, наступна:

• шпиндель;

• система охолодження;

• протівошпіндель;

• освітлення для робочої зони;

• датчик викиду оброблених деталей;

• втулка змінна;

• спеціальний пристрій, призначений для приймання готових виробів;

• інструменти для зовнішнього і внутрішнього точіння;

• фронтальні і поперечні приводні інструменти;

• сама система ЧПУ.

Прості токарні автомати багатошпиндельніпоздовжнього точіння без ЧПУ використовуються в основному для багатосерійного виготовлення великої кількості різного роду дрібних деталей, найчастіше довгих і невеликого перерізу, складної форми. Останні зазвичай служать елементами конструкції сучасного медичного і лабораторного обладнання, електроніки, годин та ін.

Установка ЧПУ на такі верстати дозволяє випускатитакож велика кількість виробів, але не однаковою, а різної форми (тобто невеликими партіями). Звичайні автомати найчастіше настроюються на виробництво якої-небудь конкретної деталі і тільки один раз. Справа в тому, що механічне «перепрограмування» обладнання цього типу, як уже згадувалося - процедура вкрай складна і тривала. Простоювання ж виробництва при переналадке дуже сильно впливає на його рентабельність. Тому використання звичайних автоматів для виробництва дрібних партій деталей різних форм вважається недоцільним.

Установка ЧПУ допомагає вирішити цю проблему іпоєднати переваги автомата з можливістю розширення асортименту продукції, що виготовляється. При наявності на верстаті системи числового програмного керування переналаштувати його можна дуже швидко. Наприклад, зміна ріжучої пластини проводиться безпосередньо на самому верстаті без зняття державки. Для зміни ж швидкості обертання інструментів і порядку їх роботи потрібно тільки ввести певні значення в вікно програми на комп'ютері ЧПУ.

Виготовлення деталей на токарних автоматах подовжнього точіння з ЧПУ: особливості

Участь робочого при використанні верстатів цьоготипу зводиться до мінімуму. Все що потрібно від фахівця - це стежити за безперебійністю роботи обладнання. Звичайно ж, якість продукції, що випускається в даному випадку безпосередньо залежить від точності настройки автомата. Тому програми ЧПУ повинні бути максимально продуманими.

Головним завданням тих виробництв, на якихвикористовується таке обладнання, як токарний автомат з ЧПУ поздовжнього точіння, є випуск деталей з точно заданими параметрами і при цьому низьку собівартість однієї. Прутки, використовувані в якості вихідного матеріалу на таких верстатах, зазвичай мають геометрично не дуже вивірену форму (навіть калібровані). При цьому всі похибки та неточності можуть легко передатися готової деталі. Адже довільно змінити своє становище або швидкість обертання без участі людини робочі інструменти, звичайно ж, не можуть. Ця особливість різання на автоматах називається «спадковістю» і є основною проблемою технічних програмістів підприємств. Вирішується вона зазвичай шляхом зниження швидкості режимів обробки по всій довжині різання. Що зрозуміло, веде до збільшення собівартості продукції, що випускається через підвищення витрат часу.

Тим часом позбутися «спадковості» змінімальними втратами можна, використовуючи спеціальні сучасні прикладні програми ЧПУ, розроблені з урахуванням обумовлюють її динамічних характеристик обробної системи. Їх застосування дозволяє призначити режим максимально точного різання зі скороченням втрат часу більш ніж в два рази.

Кращі марки

Таким чином, правильна налагодження автоматапоздовжнього точіння з використанням програм ЧПУ дозволяє зробити виробництво дрібних деталей максимально рентабельним. Але зрозуміло, тільки в тому випадку, якщо саме обладнання буде якісним. Ремонт автоматів поздовжнього точіння з ЧПУ відрізняється складністю, дорожнечею і тривалістю за часом. Тому вибір таких машин - справа дуже серйозна і відповідальна.

При покупці такого обладнання, як токарнийверстат-автомат, в першу чергу слід звертати увагу на його виробника. Добрі відгуки заслужили, наприклад, машини багатошпиндельні поздовжнього точіння з ЧПУ наступних марок:

• Tornos серії MultiSwiss.

• ЛА155Ф30.

• HJM SQC38.

автомати Tornos

До переваг верстатів серії MultiSwiss відносять впершу чергу високу продуктивність і відносно просту конструкцію. Багатошпиндельний токарний автомат з ЧПУ Tornos досить-таки легко і швидко налагоджується і переналагоджується. Для того щоб працювати на такій машині, не потрібно бути фахівцем з багатошпиндельних верстатах. Управління проводиться повністю через ЧПУ. Технічні характеристики верстатів цієї лінійки представлені в таблиці.

моделі ЛА155Ф30

Трехшпіндельние токарні автомати цієї маркивідносяться до класу точності «В». Основними достоїнствами верстатів ЛА155Ф30 вважаються надійність і довгий термін служби. Навіть після тривалого використання ці машини дозволяють обробляти деталі з максимальною точністю. Крім цього, верстати ЛА155Ф30 відрізняються не дуже високою вартістю і ремонтопридатністю.

Характеристики токарних автоматів цього виробника такі:

• діаметр оброблюваного прутка хв / макс - 6/16 мм;

• найбільша довжина виробу - 160 мм;

• швидкість обертання головного шпинделя - 80-8000 об. / хв;

• потужність електродвигуна - 5.5 кВт;

• маса автомата - 2270 кг;

• габарити з приставним обладнанням - 5600х900х1720 мм.

Верстати HJM SQC38

Багатошпиндельний токарний автомат цієї маркитакож забезпечує максимальну точність обробки деталей. Призначено це обладнання для високошвидкісної обробки деталей (поздовжнього точіння і фрезерування). Нижче представлені технічні характеристики HJM SQC38.

висновок

Таким чином, сучасні токарні автоматипоздовжнього точіння з ЧПУ - обладнання дуже зручне, продуктивне і в більшості випадків надійне. Найголовніше при його експлуатації - це використовувати максимально продумане програмне забезпечення. Це дозволить підвищити рентабельність виробництва і випускати якісну продукцію з точними розмірами.