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 виробляється без участі робітника. Варто обладнання цього типу дорожче звичайного. Однак і у 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 виробляється з використанням тільки одного робочого інструмента. У конструкції багатошпиндельних верстатів їх декілька. По виду оброблюваних деталей все токарні автомати поділяються на:

• гвинторізні;

• креслень;

• лоботокарні;

• токарно-фрезерні;

• токарно-револьверні;

• поздовжнього точіння.

Гвинтонарізні машини використовуються для виконання всіх видів токарних операцій, карусельні - для обробки заготовок великої маси. Лоботокарні автомати застосовуються для виточування циліндричних, лобових і конічних виробів. Фрезерне обладнання використовується для рельєфного 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;

• нарізка різьби;

• рифлення;

• фасонне обточування.

Загальні особливості конструкції

Всі токарні автомати і напівавтомати, як і звичайні верстати, таким чином, призначені для видалення певних частин заготовки при обертанні останньої. По конструкції 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, як токарний верстат-автомат, кріпляться шпиндель і механізм зміни швидкості. Закріплюється вона дуже міцно, оскільки може викликати вібрації, що передаються до заготівлі і знижують якість готової деталі. Шпиндель в бабі 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 використовуватися різні (перевернуті, V-образні, плоскі). Розташований цей елемент конструкції повинен бути максимально точно. Будь-які відхилення призводять до значного зниження якості виготовлених виробів.

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 з використанням 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 такі верстати 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 за жорстко заданому циклу. На звичайному верстаті робітник, 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 більшу продуктивність, ніж звичайні верстати. Оскільки часті їх переналагодження ведуть до втрати виробничого часу, використовують це обладнання зазвичай на великосерійних виробництвах. Крім того, оскільки коштує таке устаткування 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 автоматичного обладнання використовується на підприємствах для масового виготовлення деталей різних форм і розмірів. Цим таківерстати відрізняються від одношпиндельних, застосовуваних 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 надто 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 часом стає все більш популярним. Використовуються верстати поздовжнього точіння для виготовлення в основному маленьких деталей дуже складної форми. Відмінною особливістю їх конструкції є наявність рухомий шпиндельної бабки. Тип затиску в таких верстатах використовується цанговий. Протівошпіндель в автоматах поздовжнього точіння встановлюється на високоточних лінійних направляючих.

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

Токарний автомат поздовжнього точіння може застосовуватися як у 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 можуть оброблятися найрізноманітніші: конічні, циліндричні, ступінчасті і т. Д. Для розширення можливостей верстатів поздовжнього точіння використовуються всілякі додаткові пристосування. Приміром, застосування передавальних важелів дозволяє знизити знос кулачків і черевиків штовхачів.

Особливості конструкції автоматів поздовжнього точіння

Шпиндельні бабка у таких верстатів закріплена на верхній площині станини. Попереду на ній 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 распредвалов, 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 букв.

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

Принцип роботи

У процесі обробки вихідного матеріалу на таких верстатах надається не тільки обертальний рух, як на звичайних, але і поступальний - вздовж осі. Самі різці в такому обладнанні, як токарські 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 та інструментів у верстатах-автоматах поздовжнього 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. Приміром, 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 ці рекомендації слід обов'язково. Ремонт токарного автомата - справа дорога.

Машини з ЧПУ

Як уже згадувалося, верстати, призначені для виготовлення 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. Використовуване в ЧПУ програмне забезпечення дозволяє:

• автоматизувати процес обробки;

• поліпшити якість оброблюваних деталей;

• значно скоротити час налагодження верстата.

Різного роду приводи та перетворювачі в ЧПУ використовуються 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 у верстатах, обладнаних ЧПУ, використовується максимально міцний, так як функціонують вони з дуже високою швидкістю і продуктивністю. Конструкція основи у таких машин повинна бути гранично жорсткою.

Автомат поздовжнього точіння багатошпиндельний з ЧПУ

Власне саме числове програмне забезпечення являє собою ніщо інше, як комп'ютерну систему з встановленим на неї спеціальним ПО, керуючу 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 та внутрішнього точіння;

• фронтальні і поперечні приводні інструменти;

• сама система ЧПУ.

Прості токарні автомати багатошпиндельні поздовжнього 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 та лабораторного обладнання, електроніки, годині і ін.

Установка ЧПУ на такі верстати дозволяє випускати також велику кількість виробів, але не однаковою, а різної форми (тобто невеликими партіями). Звичайні автомати найчастіше налаштовуються 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 переналагодженні 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 і поєднати переваги автомата з можливістю розширення асортименту продукції, що виготовляється. При наявності на верстаті системи числового програмного керування перенастроювати його можна дуже швидко. Приміром, зміна ріжучої пластини проводиться безпосередньо на самому верстаті без зняття державки. Для зміни ж швидкості обертання інструментів та порядку їх роботи потрібно тільки ввести певні значення у вікно програми на комп'ютері ЧПУ.

Виготовлення деталей на токарних автоматах поздовжнього точіння з ЧПУ: особливості

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

Головним завданням тих виробництв, на яких використовується таке обладнання, як токарний автомат з ЧПУ поздовжнього точіння, є випуск деталей з точно заданими параметрами і при цьому низької собівартості. Прутки, використовувані в якості вихідного матеріалу на таких верстатах, зазвичай мають геометрично не надто вивірену форму (навіть калібровані). При цьому всі похибки і 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 тимчасових витрат.

Тим часом позбутися «спадковості» з мінімальними 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 у два рази.

Кращі марки

Таким чином, правильна наладка автомата поздовжнього точіння з використанням програм ЧПУ дозволяє зробити виробництво дрібних деталей максимально рентабельним. Але зрозуміло, тільки в тому випадку, якщо саме устаткування 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 купівлі такого обладнання, як токарний верстат-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 достоїнств верстатів серії MultiSwiss відносять в першу 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 марки відносяться 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 марки також 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 автомати поздовжнього 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.