Принцип работы токарно карусельного станка

03.08.2020 VT-METALL

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Назначение токарно-карусельных станков
• Преимущества использования токарно-карусельного станка на производстве
• Устройство токарно-карусельного станка
• Основные типы токарно-карусельных станков
• Общий принцип работы станков токарно-карусельного типа
• Параметры выбора токарно-карусельного станка

Карусельные токарные станки используются для обработки массивных деталей. Подобные операции являются одними из самых непростых задач производственного процесса. Главная сложность токарной обработки больших заготовок заключается в трудоемкости их установки на особое оборудование, а также контроль обработки. Для решения этой проблемы и предназначен карусельный станок.

Главная особенность конструкции таких станков, которая определила выделение их в отдельную категорию – вертикальное расположение оси вращения шпинделя. Сегодня эти устройства практически полностью заменили устаревшие модели лобовых машин. Подробнее о назначении данного вида промышленного оборудования, типах станков и параметрах выбора читайте далее.

Назначение токарно-карусельных станков

Производители предлагают различные модификации данного оборудования, каждая из которых выполняет определенный набор операций. Все большую популярность набирают универсальные виды токарно-карусельных станков.

Ниже перечислены операции обработки металлических изделий, выполняемые на таких устройствах:

• обтачивание – обработке подвергается внутренняя и наружная части деталей;
• проточка – создание канавок;
• сверление – работа с отверстиями;
• обтачивание – доведение плоских поверхностей;
• развертывание, а также зенкирование;
• изготовление фасонных поверхностей;
• создание резьбы метчиками или резцами;
• отрезка от заготовок – частей и деталей, имеющих коническую (цилиндрическую) форму.

Преимущества использования токарно-карусельного станка на производстве

Рассмотрим достоинства токарно-карусельных станков:

• На сегодняшний день детали, выполненные с высокой точностью, изготавливаются на карусельных станках, встроенных в производственную линию. Причем неважно, снабжен ли агрегат блоком ЧПУ или нет. Однако качество обработки на станке с ЧПУ гораздо выше.
• Модернизация оборудования и оснащение его ЧПУ позволяет упростить управление. За пространственное ориентирование основных частей станка отвечает гидравлический либо электрический привод. Например, токарным станком карусельного типа с ЧПУ управляет компьютер, который обрабатывает информацию, поступающую от оператора.
• Важная особенность станков в том, что главным их движением является вращение, передающееся на планшайбу с обрабатываемой деталью.
• Большую часть поломок оборудования можно исправить своими руками. Профессиональный ремонт нужен нечасто и только отдельным моделям. Правильная эксплуатация и регулярное обслуживание карусельных станков позволяет работать на них, не допуская сложных аварий.

Еще один плюс оборудования – схема работы на токарном станке карусельного типа, использование которой значительно снижает вероятность травмирования. Таким образом, безопасность мастера при выполнении разных операций на станке становится значительно выше.

Устройство токарно-карусельного станка

Рабочий стол – одна из самых важных частей карусельного станка. На нем размещена планшайба для фиксации обрабатываемой детали. Поверхность стола, на которой проходит процесс обработки, имеет горизонтальную плоскость. Это значительно упрощает установку тяжелой и большой заготовки.

Существует две разновидности станков карусельного типа: одностоечные и двухстоечные. Первые снабжены планшайбой, имеющей диаметр не больше 1 600 мм. На них можно обрабатывать детали диаметром до 1 500 мм. Двухстоечные позволяют работать с более габаритными заготовками, поскольку планшайба на них может иметь диаметр не более 25 000 мм.

На вертикально расположенной станине размещены две направляющие. По ним двигается поперечина с двумя суппортами – расточным и револьверным. Последние перемещаются по поперечине, вернее ее горизонтальным направляющим.

Револьверный суппорт перемещается вертикально и горизонтально. Он состоит из ползуна, который двигается по вертикали, и продольной каретки. Револьверная головка устанавливается на ползун. Именно револьверный суппорт с режущим инструментом позволяет выполнять такие манипуляции, как сверление, наружная обработка, подрезка торцов заготовки.

VT-metall предлагает услуги:

Порошковая покраска металла

Расточный суппорт состоит из продольной каретки. На нее устанавливают поворотный механизм с ползуном, на котором смонтирован резцедержатель. Расточный суппорт с инструментами дает возможность резать внутренние канавки, проводить обработку конических деталей, растачивать отверстия.

Одностоечные токарные карусельные станки имеют боковой суппорт. Он включает в себя ползун, продольную каретку и резцедержатель. Основной его задачей является обработка заготовок снаружи.

Важно! Функциональность станков карусельного типа значительно увеличивается с возможностью устанавливать разные суппорты. В результате заготовку можно одновременно обрабатывать различными видами резцов.

Основные типы токарно-карусельных станков

Классифицируют токарно-карусельные станки по:

1. Назначению:

• универсальное оборудование;
• специализированное.

2. Числу точек опоры:

• одностоечное – для обработки деталей, диаметр которых не превышает 2 000 мм;
• двухстоечное – позволяет работать с заготовками с диаметром свыше 2 000 мм.

3. Числу суппортов:

4. Типу головки шпинделя:

• обычная для одного резца;
• револьверная.

5. Типу регулировки движений:

• ручное;
• числовое программное управление.

Помимо этого, карусельные станки различают по:

• мощности электрических двигателей с приводом;
• частоте, с которой вращаются планшайба и шпиндель;
• высоте детали, с которой может работать станок;
• точности обработки детали.

В настоящее время изготавливается много различных агрегатов карусельного типа, в том числе узкоспециализированных, по заказу покупателей. Примером могут служить станки, предназначенные для производства опорно-поворотных частей кранов для работы в портах (морских и речных). Диаметр обрабатываемой на них детали при необходимости составляет десятки метров.

Общий принцип работы станков токарно-карусельного типа

Скорость обработки заготовок на токарно-карусельных станках высокая за счет планшайбы, которую специальным способом закрепляют на рабочем столе. В результате ни шпиндель, ни заготовка не подвергаются большим консольным нагрузкам.

Карусельное оборудование, помимо основного и хода подачи, производит еще одно движение – траверсой (или поперечиной). Оно позволяет подвести режущий инструмент к детали, подготовленной для обработки.

Двухстоечные токарно-карусельные агрегаты дают возможность работать с заготовками диаметром 1 650–2 500 мм. Одностоечные рассчитаны на меньший диаметр деталей. Однако ЧПУ ставят именно на одностоечные станки. Это расширяет диапазон их использования, помогая создавать изделия сложной конфигурации с прямолинейными и криволинейными образующими.

На токарные карусельные станки с ЧПУ не ставят боковой суппорт. Для обработки заготовок используется исключительно револьверный суппорт. Руководство им и приводом основного движения возложено на специальную программу. Она вводится в управляющий станком блок и определяет следующие технологические операции:

• подбор и настройка частоты, с которой должна вращаться планшайба станка;
• поворот, который делает револьверная головка для начала выполнения операции, и закрепление ее в указанном положении;
• управление положением рабочих инструментов и подачами;
• постановка резака в нулевое положение;
• управление перемещениями рабочих инструментов.

Параметры выбора токарно-карусельного станка

Данный вид оборудования используют для работы с изделиями большой массы и крупными габаритами, поэтому при выборе следует обращать внимание на такие его характеристики, как размеры и вес заготовок. Кроме них, следует учитывать планируемые технологические операции, технические особенности станка и возможность приспособить его для выполнения иных операций.

На выбор станка влияют и конструктивные особенности планшайбы, в частности, ее конфигурация и количество кулачковых держателей.

Последние фиксируют деталь перед обработкой и меняют ее расположение по отношению к обрабатывающему инструменту. Скорость, с которой вращается планшайба, влияет на размер и массу заготовки.

С увеличением количества оборотов (скорость вращения) падает максимальная масса заготовки.

Помимо вышеперечисленных параметров, при выборе оборудования карусельного типа стоит обращать внимание на следующие его характеристики:

• Мощность станка. Выше нами рассматривалась возможность комплектования токарно-карусельных станков сразу несколькими электродвигателями. В стандартном виде схема предполагает использование основного двигателя (1 шт.) и дополнительных (несколько). Они дают возможность с большей точностью руководить узлами и агрегатами устройства. Также они могут осуществлять подачу СОЖ. Общая мощность, которая предусмотрена схемой питания, может быть более 10 кВт. Такая величина требуется для обработки массивных тяжелых деталей.
• Число скоростей. Установленный привод позволяет выставлять нужную скорость обработки заготовки, которая варьируется в большом диапазоне.
• Угол наклона суппорта. Конструкцией станка предусмотрен суппорт с изменяемым углом наклона. Данное требование обусловлено необходимостью изготовления изделий, имеющих разную геометрию.
• Скорость вращения планшайбы. Такая важная особенность токарно-карусельного станка, как вращательные движения планшайбы вокруг собственной оси, позволяет увеличить скорость обработки, а также значительно упростить весь процесс.
• Размер сечения шайбы.
• Диапазон перемещения поперечины двухстоечной модели станка, который позволяет обрабатывать крупногабаритные заготовки. Одностоечные модели не имеют поперечины.
• Максимальное расстояние вертикальной и горизонтальной плоскостей, на которое могут двигаться узлы станка.
• Сечение, а также высота деталей, которые возможно обработать на станке.
• Общее число инструментов, размещаемых в револьверном суппорте и предназначенных для последующей их замены. Здесь следует помнить, что револьверная головка устанавливается исключительно на станки с ЧПУ или на оборудование, имеющее любую другую систему автоматического управления.

Важным моментом в обработке деталей является правильность установки станков. Особенно это относится к токарно-карусельным агрегатам, имеющим крупные габариты и большую массу. Перед монтажом оборудования проводится тщательная подготовка площадки, которая должна выдерживать не только вес самого устройства, но и обрабатываемой детали.

Обслуживать токарно-карусельные станки следует строго по инструкции. Следует также учесть, что на устройстве нельзя ставить обрабатывать заготовки, вес которых превышает максимально разрешенный.

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Что такое токарно-карусельный станок: технические характеристики, назначение, устройство

Токарно-карусельные станки предназначаются для обработки деталей крупного диаметра, но малой длины. Высокая точность помогает обрабатывать заготовки на большой скорости. Планшайба располагается горизонтально, выдерживает значительный вес.

Конструктивные особенности

Токарно-карусельные станки имеют особенности конструкции. Основные элементы присутствуют у всех токарных станков, но аппараты карусельной группы отличаются своим устройством.

Стол

Основной конструкции токарно-карусельного станка является стол. Именно на нем располагается обрабатываемая деталь. Горизонтальная площадь стола облегчает установку на него заготовок большого веса.

Стойки

Токарно-карусельные станки могут иметь от одной до двух стоек. Одностоечные модели бывают как ручного управления, так и ЧПУ.

На станках с одной стойкой обрабатываются болванки с диаметром, не превышающим 1500 мм. На двухстоечных токарно-карусельных станках можно работать с деталями очень внушительного размера, до 25000 мм.

Наличие двух стоек позволяет повысить устойчивость конструкции.

Траверс

Траверс токарно-карусельного станка или поперечина осуществляет дополнительное движение. С помощью этого элемента резец подводят к поверхности детали. На траверсе фиксируются резцедержатели, движущиеся по горизонтальным направляющим.

Суппорты

Суппорты токарно-карусельного станка передвигаются по направляющим станины. У станка с двумя стойками содержится револьверный и расточный суппорты. С помощью револьверного суппорта можно сделать такие операции: обработка открытых поверхностей, подрезание торцов, сверление отверстий.

Расточный суппорт необходим для обработки конических поверхностей, растачивания отверстий и прорезания проемов. В одностоечной модели установлен боковой суппорт, с его помощью происходит обработка наружных площадей.

Важно!

Возможность установки различных видов суппортов значительно увеличивает функциональность токарно-карусельного станка. Деталь может обрабатываться несколькими видами резцов одновременно.

Классификация

Токарно-карусельные станки могут разделяться по некоторым признакам.

По назначению

Назначение токарно-карусельных станков может быть различным: универсальные станки предназначены для выполнения многих операций, специальные — имеют более узкую направленность.

Универсальный

Универсальные токарно-карусельные станки обыкновенно имеют одну стойку. Модели универсальных станков имеют свои размеры. Они определяются диаметром заготовки. На универсальной модели можно выполнять практически любые токарные операции.

Каждая последующая модель токарно-карусельного станка позволяет установить заготовку размером в 1,26 раза больше предыдущей. Соответственно, диаметры заготовок могу быть 800, 1000, 1250, 1600 мм и так далее. Таким же образом, в геометрической прогрессии, возрастает и высота заготовки.

Специализированные

Специализированные токарно-карусельные станки изготавливаются на базе универсальных, но отличаются в следующем:

• увеличение или уменьшение высоты обработки;
• количество и конструкция суппортов;
• дополнительные приводные головки;
• устройства для изготовления специальных работ.

Все больше токарно-карусельных станках оборудованы системами ЧПУ.

По количеству точек опирания

Также токарно-карусельные станки можно различать по количеству точек опоры. Они могут иметь одну или две стойки.

Одностоечные

Токарно-карусельный станок с одной стойкой чаще имеет числовое ПУ. На вариантах с одной стойкой отделываются детали диаметром не более 150 см. Также на них обрабатываются конические поверхности. Одностоечные модели имеют вспомогательный боковой суппорт, оснащенный универсальным держателем.

Двухстоечные

Две стойки повышают устойчивость и жесткость конструкции, поэтому на таких токарно-карусельных станках обрабатывают очень тяжелые детали больших размеров. Между двумя стойками имеется портал, по которому перемещается поперечина с двумя суппортами.

По количеству суппортов

Различие токарно-карусельных станках определяется наличием суппортов. Модель может иметь один или несколько этих элементов. От этого зависит, какой обработке будут подвергаться детали.

С одним

В зависимости от вида обработки токарно-карусельный станок может оснащаться одним или несколькими суппортами. Вариант с одним суппортом обладает более узкой специализацией.

С несколькими

Возможность обработки деталей значительно расширяется с применением нескольких суппортов.

По типу шпендельной головки

Оборудование может отличаться типом шпендельной головки: от этого зависит количество режущих инструментов, возможность обрабатывания деталей.

С обычной

Токарно-карусельный станок иногда имеет обычную шпендельную головку, рассчитанную на один резец.

С револьверной

Современные токарно-карусельные станки получают все большее распространение. Появление револьверной головки дало возможность применения нескольких резцов. Вращение револьверной головки может быть как горизонтальным, так и вертикальным. Режущие инструменты устанавливаются поочередно в головку и последовательно вводятся в работу.

По типу управления рабочими движениями

Тип управления токарно-карусельного станка очень важен. При ручном управлении оператор должен быть очень внимательным, тогда как применение числового программного управления практически исключает присутствие человека.

Ручное

Токарно-карусельного станка может иметь ручное управление. Применяются для изготовления простых заготовок либо их черновой обработки.

ЧПУ

Но все более становятся распространенными токарно-карусельные станки с ЧПУ. На них возможно применение большего числа операций, высокая скорость и наилучшая точность обработки.

Основные технические характеристики

Рассмотрим основные характеристики станков карусельного типа.

Мощность

Стандартный станок имеет один основной электрический двигатель и несколько дополнительных. Они предназначены для точного управления различными элементами. Для обработки больших заготовок используются мощные двигатели. Их суммарная мощность может составлять более 10 кВт.

Частота вращения

Поскольку планшайба имеет особый монтаж, установки карусельного типа имеют высокую скорость работы. Благодаря особенностям устройства, достигается не только большая скорость вращения, но и высокая точность обработки.

Максимальная высота заготовки

Высота обрабатываемой заготовки, так же, как и диаметр, является одной из основных характеристик. Высота деталей может варьироваться в зависимости от модели станка от 800 мм до 5000 мм.

Точность обработки

Точность обработки деталей зависит от точности настройки основных рабочих элементов станка. Наилучшие результаты показывают устройства с ЧПУ. У них точность может достигать 0,08 -0,10 мм. Станки повышенной точности с контурными системами может быть достигнута точность 0,04-0,06 мм, но постоянно такой результат поддерживать невозможно.

Важно!

Для получения высоких результатов точности обработки решающее значение имеет выбор траектории резца.

Общий принцип работы

Принцип работы токарно-карусельного оборудования состоит в следующем:

• заготовка закрепляется в планшайбе стола;
• запускается механизм вращения на небольшой скорости, для проверки правильной установки по центру детали;
• шпиндельная головка подводится к заготовке;
• после подачи смазочной жидкости в рабочее положение приводится резец;
• после начала процесса выбирается нужная скорость вращения.

Какие работы можно выполнять

На оборудовании можно выполнять различные работы по металлу и различным сплавам.

Токарная обработка

На токарно-карусельных станках производят заготовки различной формы диаметром до 10000 мм, при относительно небольшой длине.

Обработка наклонных поверхностей и облицовки

Наклонные и конические поверхности обрабатывают с помощью специальных суппортов.

Точение растачивание

Растачивание —самый распространенный способ обработки отверстий. Его получают при литье, штамповке или сверлении. При глубине резания более 10 мм растачивание выполняют двумя резцами. Чистовое растачивание выполняют одним резцом.

Подрезание торцов

Торцы обрабатывают и вертикальным, и боковым суппортом. Вертикальным обрабатывают любые поверхности путем подачи от краев к центру детали. Боковой суппорт обрабатывает неширокие поверхности. Широкие заготовки можно обработать несколькими резцами.

Прорезывание

Точение канавок до 25 мм не требует большой точности, поэтому их прорезают одним резцом за один проход. При повышенных требованиях к точности делают два хода резцом: черновой и чистовой. Более широкие канавки прорезают за несколько ходов одним или несколькими резцами.

Точение фасонных поверхностей

Фасонные поверхности обрабатывают специальными резцами. При большой длине окружности используют обычный резец с подачей по дуге окружности.

Сверление

Цилиндрический проем диаметром менее 40 мм сверлят одним сверлом; если диаметр больше 40 мм, используют сверление с рассверливанием; калибр первого сверла 20 мм. Кольцевое сверление применяют для создания отверстий диаметром 60 — 200 мм и длиной до 500 мм в плотном материале.

Зенкерование

Зенкерование употребляют при обработке отверстий размером до 100 мм вместо рассверливания или как метод первоначальной обработки проемов в отливках и штампованных заготовках.

Развертывание

Развертывание применяют для обработки отверстий диаметром до 100 мм.

Обзор популярных моделей

Коротенько рассмотрим несколько самых популярных и современных моделей токарного станка.

LEN 1250-2000

Сечение болванок, отделываемых на данных устройствах, составляет 1250-2000 мм. На аппаратах установлены роликовые направляющие с высокоточными подшипниками качения, которые установлены в их подвижных узлах.

Точность обработки увеличивается за счет гидравлически сбалансированных резцедержателей вертикального и чырехпозиционного вида. Установки считаются очень надежными благодаря электрооборудованию от компании-производителя Siemens.

LEN 3000-5000

Диаметр болванок для этих моделей находится в пределах 3150-5000 мм. Данное устройство ЧПУ не оборудовано, однако конструкция предусматривает возможность подобного оснащения. Основной привод имеет две ступени и снабжен электрическим двигателем, чья скорость вращения может перестроиться по 16 ступеням.

Направляющие, которые расположены вертикально – скользящие, а находящиеся вертикально – статичные, исполняют роль разгрузочных частей.

SEN 1000-1800

Установки с ЧПУ от известных производителей Siemens и Fanuc. Одними из важных особенностей конструкций моделей являются сервомотор, оборудованный коробкой передач от немецкого изготовителя, и планшайба. Установки этой серии выпускаются в трех стандартных категориях, отличающихся высокими показателями работы и низким уровнем шума.

SENQ

Станок с ЧПУ. Приводится в действие двигателем переменного тока с 16-ступенчатым переключателем скоростей. Стол имеет термально-симметрическую конструкцию. Благодаря особенностям смазки и терморегулирующему устройству имеет высокую точность и минимальную деформацию. Используется для черновой и чистовой обработки деталей.

VWEN

Универсальный станок с ЧПУ. Управляется двигателем постоянного тока через 2-ступенчатое переключение скоростей. Шпиндель стола установлен на точных роликовых подшипниках. Высокая точность обработки обусловлена особой конструкцией стола и подачей смазки.

Тенденции развития

Современное приборостроение позволяет применять ЧПУ в производстве станков, используются суппорты многоцелевого назначения, автоматические устройства управления и контроля, высокоточные приводы подач.

На отечественном рынке имеется множество различных моделей токарно-карусельных станков, производителями являются как российские, так и зарубежные компании. В основном они оснащены ЧПУ. Высокая точность обработки, особенности конструкции позволяют обрабатывать не только металлы, но и различные сплавы.

Принцип действия токарно-карусельного станка – «Nord West Tool»

Токарно-карусельные станки (ТКС) предназначаются для обработки заготовок, диаметр которых существенно превышает длину и составляет свыше 500 мм.

Данное оборудование используется, главным образом, на предприятиях, выпускающих специализированную металлопродукцию, например, зубчатые колёса для крупногабаритной дорожной и мостостроительной техники или шайбы, устанавливаемые в энергетических установках электростанций.

ТКС применяются также для обработки внутренних поверхностей трубных отрезков небольшой протяжённости – до 1 метра.

Эта техника используется для проведения следующих технологических операций:

• точение цилиндрических и конических заготовок;
• обработка торцевых поверхностей;
• проточка кольцевых пазов;
• развёртка и зенкерование.

Так же, как и типовые токарные станки, ТКС могут оснащаться системой ЧПУ и функционировать в автоматическом режиме, работая по заранее заданной программе.

Конструкция токарно-карусельного станка

Назначение станков этого типа сильно влияет на их конструкцию, поэтому они кардинально отличаются от токарных станков со стандартной обработкой заготовок.

Ключевое отличие состоит в расположении шпинделя – ось его вращения располагается вертикально, а он сам представляет собой горизонтальную планшайбу с подвижными зажимными элементами.

Таким образом, заготовка не вставляется, как обычно, в отверстие шпиндельного патрона, а укладывается на плоскость планшайбы и затем фиксируется сходящимися губками, которые двигаются по горизонтали.

Вторая важная часть ТКС, то есть суппорт, удерживающий инструмент, в станках этого типа реализован в виде подвижного блока, перемещаемого по вертикальной стойке.

В остальном он практически ничем не отличается от суппортов, используемых в стандартном оборудовании. Данная оснастка прочно удерживает резцы, может позиционироваться, перемещаясь как по вертикали, так и горизонтали.

Хорошую производительность показывают модели, оснащаемые автоматизированными инструментальными головками револьверного типа.

Как работает токарно-карусельный станок?

Процесс функционирования ТКС включает, в принципе, те же фазы, что и работа любого металлообрабатывающего оборудования.

1. Закрепление заготовки на планшайбе.

2. Обработка изделия.

3. Перемена инструмента в соответствии с технологической картой.

4. Съём готовой продукции.

Что же касается самого механизма работы ТКС, что его можно описать следующим образом. После фиксации заготовки на планшайбе станок включается, и горизонтальный шпиндель начинает вращаться. Вращение планшайбы напоминает движение карусели, что, собственно, и дало название этому оборудованию.

Суппорт перемещается вниз по вертикали и горизонтали, благодаря чему резец приближается к боковой поверхности обрабатываемой детали. Далее инструмент входит в соприкосновение с заготовкой и снимает металл. Тем самым осуществляется внешнее точение. Внутренняя расточка трубных отрезков выполняется таким же методом.

Резец при этом заводится внутрь трубы.

Если резец опускается на торцевую поверхность, то на ней в результате выработки металла образуются кольцевые пазы. Перемещение инструмента в процессе точения по горизонтали позволяет получать не кольцеобразные, а спиральные канавки с разным шагом.

Глубина пазов может быть любой – это определяется величиной погружения резца в металл. Кстати, с помощью специального инструмента канавки можно проделывать не только на торцах цилиндра или конуса, но и на боковых поверхностях – как внешних, так и внутренних.

• 
• 

Токарно-карусельные станки – назначение, устройство, популярные модели

Токарно-карусельный станок, который пришел на смену устройствам лобового типа и практически полностью вытеснил их с рынка, разработан для обработки заготовок, отличающихся внушительным диаметром и массой, но имеющих небольшую длину.

Двустоечный токарно-карусельный станок 1525Ф2

Применение и преимущества станков токарно-карусельной группы

Используя токарно-карусельные станки, занимаются обработкой габаритных маховых колес, шестерен и других похожих деталей. Технические возможности таких устройств позволяют совершать следующие технологические операции:

• точение и растачивание заготовок, имеющих цилиндрическую и коническую конфигурацию;
• подрезание торцов и их обработку;
• обработку поверхностей наклонного типа;
• формирование на поверхности детали канавок кольцевого типа;
• сверление;
• развертывание;
• зенкерование.

Токарно-карусельные станки оснащаются также специальными приспособлениями, поставляемыми отдельно, что позволяет выполнять на этом оборудовании еще и следующие операции: фрезерование, долбление, нарезание резьбы разного типа, обработку фасонных поверхностей с использованием электрокопировального устройства, шлифование, обработку заготовок с применением упоров. Характеристики токарно-карусельных станков делают возможной обработку произведенных из черных и цветных металлов заготовок с диаметром до 25 м.

Главное движение в станках рассматриваемой группы совершает рабочий стол (планшайба), на котором зафиксирована деталь. Движение подачи, как и во всех токарных станках, в токарно-карусельном оборудовании совершает суппорт.

Карусельный станок благодаря особенностям конструкции отличается высокой безопасностью, надежностью, простотой в обслуживании и эксплуатации. Среди наиболее значимых преимуществ такого оборудования стоит выделить следующие:

• точность и высокое качество обработки, предполагающей минимальный процент брака;
• удобство управления оборудованием, что особенно характерно для моделей станков, оснащенных системой ЧПУ;
• высокую скорость выполнения всех технологических операций.

Однако, как отмечают многие специалисты, к наиболее важным преимуществам, которыми обладают токарно-карусельные станки, относится безопасность их эксплуатации.

Как устроены токарно-карусельные станки

Наиболее значимым элементом конструкции станков токарно-карусельной группы является их рабочий стол, на котором размещена планшайба. Именно здесь фиксируется заготовка, требующая обработки. Рабочая поверхность стола располагается в горизонтальной плоскости, что упрощает процесс установки на него заготовок со значительными габаритами и весом.

В зависимости от модели и особенностей конструкции среди станков токарно-карусельной группы выделяют одно- и двухстоечные. На первых устанавливается планшайба диаметром до 1600 мм.

Такие агрегаты применяются для работы с заготовками, имеющими диаметр до 1500 мм.

Более впечатляющими характеристиками обладают двухстоечные агрегаты, на которых может устанавливаться планшайба диаметром до 25000 мм, что дает возможность обрабатывать очень габаритные заготовки.

На станине двухстоечного агрегата, расположенной в вертикальной плоскости, есть две направляющие, по которым перемещается поперечина со смонтированными на ней двумя суппортами – револьверным и расточным. Суппорты станка, в свою очередь, перемещаются по горизонтальным направляющим поперечины.

Основные узлы токарно-карусельного оборудования на примере станка 1512

В револьверный суппорт, который может совершать движение в вертикальном и горизонтальном направлениях, входят продольная каретка и ползун, перемещающийся по вертикальной оси.

Именно на ползуне монтируется револьверная головка со специальными отверстиями для установки режущего инструмента.

При помощи револьверного суппорта и закрепленного в ней режущего инструмента выполняются такие технологические операции, как обработка наружных поверхностей, сверление отверстий, подрезание торцов детали.

Конструкция расточного суппорта включает продольную каретку, на которой монтируется поворотный механизм. В последнем имеется ползун с установленным на нем резцедержателем. При помощи расточного суппорта и инструментов, закрепленных в нем, выполняются обработка конических поверхностей, растачивание отверстий и прорезание внутренних канавок.

На одностоечных станках токарно-карусельной группы устанавливается боковой суппорт, состоящий из продольной каретки, ползуна и резцедержателя. Назначение такого суппорта заключается в том, чтобы обеспечить обработку наружных поверхностей.

Планшайба карусельного станка

Использование одновременно двух режущих инструментов в процессе обработки особенно актуально в сфере тяжелого машиностроения – при производстве гидравлических турбин, генераторов и других деталей, отличающихся большими габаритами и весом.

Основные особенности оборудования

Выбирая станок токарно-карусельной группы, следует учитывать следующие его характеристики:

• мощность станка;
• количество скоростей и диапазон частоты вращения планшайбы;
• угол поворота ползуна вертикального суппорта;
• величина максимального перемещения суппортов оборудования в горизонтальном и вертикальном направлениях;
• максимальные размеры подвергаемой обработке детали (высота, диаметр);
• максимальная величина перемещения поперечины (для двухстоечных станков);
• размеры планшайбы.

Обработка на станках токарно-карусельной группы осуществляется на высоких скоростях. Это допустимо потому, что заготовка и шпиндель не испытывают значительных консольных нагрузок, так как планшайба закреплена на рабочем столе особым образом.

Кроме основного движения и движения подачи, на станках данной группы используется совершаемое поперечиной (ее также называют траверсой) дополнительное движение. С его помощью режущий инструмент подводится к поверхности обрабатываемой заготовки.

Как уже говорилось выше, детали большого диаметра (16,5–25 м) обрабатывают на двухстоечных станках токарно-карусельного типа, а одностоечные агрегаты используют для заготовок с меньшими габаритами.

Системы ЧПУ устанавливают на одностоечные карусельные устройства, что позволяет использовать такое оборудование для обработки деталей со сложной конфигурацией, характеризующихся наличием как прямолинейных, так и криволинейных образующих.

Токарно-карусельный станок с ЧПУ

Что характерно, на токарно-карусельных станках, оснащенных ЧПУ, не устанавливается боковой суппорт: все технологические операции на них выполняются за счет использования револьверного суппорта, работой которого, как и приводом основного движения, управляет специальная программа. Вводимая в блок управления станка, она отвечает за выполнение таких технологических операций, как:

• выбор и установка необходимой частоты вращения планшайбы оборудования;
• поворот револьверной головки в положение, требуемое для выполнения обработки, и ее фиксация в таком положении;
• управление совершаемыми подачами и положением, которое занимают рабочие приспособления;
• установка режущего инструмента в нулевом положении;
• управление передвижениями, которые совершают рабочие инструменты.

Модели отечественного токарно-карусельного оборудования

История отечественных станков токарно-карусельного типа началась в 1935 г., когда на Краснодарском станкостроительном заводе имени Г.М. Седина был выпущен первый такой агрегат.

Следует отметить, что данный завод долгое время считался самым известным и авторитетным производителем токарных станков именно карусельного типа.

Продукция завода – качественные и надежные станки токарно-карусельного типа – активно использовалась на всей территории Советского Союза. Многие из этих устройств и сейчас еще можно встретить на промышленных предприятиях.

К наиболее популярным моделям оборудования от данного производителя стоит отнести станок 1516. Данная модель одностоечного станка (наряду с моделью 1512) относится к категории универсальных токарно-карусельных устройств, предназначенных для обработки заготовок из черных и цветных металлов в условиях мелкосерийного и серийного производства.

Технические характеристики станков обеих упомянутых выше моделей обеспечивают выполнение практически любых токарных операций, но используют эти устройства преимущественно для обтачивания и растачивания:

• поверхностей цилиндрической формы;
• плоских торцов заготовок;
• конических поверхностей.

Можно встретить некоторые модификации данных станков, на которых производитель устанавливал планшайбы самоцентрирующегося типа. Естественно, технологические возможности оборудования с такими планшайбами значительно шире, чем у обычных моделей.

Выпускались на заводе имени Г.М. Седина и двухстоечные станки токарно-карусельной группы. Здесь ярким образцом является модель 1525. Среди примечательных характеристик станка данной модели стоит отметить следующие: возможность изменять направление вращения планшайбы (реверс); наличие в конструкции двух верхних суппортов поворотного типа.

Привод главного движения станка модели 1525 оснащался двухступенчатым редуктором и электродвигателем, частоту вращения вала которого можно регулировать.

За выбор интервала скорости вращения планшайбы в конструкции станка отвечают две электромагнитные муфты, а частота вращения вала главного электродвигателя бесступенчато регулируется посредством специальной электрической схемы.

Все вышеперечисленные модели станков производились и с ЧПУ, тогда их маркировка выглядела следующим образом: 1512Ф2, 1516Ф2, 1525Ф2. В качестве управляющей системы на этих устройствах устанавливались отечественные программные комплексы (П32-3М, Н55-2) либо электронное оборудование компаний Bosch (Германия) и Alcatel (Франция).

Популярные зарубежные станки токарно-карусельной группы

На отечественном рынке представлен большой выбор токарно-карусельного оборудования от зарубежных производителей. О наиболее популярных моделях и торговых марках стоит сказать отдельно.

Хорошее соотношение цены и качества демонстрируют станки от китайской компании Dalian Guofeng Machine Tools, в маркировке которых присутствует буква «С».

5231, 5240, 5250, 52630

Данные модели относятся к категории токарно-карусельного оборудования двухстоечного типа, по своим техническим характеристикам они во многом похожи на станки завода им. Г.М. Седина. Эти устройства позволяют с достаточно высокой точностью осуществлять токарную обработку заготовок, характеризующихся как простой, так и сложной конфигурацией.

Dalian Guofeng Machine Tools C5250 — cтанок от китайского производителя

5110, 5116, 5123, 5125, 5131

Это одностоечные модели токарно-карусельного оборудования, мощность которого варьируется от 22 до 45 кВт.

На агрегатах данных моделей установлена упрощенная система ЧПУ – цифровая индикация, с помощью которой управление работой токарно-карусельного станка становится более удобным, простым и эффективным.

Данные станки, приводы перемещения по осям X и Z которых оснащены дополнительными сервомоторами, также отличаются высокой надежностью и точностью выполнения обработки.

Если рассматривать более качественное (а значит, и дорогостоящее) токарно-карусельное оборудование от зарубежных производителей, представленное и пользующееся популярностью на отечественном рынке, то стоит отметить продукцию швейцарской компании ENCE GmbH. Данный производитель предлагает оборудование нескольких серий.

Станок Dalian Guofeng Machine Tools C5116

LEN 3000-5000

На оборудовании данных моделей обрабатывают заготовки, диаметр которых находится в интервале 315–500 см. На станках этой серии не устанавливается система ЧПУ, но при необходимости оснастить их такой системой можно очень оперативно.

Двухступенчатый привод, реализующий главное движение, оснащается электродвигателем, частоту вращения вала которого можно изменять по 16 ступеням.

На этих токарно-карусельных станках использованы два типа направляющих: вертикальные – скользящие, горизонтальные – гидростатичного типа (они выступают в роли разгрузочных элементов).

LEN 1250-2000

Как понятно из обозначения, на этих устройствах обработке подвергают детали с диаметром 125–200 см. Агрегаты этой серии оснащены роликовыми направляющими, в подвижные узлы которых установлены высокоточные подшипники качения.

Вертикальный и четырехпозиционный суппорты данных токарно-карусельных станков гидравлически сбалансированы, что повышает точность обработки.

Надежности оборудование данной серии способствует и то, что оно оснащается электрическими компонентами от известной компании Siemens.

SEN 1000-1800

Это токарно-карусельное оборудование, оснащенное системами ЧПУ, от компаний Siemens Fanuc.

Среди важных конструктивных особенностей оборудования данной серии стоит выделить сервомотор с коробкой передач ZF (Германия) и термически симметричный рабочий стол.

Выпускается данное оборудование, характеризующееся высокой скоростью обработки и низким уровнем шума, в трех основных категориях: стандартной, тяжелой и высокоточной.

Говоря о специализированном токарно-карусельном оборудовании от западных производителей, представленном на отечественном рынке, нельзя не упомянуть станки с числовым программным управлением, выпускаемые под торговыми марками VWEN и SENQ. На таких устройствах можно обрабатывать заготовки не только из черных и цветных металлов, но и из сплавов, содержащих в своем составе керамику и фарфор. Диаметр деталей, с которыми работают на этих токарно-карусельных станках, доходит до 10 м.