Токарные центры против токарных станков в современном производстве

Токарные центры против токарных станков в современном производстве 16

Токарные центры и токарные станки выглядят примерно одинаково. Неудивительно, ведь токарный центр произошел от традиционных токарных станков. Оба они выполняют токарные операции для обработки заготовок, но между ними есть некоторые существенные различия. Добавление ЧПУ повысило точность токарных и контурных операций, повысило повторяемость и производительность. Кроме того, намного проще управлять станком с ЧПУ, даже несмотря на более сложные процессы обработки. Знание разницы между токарным центром и токарным станком необходимо для выбора правильного станка для ваших производственных целей. Прочитав эту статью, вы будете знать все, что отличает токарный станок от полноценного токарного центра и наоборот.

1. Основы токарного центра

Несмотря на внешнее сходство, горизонтальные токарные станки с ЧПУ представляют собой эволюционный скачок по сравнению с токарными станками прошлого. Обычные токарные станки по определению являются 2-осевыми станками. Со временем токарные станки стали более сложными с 3-х, 4-х и 5-осевыми возможностями и, таким образом, перешли в эру токарных центров.

Токарные центры против токарных станков в современном производстве

Хотя формального различия нет, токарный станок обычно используется для обозначения более простых станков, таких как те, которые выполняют только токарные операции, обычно только с осями X и Z. С другой стороны, понятие токарный центр используется не только для 3-х и более осевых токарных станков, но и при возможности операций фрезерования, сверления и вспомогательного шпинделя. Сегодня эти термины могут использоваться взаимозаменяемо.

Что такое токарная обработка с ЧПУ?

Токарная обработка с ЧПУ — это производственный процесс, при котором материал снимается с заготовки, обычно имеющей форму прутка, путем резания. Заготовка зажимается в патроне, который вращается через шпиндель. Материал удаляется срез за срезом в виде стружки и формирует  деталь цилиндрической формы.  Токарная обработка с ЧПУ также называется субтрактивной обработкой, когда режущий инструмент перемещается вдоль оси детали по спиральной траектории, удаляя лишний материал. При этом традиционный токарный станок интегрирован с компьютерной системой, которая управляет режущим инструментом с высокой точностью.

2. Что делает токарный станок токарным центром?

Определенного правила нет, но обычно токарный центр представляют собой более сложные машины с защитным кожухом  для защиты оператора и окружающего пространства. Кроме того, станина, задняя бабка и суппорт, три наиболее важных компонента токарного центра, обычно являются отдельными частями токарного центра с ЧПУ. Это позволяет оператору регулировать положение задней бабки, не затрагивая суппорт и револьверные головки.

Что касается практического применения, то механически они одинаковы. Поэтому многие специалисты, работающие в обрабатывающей промышленности, с трудом понимают разницу между токарными центрами с ЧПУ и токарными станками с ЧПУ. Ведь они оба используются для обработки одинаковых деталей. Вот некоторые различия между токарными центрами с ЧПУ и токарными станками с ЧПУ:

  • Токарный центр с ЧПУ более эффективен и позволяет производить большее количество деталей за смену, чем токарный станок с ЧПУ.
  • Конструкция токарного центра с ЧПУ закрыта, обязательно включает систему охлаждения и устройства смены инструмента. 
  • Токарный центр с ЧПУ часто дороже, крупнее, прочнее и тяжелее.

Токарные станки обычно выполняют только точение, в то время как токарные центры являются более совершенными и универсальными станками. Точение-это только один из режимов резания, который токарный центр может выполнять для обработки заготовки. Он также может выполнять такие операции, как сверление, нарезание резьбы, развёртывание и зенкерование, и это лишь некоторые из них.

Прецизионные токарные центры имеют много преимуществ в обработке перед токарными станками.  Эти типы станков можно разделить на два: горизонтальные и вертикальные, из которых горизонтальная структура более распространена в механической обработке. По сравнению с токарными станками токарные центры с ЧПУ могут производить больше деталей в день.

Токарные центры более эффективны в проектировании и производстве. Токарный центр может быть оснащен одним или двумя шпинделями. В зависимости от скорости обработки, вариантов инструмента и мощности можно выбирать различные типы токарных центров. Токарный центр имеет много преимуществ перед токарными станками, потому что он может предоставить множество вариантов, придавая заготовке желаемую форму. 

3. Параметры обработки

Режимы резания при токарной обработке с ЧПУ определяют на основании ряда технических показателей. К ним относятся: материал детали и инструмента, размер инструмента, требования к чистовой обработке и т. д.

Основными параметрами токарной обработки с ЧПУ являются:

  • Скорость шпинделя. Единицей является количество оборотов в минуту (об/мин), и она показывает скорость вращения шпинделя N, а значит, и заготовки. Скорость шпинделя находится в прямой зависимости от скорости резания, которая также учитывает диаметр. Следовательно, скорость вращения шпинделя должна изменяться, чтобы поддерживать постоянную скорость резания при значительном изменении диаметра.
  • Диаметр заготовки. Играет важную роль в достижении правильной скорости резания. Обозначается D и измеряется в миллиметрах (мм).
  • Скорость резания. Уравнение для расчета скорости резания: V= πDN /1000. Показывает относительную скорость заготовки относительно режущего инструмента.
  • Скорость подачи. Единица измерения — мм/об, символ — с. Рабочая подача показывает расстояние, на которое режущий инструмент перемещается за один оборот заготовки. Расстояние измеряется по оси.
  • Осевая глубина реза. Довольно очевиден, так как показывает глубину реза в осевом направлении. Это основной параметр для торцевых операций. Более высокая скорость подачи оказывает большее давление на режущий инструмент, сокращая срок его службы.
  • Радиальная глубина реза. В отличие от осевого резания, показывает глубину резания перпендикулярно оси. Более низкие скорости подачи помогают продлить срок службы инструментов и обеспечить лучшее качество обработки.

 

4. Горизонтальный и вертикальный поворотный центр

Токарные центры против токарных станков в современном производстве

Подавляющее большинство токарных станков относятся к горизонтальному типу. Это означает, что главный шпиндель выравнивается параллельно земле или рабочему столу, как и в традиционном токарном станке. Вертикальные токарные станки обычно называют вертикальными револьверными станками или VTL. В этом типе токарного центра стружка оттягивается от заготовки под действием силы тяжести. Вертикальный токарный центр вертикального токарного станка представляет собой горизонтальный токарный станок, наклоненный на 90 градусов (кроме рабочего стола). При такой установке передняя бабка оказывается на полу, а планшайба превращается в горизонтальный вращающийся стол.

Вертикальные токарные станки лучше подходят для обработки больших и тяжелых заготовок. Гравитация в этом случае помогает удерживать тяжелую заготовку в держателях или зажимах. Однако накопление стружки может быть проблемой, требующей время от времени очистки рабочей зоны.

 

Многоосевые токарные центры

Прецизионные токарные центры имеют множество применений с использованием приводных инструментов, таких как фрезерование, токарная обработка, нарезание резьбы, сверление, развертывание, поэтому они называются токарными центрами. Прецизионный токарный станок, оснащенный фрезерными приспособлениями, можно назвать токарным центром. Станки с более чем двумя осями называются 3-х, 4-х и 5-осевыми станками, или, если они соответствуют конфигурации обрабатывающего центра, они называются 3-х осевыми. Это многофункциональная машина, которая может использовать различные аксессуары и приводные инструменты для выполнения различных операций.

Токарный центр с ЧПУ представляет собой токарный станок с ЧПУ с некоторыми принадлежностями и дополнительными функциями. Он может включать функции фрезерования, осевые и радиальные приводные инструменты, двойные шпиндели, ловитель деталей и другие усовершенствования, позволяющие избежать использования нескольких станков.

5. Области применения и преимущества токарных центров

Токарные станки с ЧПУ имеют широкий спектр применения во всех отраслях промышленности, таких как аэрокосмическая, автомобильная, медицинская, нефтяная и так далее. Они особенно подходят для обработки высокоточных металлических деталей, стержней, труб, шестерен и т. д. Токарные центры с приводным инструментом и дополнительными осями способны даже выполнять операции фрезерования, сверления, токарной обработки и нарезания резьбы во всех формах и формах.

Преимущества токарного центра

1. Конфигурация

Токарный центр с ЧПУ обычно оснащен приводными инструментами и магазином инструментов. Кроме того, инструменты на токарном центре легко индексируются, что позволяет быстро и точно определить положение инструмента относительно заготовки. 

2. Универсальность

Токарный центр с ЧПУ может не только выполнять токарные операции, но также выполнять торцевание, сверление, растачивание и даже фрезерование для создания сложных деталей и элементов. Заготовка удерживается в положении центра токарной обработки, затем приводной инструмент выполняет операцию фрезерования.

3. Закрепление

Токарному станку не нужны приспособления и зажимные приспособления для зажима заготовки, так как детали можно фиксировать на патроне, расположенном на шпинделе. Конечно, это экономит время на загрузку и разгрузку зажимов.

4. Производительность

Патрон и шпиндель полые по центральной оси вращения, новое сырье может загружаться в патрон со стороны шпинделя автоматически, производство является непрерывным, что повышает производительность, особенно при массовом производстве. 

5. Качество

Токарный центр с ЧПУ может сократить весь производственный процесс, упростить сложность и достичь более высоких стандартов, качество обработки поверхности также лучше благодаря постоянному контакту между заготовкой и инструментом.