Размер деталей, которые применяют в смартфонах и прочей электронной технике, в измерительных и медицинских приборах, диагностическом, военном оборудовании, постоянно уменьшается. Главная задача современного производства – вместить максимум рабочих элементов в ограниченное пространство, чтобы добиться необходимого функционала и точности работы изделия.
В космической промышленности, авто- и авиастроении уменьшение веса агрегатов достигается исключительно за счет замены деталей на более легкие и компактные. Сегодня мелкие детали используются повсеместно: от протезирования зубов до разработки промышленных роботов.
Среди мелких деталей есть изделия как простой, так и очень сложной формы, создание которых требует многоинструментальной обработки
Изготовление мелких деталей осуществляется с помощью токарных станков с ЧПУ, которые обрабатывают заготовки в полуавтоматическом или полностью автоматическом режиме. Отсюда и их название – токарные автоматы и полуавтоматы. Материалом для создания мелких деталей служат прутковые заготовки, а также фасонный профиль или проволока.
Какие станки используются на современных производствах
Наиболее востребованы станки для создания мелких деталей – токарные автоматы с ЧПУ, в которых все операции, от подачи заготовки до выгрузки готового изделия, полностью автоматизированы. Оператор лишь своевременно загружает материал, контролирует процесс и выборочно проверяет готовые детали, отслеживая возможные отклонения в размерах и качестве обработанной поверхности.
Полуавтоматы работают аналогично, но в этих станках не все операции автоматизированы, сами станки имеют открытую рабочую зону. Чаще всего оператор самостоятельно устанавливает, позиционирует и закрепляет заготовку, запускает машину, а по завершении обработки снимает деталь. Такие станки моделей 11Т16А, 1Д325 давно уже устарели и практически повсеместно выходят из эксплуатации. Далее мы вернемся к этим станкам.
В общем виде устройство типового станка с ЧПУ для обработки мелких деталей выглядит так:
- Прочная литая станина.
- Подвижная бабка с шпинделем ( в оси Z), на котором с помощью цангового патрона крепится заготовка.
- Суппорты для закрепления режущего инструмента.
- Устройство для подачи прутка.
- Блок управления ЧПУ.
Кроме того, современные аппараты снабжены дополнительными системами:
- охлаждения ( СОЖ) повышенного давления;
- стружкоудаления конвейерного типа;
- улавливания готовых деталей или транспортировочным конвейером ;
- оповещения об износе/поломке инструмента.
Процесс изготовления мелкой детали на токарном автомате
Современные автоматы с ЧПУ выполняют не только точение, но и фрезерование, гравировку, сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы.
Разновидности станков
Ввиду большого разнообразия станков для обработки мелких изделий в т.ч. высокопроизводительной обработки, их принято делить по нескольким признакам.
1. По назначению- Универсальные – выполняют разные операции и задействованы в изготовлении разных изделий.
- Специализированные – их применяют для выполнения конкретных операций и практически не перенастраивают.
- С вертикальным расположением.
- С горизонтальным расположением.
- Одношпиндельные – рассчитаны на обработку одного элемента.
- Многошпиндельные – могут одновременно обрабатывать одну заготовку разными инструментами или несколько разных заготовок.
Изготовление латунной детали на многошпиндельном горизонтальном токарном автомате с ЧПУ
Среди одношпиндельных станков выделяют:
- Автоматы продольного точения – предназначены для обработки малоразмерных деталей из прутка небольшого диаметра от 1 до 42 (45) мм. Их применяют в часовом производстве, имплантологии и протезировании, приборостроении. Заготовка подается от барфидера через шпиндель передней бабки, которая в свою очередь двигается по направляющим на станине в продольном направлении ( ось Z). Пруток подается через люнетную цангу. Обработку заготовки производят резцами, неподвижно закрепленными в суппортах.
- Токарно-револьверные станки – используются для создания изделий сложной формы из прутка или штучных заготовок. Материал крепят в шпинделе. В процессе обработки револьверная головка перемещается продольно, замена инструментов происходит автоматически при ее повороте, суппорты двигаются в поперечном направлении.
В рамках исторической справки, расскажем, какими были советские многошпиндельные автоматы и как разделялись по принципу действия. Делили их на параллельные и последовательные. Из названий понятно: в первых операции выполняются одномоментно, во вторых – поочередно. Отличаются станки по типу исполнения распределительного вала:
- барабанный вал – это цилиндр с накладными кулачками, которые управляют всеми движениями станка;
- дисковый вал – используются дисковые кулачки, которые руководят подачей револьверных головок и суппортов.
В многошпиндельных горизонтальных станках для мелких деталей шпиндели расположены по окружности, а суппорты на траверсе – с торца шпиндельного блока. Подаваемый пруток обрабатывается последовательно на каждой позиции и одновременно может обрабатываться инструментами, закрепленными на продольном суппорте, который передвигается по центральной гильзе.
Устаревшая модель токарного многошпиндельного автомата советского производства 20 века.
Конструкция многошпиндельного вертикального станка предполагает наличие вертикальной колонны, вокруг которой поворачивается стол с определенным количеством шпинделей. Суппорты одновременно обслуживают все шпиндели, кроме загрузочной позиции. В процессе работы стол поворачивается, и каждая заготовка поочередно проходит все позиции. В конце обработки в позицию загрузки приходит готовая деталь.
Пример рабочей зоны многошпиндельного токарного станка
Многофункциональные автоматы продольного точения – самое востребованное оборудование в серийном и массовом производстве: оно позволяет одновременно выполнять несколько операций и изготавливать трудоемкие мелкие детали по чертежам.
Автоматы швейцарского типа
Наиболее точным оборудованием для создания малоразмерных изделий из калиброванного прутка считаются автоматы продольного точения швейцарского типа (Swiss Type). В свое время они были созданы швейцарскими станкостроителями по запросу часовых мастеров – для изготовления высокоточных часовых механизмов им потребовалось специальное оборудование.
Детали для обработки на токарных станка SWISS TYPE не больше монеты
Главная особенность конструкции Swiss Type – возвратно-поступательное перемещение заготовки-прутка относительно инструмента, что позволяет обрабатывать сверхмалые по диаметру заготовки при длине от 4-5 диаметров и выше, а так же контршпинделя (как опция), который расположен напротив основного. Его выбирают в зависимости от сложности изделий, когда необходим переустанов и обработка со второй стороны, а также при повышенных требованиях в соосности изделия. При наличии контршпинделя такт выпуска значительно сокращается в виду 2 канальной обработки одновременно. Одномоментная многоинструментальная обработка позволяет создавать высокоточные детали практически любого уровня сложности.
Станина и основные узлы классических токарных автоматов продольного точения с контршпинделем на примере STANZA модели ST-20 type A
Для подачи материала на станках с ЧПУ применяют барфидеры, во время продвижения пруток смазывается маслом. Скорость обработки достигает 30 м/мин. Зная все параметры работы станка, можно рассчитать стоимость изготовления изделия мелкой серии и убедиться, что использование машин типа Swiss Type гарантирует снижение себестоимости и увеличение производительности.
Автоматический податчик прутка Bloader BWG20 для автоматов продольного точения
В компании ПРОМОЙЛ для изготовления крупных партий мелкоразмерных изделий из металла вы можете приобрести автоматы продольного точения бренда Stanza серии SB или ST с инструментальными блоками для выполнения токарных, фрезерных и сверлильных операций.
# Станки
