Принципиальная компоновка токарного станка с ЧПУ

Чтобы понять принцип работы токарного оборудования, следует понимать, из каких компонентов оно состоит.

Рассматривать мы будем на примере станка с ЧПУ, так как данный тип оборудования является основным на рынке и более сложным для понимания.

В основу программирования любого станка с числовым программным управлением заложено программирование перемещения органов станка в системе координат. У токарного станка есть две основные оси: ось Х, которая обозначает перемещение инструмента перпендикулярно оси шпинделя, и ось Z, которая обозначает перемещение инструмента вдоль оси шпинделя.

Главный привод токарного станка

Главным приводом токарного станка является электродвигатель, который приводит в движение заготовку. В случае со станками без ЧПУ (или как их ещё называют «универсальные», хотя по советской классификации это не совсем корректно), для перемещения инструмента отбор мощности осуществляется от главного привода по средствам многоступенчатого редуктора (ещё его называют «гитарой», т.к. иногда для нарезания резьбы с нестандартным шагом требуется замена некоторых шестеренок, поэтому процесс напоминает настройку гитары).

В станках с ЧПУ для перемещения инструмента по каждой оси используется отдельный серводвигатель.

Станина

Главный элемент любого, в том числе, токарного станка — это станина, базовая конструкция на которой закрепляются основные узлы. Тип конструкции станины – это один из вариантов классификации токарного оборудования. Различают токарные станки с ЧПУ по типу конструкции станины делятся на станки с прямой и наклонной станиной.

         Прямая станина чаще используется для станков без ЧПУ, или простых станках с ЧПУ, не имеющих широкий функционал. Это связано с тем, что изготовление такой станины гораздо проще и не требует использование дорогостоящего оборудования. Но вместе с тем прямая станина существенно ограничивает функционал оборудования. Например, на станках с прямой станиной очень тяжело реализовать дополнительную ось Y (я бы сказал практически невозможно сделать приемлемые перемещения), или совершенно нецелесообразно устанавливать противошпиндель для обработки детали с двух сторон (это связано с отсутствием дополнительных направляющих и противошпиндель будет мешать суппорту). Из вышесказанного можно сделать вывод, что станки с прямой станиной имеет смысл предлагать для изготовления несложных деталей, которые не требуют дополнительных фрезерных операциях, или же эти операции можно произвести на фрезерном станке.

         Наклонная станина встречается куда чаще в современных станках. Никогда не используется для изготовления станков без ЧПУ, потому что основное её предназначение - это реализация сложных функций на токарных станках. Наклонная станина позволяет реализовать функцию оси Y, установить противошпиндель и т.д.

Помимо расширения функционала, данная конструкция имеет ряд преимуществ таких как: высокая жесткость, компактность, высокую эргономику и улучшенный сход стружки. Главным недостатком является довольно сложная технология обработки, требуется больше материала и как следствие – цена станка с наклонной станиной значительно выше. 

Направляющие

Следующий важный компонент любого станка, являются его направляющие. По сути, этот элемент во многом определяет класс точности оборудования. Направляющие в станке нужны для обеспечения жесткого и точного перемещения его подвижных элементов. Бывают два основных типа направляющих (все остальные виды – это, по сути, их производные).

Про типы направляющих, применяемых в токарных станках и обрабатывающих центрах в отдельной статье

Шпиндель

Не менее важный узел любого станка является шпиндель. Основная задача шпинделя заключается в передаче крутящего момента инструменту или заготовке. В случае с токарными станками мы говорим о шпинделе, который передает крутящий момент заготовке (хотя многофункциональные станки могут иметь так же и фрезерный шпиндель).

Основные параметры шпинделя

·        Мощность

·        Крутящий момент

·        Частота вращения

Наиболее важный параметр, определяющий возможности шпинделя - крутящий момент двигателя.

Читать подробнее по типам шпинелей, применяемых в токарных станках с ЧПУ

Суппорт

Подвижная часть станка, которая перемещается по направляющим, называется суппортом. Суппорт приводится в движения за счёт преобразования вращательного движения в линейное. И вот тут образовывается главная проблема станков. Так как точность один из важнейших параметров станка, то и точность линейных перемещений его компонентов должна быть очень высокой. Чтобы понять, почему это является проблемой, стоит разобраться, как устроена механика перемещения.

Итак, у нас есть направляющие, которые обеспечивают плавное линейное перемещение и есть суппорт, который крепиться к танкеткам, которые перемещаются по направляющим.

Перейти в раздел каталога "токарное оборудование"