Токарно-карусельные станки. Технические характеристики

Токарный станок позволяет обрабатывать металлические заготовки острым резцом путем вращения.

Но как быть, если заготовка очень большая и тяжелая? Ведь под ее массой шпиндель, на который она будет устанавливаться, непременно изогнется и будет изгибаться до тех пор, пока станок полностью не разрушится.

Для таких целей придумали специальную разновидность обрабатывающих установок – токарно-карусельный станок. Его особенность в том, что заготовка вращается не в вертикальной плоскости, как в обычном случае, а в горизонтальной, подобно карусели, откуда и пошло название.

Сегодня технология обработки металлов резанием позволяет получать на токарно-карусельных станках детали практически любой сложности, но это относится только к телам вращения (для угловой и прямой обработки, применяют фрейзер).

На токарно-карусельных станках можно изготовить внутреннюю и внешнюю цилиндрическую и конические поверхности, экспоненциальную и параболическую кривые, причем даже апериодического характера (для этого существует технология программируемого управления ЧПУ).

Механизм установки позволяет торцевать и обтачивать различные участки детали, в том числе, находящиеся во внутренних полостях, растачивать и сверлить отверстия под крепежи. Резьба может выполняться с различным шагом, в том числе и нерегулярным.

Работа на такой установке ничуть не сложнее пользования обычным токарным станком. Хотя размеры здесь совсем другого порядка, но скорости вращения гораздо ниже. Соответственно и ошибиться сложнее.

В качестве материала заготовки могут быть взяты металлы любой степени прочности, например:

• закаленная сталь 50...65;
• чугун;
• различные цветные металлы и сплавы.

Главное здесь, чтобы хватило жесткости резца, который при обработке таких поверхностей очень быстро стачивается. Современные станки обеспечивают точность размеров по стали 65 в пределах IT6-IT7.

Характеристики токарно-карусельных станков

Существует два конструктивных типа токарно-карусельного станка: одностоечный и двустоечный. Разница между ними заключается в том, что первые применяются для обработки сравнительно небольших заготовок, диаметр которых редко превышает один метр.

Центробежные силы, возникающие вследствие вращения детали, с легкостью гасятся одной единственной стойкой-опорой, а длины планки вполне хватает для перемещения резца вдоль радиуса «карусели».

В двустоечных станках работа уже идет с большими заготовками, размеры которых могут превышать 2,5-3 метра в диаметре. Разумеется, одна стойка не сможет обеспечить необходимой длины прохода резца, а мощности двигателя вряд ли хватит на то, чтобы привести во вращение столь массивную деталь.

В двустоечном токарно-карусельном станке асинхронный электродвигатель разгоняет заготовку посредством секционных цепей. Иногда для этих целей используются шкивы.

Что касается скоростей вращения, то они ограничиваются лишь тугоплавкостью и хрупкостью резца и металла заготовки.

В среднем для обработки детали из закаленной стали диаметром в 1-2 метра достаточно угловой скорости 2-3 рад/с (это значит, что полный оборот карусель сделает за полторы секунды). При этом чем большего радиуса заготовка, тем меньше должна быть скорость вращения. Иначе металл подвергнется термическому расширению, что дает существенную погрешность, и как итог: значительные допуски в размерах полученного изделия.

Применение токарно-карусельных станков с ЧПУ

Числовое программное управление (ЧПУ) позволяет повысить точность обработки на порядок, получая результат, несопоставимый с ручной работой. Это обеспечивается за счет применения датчиков контроля осевых и радиальных перемещений резца.

Такие датчики способны улавливать отклонения вплоть до долей микрона, что особенно важно в высокотехнологических и точных отраслях производства таких, как:

• медицинское оборудование;
• робототехника;
• космонавтика.

Принципиально токарно-карусельный станок с ЧПУ отличается от обычного лишь наличием автоматизированного управляющего центра, который выглядит как небольшой шкафчик с дисплеем и клавиатурой для ввода данных. Фактически, это тот же компьютер.

Обработка заготовки на таком станке выглядит следующим образом:

• Вначале технолог-программист вводит в память станка программный код. Делается это с клавиатуры.
• Далее, в соответствии с этим кодом система автоматического управления производит ряд определенных движений резцом, что на выходе дает необходимый результат.
• Отклонения и погрешности фиксируются в реальном времени, и передаются на экран монитора. В соответствии с ними технолог либо разрабатывает новый поправочный код, либо вносит в уже существующую программу заранее заготовленные изменения.