Что значит приводной инструмент
Всё, что нужно знать о приводных блоках
Хотите добавить на токарный станок функции фрезерного? Тогда вам понадобится приводной инструмент. Вы сможете не только фрезеровать, но и сверлить, нарезать резьбу. И главное – делать всё это без переустановки обрабатываемой детали.
Приводные блоки можно установить на любой современный токарный станок с ЧПУ. Большинство производителей металлообрабатывающего оборудования оценили востребованность этой оснастки и добавили к своим токарным центрам опцию приводного инструмента.
Приводные блоки делают станок максимально производительным и универсальным, расширяя его функционал.
Впрочем, сами приводные блоки зачастую не входят в стандартный комплект оборудования и приобретаются отдельно.
Как устроен приводной инструмент?
На шпиндель станка устанавливается револьверная головка (её также называют револьверным диском или поворотным барабаном). На данное устройство с помощью особых блоков крепятся разные металлообрабатывающие инструменты.
Как только работа одним инструментом будет выполнена, револьверная головка сдвигается, и в ход идёт следующий инструмент.
Инструмент вращается с помощью особого механизма – привода, который передаёт крутящий момент от шпинделя станка. Отсюда и название приводных блоков. Бывают и статичные блоки, служащие для закрепления токарных, расточных или отрезных резцов (каждый блок под свой тип инструмента).
Преимущества приводных блоков
Многофункциональность оснастки позволяет уменьшить количество необходимого оборудования. Вместо двух станков – токарного и фрезерного – можно приобрести один в комплекте с приводными блоками, что значительно снизит затраты.
Кроме того, существенно сократиться время работы. Ведь больше не придётся тратить усилия на дополнительную переналадку станка и смену обрабатываемых загатовок.
Среди плюсов приводного инструмента также можно отметить жесткое выдерживание допусков по взаимному расположению поверхностей (работа от одной базы).
Особенность использования приводных блоков
В первую очередь, токарный станок – это все-таки токарный. Даже с приводным блоком. Поэтому большая часть загрузки станка должна состоять из токарных операций. Иначе такой станок будет неэффективным и нерентабельным. К тому же привод приводного блока не идет в сравнение со шпинделем полноценного фрезерного обрабатывающего центра.
Компания ТИГРОТЕХ поставляет лучшие приводные блоки SMW-Autoblok прямиком из Германии. Подробности читайте в нашем блоге. Для подбора – звоните +7 495 642 3130 или отправляйте заявки на info@tigroteh.ru
Все о приводном инструменте для токарных станков с ЧПУ
Токарный станок с ЧПУ – это устройство, с помощью которого происходит обработка металлических деталей. Благодаря числовому программному управлению, каждая работа выполняется с высокой точностью и без погрешностей. Приводные блоки являются важной составляющей любой машины.
Какой бывает инструмент
Ни один станок не будет полноценно функционировать без приводного инструмента, ведь именно дополнительное оборудование совершает большинство задач и делает агрегат универсальным. Электроприводные устройства могут выполнять такие операции, как сверление, фрезерование или нарезание резьбы.
Среди основного оборудования для токарного станка, можно отметить:
Электрические блоки
Электрические приводные блоки используют для приведения в работу электроприводной барабан. Лежат в основе каждого дополнительного инструмента. Имеют в своем составе электродвигатель. Для каждого агрегата выпускают разные блоки, которые имеют уникальную конструкцию.
Они могут производиться отдельно для червячных или дисковых фрез, либо же иметь изменяемый угол. С помощью приводных блоков обработка металла выполняется с высокой производительностью и за короткое время. Устройство имеет повышенную жесткость и надежность.
Аксиальные резцедержатели
Используют для закрепления и удержания резцов и насадных фрез на токарных установках. Положение резцов регулируется с помощью двух винтов. Имеют прочную прижимную плиту, которая способствует надежному закреплению дополнительного оборудования.
Поверхность аксиального резцедержателя выполнена из закаленного металла, поэтому он имеет высокий уровень прочности и износостойкости.
Поворотные держатели
Используют на станках токарной группы для поворота резца или фрезы. Имеют мощные приводные блоки и сверхточную центровку, что позволяет выполнять качественную обработку деталей.
Состоит из корпуса с пазами под резцы и зажима, имеет компактные размеры, благодаря чему легко монтируются на токарные установки. На некоторых моделях управление может дополнительно выполняться с помощью рукоятки.
Угловые держатели
Применяют в качестве приводного инструмента для токарных станков с ЧПУ. С его помощью осуществляется обработка заготовок с боковых сторон (с торца).
Является прочным, имеет закаленную поверхность, предназначается для длительного использования в работе, не боится высоких температур. Закрепляются резцы и фрезы с помощью пазов в корпусе, как и в поворотном держателе.
Двойные угловые головки
Являются приводным инструментом на токарном станке. Используют для сверления, фрезерования и точения металла. Различают их по типу осей, который могут быть либо параллельные, либо располагаться по направлению друг к другу.
Двойная угловая приводная головка позволяет обрабатывать изделия сложной конструкции. Чаще применяют для крупносерийного производства однотипных деталей.
Револьверные головки
Применяют для горизонтальной и вертикальной обработки детали на токарном станке. В головку устанавливают резцы, фрезы, разного рода сверла и метчики. За один цикл, при наличии необходимых дополнительных агрегатов, может выполнять все технологические операции.
В некоторых моделях используют шаговые электродвигатели. Это позволяет увеличить точность устанавливаемой позиции.
Необходимо подвести итоги, что токарный агрегат с ЧПУ имеет немалое количество компонентов, которые повышают функциональность агрегата и делают его более универсальным.
Токарно фрезерный станок с ЧПУ
Что умеет токарно фрезерный станок с ЧПУ
Речь идет не о токарных станках класса «хобби», на которых смонтировано фрезерное приспособление и которые используются в ремонтных мастерских.
Токарно-фрезерный станок умеет все то же, что и обычный 2-х осевой токарный станок с ЧПУ + имеет дополнительную поворотную ось C и револьверную головку с приводным инструментом, которые позволяют вести внеосевую обработку (сверление, фрезерование, нарезание резьбы метчиком и т.д.).
Например, такая деталь как фланец, обычно обрабатывается на двух станках: токарном и сверлильном (или фрезерном). Токарно-фрезерный станок изготовит фланец за одну установку за минимальное время.
Как работает программируемая ось C
Ось C обеспечивает прецизионное двунаправленное перемещение шпинделя, которое полностью интерполируется с перемещением оси X и/или Z. Можно задать командой скорость вращения шпинделя от 0,01 до 60 об/мин.
Станки с осью С, соответственно, должны иметь 3-х координатную систему ЧПУ с возможность линейной и круговой интерполяции.
Привод оси С может осуществляться двигателем шпинделя или отдельным серводвигателем. На корпусе шпинделя крепится датчик углового положения.
Работа оси C зависит от массы, диаметра и длины обрабатываемой детали и/или зажимной оснастки (патрона).
В станках с осью С шпиндель работает в 2-х режимах:
Управление осью С
Основные команды управления шпинделем и осью С:
Токарный станок автоматически выключает тормоз шпинделя, если подана команда о движении оси C, а после снова включает его, если коды M по-прежнему активны.
Возможно относительное перемещение оси C с помощью адресного кода H, как показано в примере:
Типовая программа управления осью С
Команды в декартовых координатах преобразуются в движения линейной оси (движения револьверной головки) и движения шпинделя (вращение детали).
Интерполяция в декартовы координаты, пример 1.
Пример декартовой интерполяции
Пример декартовой интерполяции 2
Пример декартовой интерполяции 2
Как работает приводной инструмент
Приводной инструмент позволяет значительно расширить возможности станка, делая токарный станок с ЧПУ обрабатывающим центром. Приводной инструмент всегда работает с осью С.
Механизм приводного инструмента состоит из следующих компонент:
Технологические операции, которые осуществляет приводной инструмент:
На сегодняшний день в мире существует две наиболее распространенные системы крепления инструмента для токарных обрабатывающих центров с приводным инструментом.
Кроме того, система BMT® предоставляет возможность расширения количества инструмента за счет промежуточных положений револьверной головы (до 24).
Примерные характеристики приводного инструмента:
Револьверная головка BMT
Управление приводным инструментом
Скорость вращения шпинделя управляется адресным кодом P. Например, P1200 задает скорость вращения шпинделя 1200 об/мин.
Изменение скорости вращения шпинделя (SSV) позволяет вам задать диапазон, в котором скорость вращения шпинделя непрерывно изменяется. Это полезно для подавления вибрации инструмента, которая может привести к нежелательному ухудшению качества обработки детали и/или повреждению режущего инструмента.
Система управления изменяет скорость вращения шпинделя в соответствии с настройками 165 и 166. Например, для изменения скорости вращения шпинделя +/-100 об/мин от ее текущей скорости по команде с рабочим циклом 1 секунда, установите настройку 165 на 100, а настройку 166 – на 1.
M138 не зависит от команд шпинделя; после выполнения этой команды она остается активной даже при неработающем шпинделе. Помимо этого, M138 остается активной до ее отмены с помощью M139 или при M30, а также с помощью команды Сброс или Аварийный останов.
Токарно-фрезерные станки в названии могут иметь букву «M» (Milling). Это означает, что такой станок имеет функцию приводного инструмента.
Как работает ось Y
Ось Y – это дополнительная ось на токарных станках. Установка оси Y позволяет расширить возможности токарного станка с ЧПУ. Ось Y добавляет функцию обработки заготовки, вне оси вращения заготовки или вне перпендикуляра к оси вращения заготовки. Другими словами, наличие оси Y позволяет осуществлять линейную фрезеровку и внеосевое сверление.
Привод оси Y приподнимает револьверную голову над осью шпинделя. Ось Y перемещает инструменты перпендикулярно осевой линии шпинделя. Это перемещение достигается сложным движением шариковых винтов осей Х и Y. Перемещение по оси Y реализовано через одновременное перемещение револьвера по оси X и дополнительной оси с направляющими скольжения. На сегодняшний день — это самое передовое, надежное и стабильное решение.
Типовое применение оси Y — изготовление контровочных отверстий на гайках.
Управление осью Y
Осью Y можно управлять командами и поведение ее аналогично стандартным осям X и Z. Для включения оси Y нет специальной команды.
После смены инструмента токарный станок автоматически выполняет возврат оси Y к осевой линии шпинделя. Прежде чем подавать команду на вращение, убедитесь, что револьверная головка расположена правильно.
Стандартные коды G и M доступны при программировании с использованием оси Y.
При выполнении операций приводного инструмента коррекция на инструмент типа фрезы может применяться как в плоскости G17, так и G19. Необходимо выполнять правила коррекции на режущий инструмент во избежание непредсказуемого перемещения при применении и отмене коррекции. Значение радиуса используемого инструмента необходимо ввести в столбец RADIUS на странице геометрии соответствующего инструмента. Вершина инструмента принимается за «0», и значение вводить не нужно.
Следующие стандартные циклы можно использовать с осью Y.
Только осевые циклы:
Только радиальные циклы:
Пример программы фрезерования с осью Y
Пример программы фрезерования с осью Y
Токарно-фрезерные станки в названии могут иметь букву «Y». Это означает, что такой станок оборудован осью Y, что автоматически означает, что на этом станке установлен и приводной инструмент («M»).
Как работает противошпиндель
Установка противошпинделя (контр-шпинделя) S2 с полной осью C позволяет вести обработку детали с обратной стороны (сверление, фрезеровка, перфорация) без дополнительной перестановки детали в станок, следовательно сэкономить время, необходимое на полную обработку детали. Эта возможность позволяет обрабатывать детали повышенной сложности и точности.
Типовое применение противошпинделя — изготовление валов, обработка торца с двух сторон.
Шпиндель и противошпиндель токарного обрабатывающего центра синхронизированы для обеспечения высокой точности позиционирования детали, что повышает точность тяжелой обработки.
Токарно-фрезерные станки с противошпинделем могут иметь букву «S» в названии.
Токарный станок с ЧПУ с осью Y и противошпинделем
Многоцелевые токарно-фрезерные станки
Токарные станки с осью C и приводным инструментом существенно превосходят классические токарные станки с ЧПУ по возможностиям и производительности, но и они имеют свои недостатки: один из которых небольшое количество инструмента в револьверной головке (максимум 24).
Полностью недостатки компенсируются применением отдельного поворотного токарно-фрезерного шпинделя с магазином инструментов.
После установки фрезерного шпинделя токарный станок можно называть многоцелевым. Многоцелевые станки, сочетают в себе функции токарного станка с ЧПУ и обрабатывающего центра и реализуют концепцию Done-In-One (сделано за один установ).
INTEGREX e-500H II многоцелевой токарно-фрезерный станок
Многоцелевой токарно-фрезерный станок INTEGREX e-500H II
Многоцелевой токарно-фрезерный станок INTEGREX e-500H II имеет возможность применения всех видов операций за один установ – токарные и расточные операции, фрезерная обработка, сверление, перехват детали от главного ко второму шпинделю и многое другое. Идеально подходит для высокоточной обработки крупногабаритных деталей типа «вал» для большинства видов промышленности.
Станок оснащен мощным, высокомоментным интегрированным мотор-шпинделем с двумя ступенями частот вращения для повышения возможностей обработки при тяжелых режимах резания.
Ось С (с дискретностью поворота 0,0001°) активируется с помощью подключаемой червячной передачи, характеризующейся высокой точностью позиционирования.
Одношпиндельная фрезерная головка (конус 50) с устройством автоматической смены инструмента обеспечивает простую установку инструмента при минимальной вероятности столкновения.
Благодаря режиму контурной обработки по оси В фрезерный шпиндель может выполнять разнообразные виды операций за один установ детали.
Автоматический люнет, управляемый от ЧПУ, и задний центр обеспечивают безопасную обработку длинных деталей.
Основные параметры многоцелевого токарно-фрезерного станка INTEGREX e-500H II
Условные обозначения, термины и пояснения
Условные обозначения конфигурации токарных обрабатывающих центров:
Пояснения терминов
Российские производители токарно-фрезерных станков
АО НИПТИ «Микрон», г. Владимир
Микрон НИПТИ (Научно-исследовательский проектно-технологический институт) основан в 1957 году. Адрес: 600001, Россия, г. Владимир, ул. Дворянская, д. 27а корп. 7, ВэбСайт http://mikron33.ru/history.html
В настоящее время НИПТИ Микрон производит:
Южный завод тяжелого станкостроения, ООО (ЮЗТС) г. Краснодар
В настоящее время ЮЗТС производит:
Станкостроительная группа СТАН, г. Москва
Предприятия группы Стан производят токарно фрезерные станки:
Проект «Станкостроение». Станки марки F.O.R.T.
Проект реализуют партнеры проекта «Станкостроение», которые производят токарно фрезерные станки:
Ульяновский станкостроительный завод, ООО (DMG MORI)
Крупнейший в мире японско-немецкий станкостроительный концерн DMG MORI построил сборочный завод в Ульяновске. Завод был запущен (зарегистрирован) 04.06.2012
Токарные станки с ЧПУ:
Ковровский электромеханический завод ФГУП, КЭМЗ г. Ковров
СтанкоМашСтрой, ООО г. Пенза
Станкостроительное предприятие, основанное в 2006 году. Адрес предприятия: 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 9А. Вебсайт: http://16k20.ru
На предприятии производятся универсальные токарно-винторезные станки, токарные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры:
Московский станкостроительный завод «ДМТГ РУС»
На предприятии налажена крупноузловая сборка фрезерных, сверлильных, токарных станков. Они позволяют делать детали для автомобильной, авиационной промышленности, военной промышленности, а также медицинское оборудование. Это новое поколение технологий в станкостроении.
Станкостроительный завод Туламаш, ООО НПП
Станкостроительный завод Туламаш» основан в 2013 году и является дочерним обществом АО «АК Туламашзавод», специализируется на металлообрабатывающем оборудовании. Вебсайт: http://cnc-tulamash.ru
НПП Станкостроительный завод Туламаш занимается разработкой и производством станков и особо ответственных узлов машин, включая шпиндельные узлы, направляющие станков высших классов точности.
5-осевой станок. Видеоролик.
Возможности токарных станков с ЧПУ с приводным инструментом
Идея оснащения токарного станка приводным инструментом существовала всегда. Простейшие примеры: шлифовальная головка, вихревая головка для нарезания резьбы. Проблемы, которые требовали решения: определение углового положения контрольной (нулевой) точки в любой момент времени и доводка этой точки до нужного положения с требуемой точностью (с последующей фиксацией). Определение положения стало возможным после создания устройств на базе датчика абсолютного углового положения (другие названия: абсолютный энкодер, преобразователь угол-код). Принцип действия датчика — анализ импульсов света, которые создает прецизионная щелевая маска на считывающей фотоэлектронной матрице. Комбинация электрических сигналов (0;1) с соответствующих элементов матрицы дают полную информацию об угловом положении начальной точки. Доводка точки до нужного положения производится с помощью редуктора. Точность углового позиционирования на современных станках (приемлемая для большинства практических требований) составляет 0,015 градуса или в линейных единицах — приращение 0,003 мм на 100 мм.
Дополнительными импульсами развития приводного инструмента стали: развитие систем ЧПУ; появление шаговых двигателей и двигателей с регулируемой частотой вращения; новые технологии в инструментальной сфере.
Общее положение на рынке приводного инструмента
Круг технологических возможностей, которые предоставляют технические достижения последнего времени, весьма обширен. Это понимают производители металлорежущего оборудования, но оснащение специализированного (токарного) оборудования дополнительными функциями, которые являются основными для другого типа оборудования, вопрос сложный, как в техническом, так и в организационном отношении.
Поэтому комплектация токарных станков с ЧПУ системами с приводным инструментом остается в виде дополнительной опции, которую предлагает производитель, но выбирает потребитель. Тем не менее, конкуренция в этом сегменте рынка остается очень жесткой. Достаточно перечислить имена производителей: EPPINGER, Германия; Gerardi Spa, Италия; концерн OKUMA, Япония и еще с десяток других, не менее именитых.
Компоновка узлов с приводным инструментом
То обстоятельство, что около 80% оборудования не имеет приводного оборудования в базовой комплектации (но более половины имеет такую возможность, в виде встроенных узлов управления позиционированием шпинделя) во многом определяет тип компоновки. Узлы приводного оборудования должны легко встраиваться в основную схему обработки токарного станка и/или не мешать в случае их неиспользования. Станки, в конструкции которых предусмотрена установка дополнительной стойки для приводного инструмента, имеют наклонное расположение направляющих (45° или 60°), что позволяет уменьшить габариты станка за счет размещения узлов по высоте.
Применяются следующие схемы размещения:
• Приводной инструмент размещается в штатном гнезде револьверной головки. Ось двигателя привода вращения параллельна оси вращения головки и совпадает с осью гнезда. Соответствующий инструмент доводится до позиции с двигателем, где хвостовик наладки вводится в зацепление с двигателем. Посадочные размеры наладок и размеры хвостовика выполнены по стандартам DIN /ISO.
• В револьверную головку интегрирован привод инструмента. Для базирования и закрепления инструмента используются: болтовое соединение BMT, соединение VDI (цилиндр-рейка) или система CDI (Coromant Disc Interface — собственная разработка Сендвик-Коромант). Входит в состав базовой комплектации станка.
• Револьверная головка с собственным приводом располагается на отдельной стойке. Двигатель вращения инструмента располагается на определенной позиции, до которой доводится хвостовик инструмента. Модуль может находиться на верхних салазках суппорта или иметь привязку к станине. В последнем случае модуль имеет собственные направляющие и двигатели перемещения, т.е. это отдельный суппорт.
Разновидности приводных головок по оси вращения инструмента:
• Ось вращения совпадает с осью вращения детали или параллельна ей (встроенный редуктор).
• Ось вращения перпендикулярна оси вращения детали (угловая головка с конической передачей).
• Ось вращения устанавливается в требуемой плоскости по нониусу.
Технологические операции
Возможности приводного инструмента расширили возможности токарного станка таких пределов, что появилось понятие — токарный обрабатывающий центр.
Выполняемые операции:
• Фрезерование плоскостей, лысок, пазов, обнижений и пр.
• Сверление соосных отверстий разного диаметра, как по оси детали, так и со смещением.
• Обработка поверхностей и отверстий под углом к оси детали.
• Нарезание резьбы методом фрезерования.
Условия эффективности
Оснащенный устройствами с приводным инструментом станок, по типу выполняемых операций и инструмента, требует наличия специалистов по различным способам обработки, как технологов-программистов, так и наладчиков/операторов станка. Для принятия решения необходимо учитывать множество факторов технического и экономического характера. Некоторые из них:
• Серийность производства и технологическая схожесть основной номенклатуры изделий.
• Технические требования к изделию и его свойства, которые усложняют перенесение изделия на другое оборудование. Например: мелкие элементы детали с требованиями к расположению; детали вызывающие сложности с последующим базированием (малогабаритные и тонкостенные детали или корпусные детали с мелкими элементами).
• Стоимость дополнительной оснастки для наладки концевого инструмента вне станка.
Заключение
Все, о чем сказано выше, применимо к карусельным станкам с двумя суппортами, но с поправкой на габариты. Применение оборудования с приводным инструментом значительно расширяет технологические возможности оборудования, увеличивает его производительность и влияет на качество продукции, но требует определенного (высокого) уровня квалификации персонала и такой же культуры производства.