Основные виды токарных станков: классификация и особенности

Токарная обработка остается одним из самых распространенных способов работы с металлическими заготовками. Ручные универсальные станки постепенно уходят в прошлое из-за низкой производительности – им на смену приходит специализированное оборудование с повышенной точностью обработки. Рассмотрим подробнее, какие виды токарных станков сегодня используются на предприятиях, в чем их особенности и преимущества.

Особенности токарного станка

Токарный станок используется для воздействия на заготовку из металла режущим инструментом. Он срезает металлическую стружку с вращающейся детали, в результате ей придается нужная форма и размеры. Таким способом изготавливаются различные крепежные изделия, муфты, втулки, фланцы и другие детали. Также с помощью токарной обработки производятся предметы домашнего декора, например, точеные дверные ручки или фигурные ножки мебели.

Современные станки используются и для других видов работ: с их помощью можно нарезать резьбу, проводить черновую и чистовую обточку, вытачивать канавки, торцевать кромки. Купить токарный станок предприятиям выгодно из-за нескольких преимуществ:

• Экономичность. Такие машины потребляют минимум электроэнергии;
• Простота конструкции. Станки работают долго и безотказно: на некоторых предприятиях токарное оборудование служит уже по 30-40 лет без капитального ремонта;
• Высокая надежность. Чтобы поддерживать технику в рабочем состоянии, достаточно проводить базовое техобслуживание: вовремя менять подшипники, обновлять смазку и выполнять другие работы по техническому регламенту производителя.

Токарные станки широко распространены в производстве благодаря многофункциональности и эффективности. Их используют на предприятиях металлообрабатывающей, автомобилестроительной, станкостроительной и других промышленных отраслях. Все большим спросом пользуется техника с программным управлением – она дает возможность автоматически обрабатывать заготовки с высокой скоростью и гарантировать точность результата.

Основные виды токарных станков по металлу и их применение

Распространенные виды токарных станков различаются по назначению, уровню автоматизации, выполняемым функциям, мощности и другим техническим параметрам. Они могут быть автоматическими или полуавтоматическими, могут оснащаться ЧПУ – числовым программным управлением для повышенной точности обработки металла.

В зависимости от функционала такие станки принято делить на следующие виды:

• Токарно-винторезные. Их используют для обточки заготовок конической или цилиндрической формы, нарезки резьбы, подрезки торцов, зенкеровки отверстий и других работ. Во ходе обработки резец и заготовка вращаются одновременно, рабочий инструмент снимает стружку и придает изделию из металла нужные геометрические параметры. Станки такого типа различаются по массе и мощности: вес винторезного станка для крупных промышленных предприятий может превышать 40 тонн. В частных мастерских используются компактные модели весом до 500 кг.
• Токарно-револьверные. Такие станки оснащаются поворотной головкой, на которой можно одновременно размещать несколько видов оснастки: это фрезы, сверла, резцы или развертки. Режущий элемент можно заменить за секунды с помощью поворотного барабана – из-за «револьверного» принципа работы станок и получил такое название. С помощью револьверного оборудования можно проводить фасонное точение, сверлить отверстия, растачивать их и проводить другие работы. Автоматизированная техника работает с высокой производительностью, она подходит для массового серийного производства деталей.
• Лоботокарные. Такие токарные станки по металлу рассчитаны на обработку заготовок диаметром до 200 см. Механическое воздействие на деталь идет с торца, то есть «в лоб» — отсюда произошло название станков. Также их особенностью можно назвать вращение шпинделя по горизонтальной оси с низкими оборотами. Такие устройства рассчитаны на работу с заготовками небольшой длины, но значительного веса, в том числе с цилиндрическими и конусными изделиями. Лоботокарные станки применяются для шлифовки деталей, резки, точения и других способов обработки.
• Токарно-карусельные. Станки рассчитаны на обработку деталей с крупным диаметром и небольшой длиной, например, колес или шестерен. Диаметр заготовки может достигать 25 м, в этом случае она фиксируется с помощью стропил и специальных упоров. Помимо стандартной обточки, карусельные станки используют для подготовки фасок, фрезеровки, развертки или торцевания. Они удобны в обслуживании и эксплуатации, хорошо справляются с большими нагрузками.
• Специализированные. В металлообработке применяются станки с ограниченным функционалом. Они предназначены для выполнения конкретной операции с высокой точностью. Например, трубонарезное оборудование используется именно для нарезки труб и не подходит для выполнения других операций с металлом.

Токарные станки могут быть одношпиндельными и многошпиндельными. Второй тип оборудования рассчитан на работу с заготовками сложной формы, например, с прутками и трубами переменного сечения. Многошпиндельные станки дают возможность проводить сразу несколько операций, это ускоряет получение детали с заданными параметрами.

В отдельную группу выделяют станки продольного точения. Они могут работать с металлическими прутками и профилями, подходят для мелкосерийного производства.

Автоматические и полуавтоматические токарные станки отличаются друг от друга особенностями рабочего процесса. При работе с автоматическим станком токарь только подает заготовку, вовремя меняет оснастку и контролирует выполнение задачи. Для полуавтоматического оборудования нужно еще правильно установить заготовку, настроить скорость вращения шпинделя, запустить станок и отслеживать ход выполнения операции. Полностью автоматизированное оборудование чаще используется для изготовления крупных партий. Полуавтоматическое – в мелкосерийном производстве и при создании штучных деталей.

Маркировка токарных станков по металлу

Изготовленные в России токарные станки снабжаются буквенно-числовой маркировкой – она помогает правильно подобрать оборудование для решения конкретной задачи. Например, если станок снабжен маркировкой 16К20, она будет расшифровываться следующим образом:

• Первая цифра указывает на группу станочного оборудования. В данном случае цифра 1 указывает на то, что станок входит в группу токарных;
• Вторая цифра обозначает тип токарного оборудования. Цифра 6 обозначает станки токарно-винторезного типа;
• Буква К указывает на наличие конструкционных доработок;
• Последние цифры в маркировке обозначают расстояние от центра оси над станиной. В данном случае оно составляет 20 см. По этому показателю можно определить размеры станка и оценить возможность ее установки на предприятии.

С помощью маркировки можно быстро находить оборудование с подходящим функционалом и техническими параметрами. Это упрощает оснащение предприятий различных отраслей.

Токарные станки с ЧПУ (числовым программным управлением)

Различные виды токарных станков с ЧПУ обладают наибольшей степенью автоматизации. Они оснащаются программным обеспечением, которое самостоятельно выполняет поставленные задачи – оператору нужно только настроить программу и проконтролировать ее выполнение. Высокоточная машина обеспечивает соответствие заготовки установленным геометрическим параметрам, погрешность при обработке не превышает сотых долей миллиметра.

Станки с ЧПУ обрабатывают заготовки с большой скоростью, поэтому они подходят для подготовки крупных партий изделий. Однако и цена таких машин выше, поэтому чаще они используются на крупных предприятиях.

Виды обработки

Токарные станки позволяют выполнять различные виды обработки металлических заготовок. Можно перечислить основные операции:

• Механическая обточка цилиндрических заготовок. С помощью острых резцов из твердого материала снимается металлическая стружка, в результате заготовка приобретает требуемую геометрическую форму. На станке проводится черновая и чистовая обточка, работа выполняется в несколько подходов.
• Точение конических поверхностей. При такой обработке резец перемещается под углом к поверхности, можно получить конус с требуемым изменением диаметра.
• Механическая обработка фасонных поверхностей. Это могут быть винтовые канавки, зубья шестерен и другие поверхности в виде сочетания криволинейных и прямолинейных образующих линий.
• Сверление. При таком виде обработки металла сверло ставится в пиноли задней бабки. Оно подается вручную, для этого вращается маховик. В результате можно подготовить в детали отверстия требуемого диаметра.
• Обработка отверстий в металле с помощью зенкера. Этот инструмент оснащается несколькими лезвиями, зенкерование дает возможность придавать отверстию нужные размеры и конфигурацию. Зенкер может быть сборным или цельным, различают насадные или хвостовые приспособления.
• Сверление отверстий с помощью центрирующего сверла. Он может фиксироваться в патроне или устанавливаться в пиноли задней бабки.
• Нарезка резьбы с заданной точностью. Для этого используется резец, профиль которого при вершине соответствует требуемому профилю резьбы.
• Обработка внутренних поверхностей отверстий. Это растачивание и развертывание с помощью специальных инструментов.

Большинство существующих станков рассчитано на выполнение нескольких видов операций, что позволяет с помощью одной машины проводить многоступенчатую обработку детали.

Виды резцов

В зависимости от назначения токарные станки могут комплектоваться различными видами резцов. Они представляют собой режущие инструменты, с помощью которых с заготовок снимается слой избыточного металла. Они перемещаются в продольном или поперечном направлении, для их производства используются различные твердые сплавы. Резец состоит из державки, с помощью которой он фиксируется в станке, и головки, которая непосредственно контактирует с обрабатываемой заготовкой.

Существует следующая основная классификация резцов в зависимости от выполняемых функций:

• Прямые проходные. Предназначены для точной обработки заготовок, подготовки ступеней, фасок с требуемым углом.
• Отогнутые проходные. Отличаются изогнутым на конце профилем. Их применяют при торцевой обработке заготовок и снятии фасок.
• Проходные упорные. Применяются при работе с цилиндрическими заготовками, позволяют снять максимум избыточного металла за один заход.
• Отогнутые подрезные. Используются при обработке торцевых поверхностей, оснащаются треугольной пластиной для обработки металла в перпендикулярном вектору вращении направлении.
• Расточные. Рассчитаны на работу с глухими и сквозными отверстиями, используются для придания им нужной формы и диаметра.
• Отрезные канавочные. Предназначены для изделий с прямыми углами, поэтому получили широкое распространение.
• Резьбовые. Существует две группы: первая предназначена для подготовки наружной резьбы, вторая – для внутренней. Второй тип оснащается более длинной державкой и змеевидной головкой.
• Фасонные. Применяются преимущественно для работы с фасонными поверхностями, рабочая часть может иметь круглую, призматическую или иную форму.

На одном станке могут использоваться разные типы резцов – это дополнительно расширяет возможности применения.

Заключение

Токарные станки активно используются в изготовлении шестерен, гаек, болтов, валов втулок и других компонентов разнообразных механизмов. Использование программного управления позволило повысить точность операций, снизить риск ошибок из-за человеческого фактора и обеспечить высокую точность готовых деталей. Компания «Интеллектуальные Робот Системы» предлагает широкий выбор токарных станков для решения любых задач.