Введение
Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) играют важную роль в современном производстве. Благодаря своим функциям по обработке металла и других материалов токарные центры (токарные станки с ЧПУ) и обрабатывающие центры (фрезерные станки с ЧПУ) занимают особое место среди них. Хотя оба класса станков автоматизируют процесс удаления материала, они лучше всего подходят для разных задач: призматические и сложные геометрические формы – для одного класса, а цилиндрические детали – для другого. Выбор оптимальной платформы – фрезерной или токарной – может существенно повлиять на качество деталей, стоимость и эффективность производства. Чтобы помочь инженерам, руководителям цехов и покупателям сделать оптимальный выбор, в этой статье мы рассмотрим определения, особенности и различия между этими платформами ЧПУ.
Понятие о токарных центр
Определение и основные функции
Токарный центр – это станок с ЧПУ, в котором режущий инструмент снимает материал при вращении заготовки вокруг своей оси. Он удерживает цилиндрические детали, такие как валы, втулки и шпиндели, в патроне или цанге, вращаясь на высоких оборотах. Обладая замечательной концентричностью, инструмент с револьверным механизмом формирует внутренние и внешние диаметры, двигаясь линейно.
Оси и движение
Токарные центры обычно имеют две основные оси:
- Ось Z (продольная): вдоль длины шпинделя, для продольного резания.
- Ось X (поперечная): радиальные перемещения для изменения диаметра.
В продвинутых моделях может быть предусмотрена ось Y для фрезерования со смещением от центра и оснастки под напряжением, которая позволяет выполнять перпендикулярное сверление или фрезерование без перемещения детали.
Типовые операции и оснастка
Стандартные возможности включают:
- Токарная обработка и торцевание: резка плоских поверхностей и цилиндрических профилей.
- Нарезание резьбы и накатка: точные формы резьбы и текстурированные поверхности.
- Растачивание и сверление: обработка внутренних поверхностей с помощью инструмента.
Современные токарные станки универсальны, так как имеют револьверную головку, в которой размещается несколько инструментов для быстрой индексации, и секции с живой оснасткой, в которых вращаются инструменты для фрезерования.
Понятие об обрабатывающих центр
Определение и основные функции
Вращающийся режущий инструмент перемещается по нескольким осям для удаления материала, в то время как обрабатывающий центр удерживает заготовку неподвижно на столе. Он отлично справляется с прорезанием пазов, прорезкой карманов, сверлением и контурным фрезерованием, что делает его идеальным для призматических деталей, таких как пресс-формы, корпуса и сложные аэрокосмические компоненты.
Конфигурации: VMC и HMC
- Вертикальный обрабатывающий центр (VMC): Шпиндель вертикальный; подходит для общего фрезерования и сверления.
- Горизонтальный обрабатывающий центр (HMC): Шпиндель горизонтальный; превосходный отвод стружки, идеально подходит для многолицевой обработки при больших объемах производства.
Оси, оснастка и автоматизация
Оси: Минимум три оси (X, Y, Z); продвинутые модели добавляют четвертую ось (A или B) или полную 5-осевую ось для обработки подрезов и угловых деталей.
- Автоматический сменщик инструмента (ATC): Удерживает десятки инструментов, обеспечивая полностью автоматизированную смену последовательности операций.
- Высокоскоростные шпиндели и системы СОЖ обеспечивают точность и качество обработки поверхности даже при повышенных оборотах.
Основные отличия
Первичное движение и ориентация заготовки
- Токарный центр:Заготовка вращается, траектория движения инструмента линейна.
- Обрабатывающий центр: Инструмент вращается, заготовка индексируется или фиксируется.
Конфигурация осей и геометрические возможности
- Токарная обработка: 2-4 оси, лучше всего подходит для цилиндрических форм.
- Фрезерование: 3-5+ осей, обрабатывает призматические и сложные контуры.
Системы инструментов и смена
- Токарная обработка:Револьверный станок с ограниченным числом станций; быстрая индексация инструмента; опциональная оснастка живым инструментом.
- Фрезерование: Магазины ATC; десятки инструментов; минимальное ручное вмешательство.
Геометрия деталей и области применения
- Токарный центр:Валы, втулки, резьбовые детали – любая осесимметричная форма.
- Обрабатывающий центр: Редукторы, пресс-формы, крыльчатки – многогранные, нецилиндрические.
Объем производства, время установки и гибкость
- Токарная обработка:Быстрая настройка для повторяющихся цилиндрических деталей; идеальное массовое производство.
- Фрезерование:Более длительная первичная настройка; гибкость для небольших партий разнообразных деталей; надежность для средне-высоких объемов.
Сравнительная таблица
| Атрибут | Обрабатывающий центр с ЧПУ | Токарный центр |
|---|---|---|
| Первичное движение | Вращающийся резец, неподвижная заготовка | Вращающаяся заготовка, неподвижный инструмент |
| Оси | 3–5+ (X, Y, Z, A, B) | 2–4 (X, Z, опционально Y/A) |
| Смена инструмента | Автоматическая смена инструмента | Револьверный указатель; опционально оснащение живым инструментом |
| Геометрия | Призматическая и сложная | Цилиндрические |
| Гибкость | Высокая (несколько материалов, несколько поверхностей) | Умеренная без использования инструмента |
| Время установки | Дольше, при многофункциональной обработке | Короткое время для простых операций |
Заключение
В производстве с ЧПУ токарные и обрабатывающие центры играют разные, но одинаково важные роли. В то время как обрабатывающие центры предлагают непревзойденную универсальность для сложных геометрических форм и многолицевых операций, токарные центры производят цилиндрические детали быстро и точно. Инженеры и руководители цехов могут выбрать оптимальную платформу и повысить эффективность, точность и рентабельность, зная фундаментальные различия в движении, осях, инструментах, геометрии и объеме. Сочетание возможностей токарной и фрезерной обработки обещает еще большую гибкость при решении будущих производственных задач по мере развития технологии ЧПУ в направлении гибридных многозадачных станков.
