Введение
Несмотря на то что принципы механической обработки существуют уже тысячелетиями, современные производители должны решать, приобретать многоосевой токарный центр или продолжать использовать традиционный токарный станок. Хотя оба станка вращают заготовку для выполнения таких задач, как сверление, нарезание резьбы и резка, между ними существуют значительные различия в степени автоматизации, сложности и идеальных областях применения. Это руководство поможет вам выбрать лучший инструмент для ваших производственных нужд, разъяснив особенности токарных станков и токарных центров и сравнив их характеристики.
Что такое токарный станок?
Традиционные токарные станки и токарные станки с ЧПУ
Основной станок, который вращает заготовку относительно неподвижного режущего инструмента, называется токарным станком. Обычные (ручные) токарные станки лучше всего подходят для единичных или мелкосерийных работ, поскольку они зависят от навыков оператора в управлении подачей и позиционированием инструмента. С другой стороны, токарные станки с ЧПУ обеспечивают более высокую повторяемость для деталей средней сложности за счет автоматизации движения инструмента и управления шпинделем с помощью заранее запрограммированных инструкций.
Основные компоненты
Независимо от того, ручной это токарный станок или станок с ЧПУ, все токарные станки имеют следующие основные элементы:
- Передняя бабка и шпиндель: содержит двигатель и вращает заготовку.
- Контргайка: поддерживает длинные заготовки и обеспечивает сверление.
- Станина и суппорт: направляют инструмент в осевом (ось Z) и радиальном (ось X) направлениях.
- Патрон и инструментальный держатель: фиксируют заготовку и режущие инструменты.
Эти две оси (X и Z) определяют диапазон движения токарного станка, ограничивая его цилиндрическими формами и простыми торцевыми резами.
Что такое токарный центр?
Расширенные функции и автоматизация
Подвижные инструменты, автоматические сменщики инструментов и многоосевое перемещение токарного центра выводят концепцию токарного станка на новый уровень. Многие станки помимо движений по осям X и Z имеют ось Y (радиальное фрезерование) и ось C (поворотная индексация), что позволяет создавать сложные геометрические формы за одну установку. Благодаря шпинделям с приводными инструментами вторичные операции, такие как фрезерование, сверление или нарезание резьбы, выполняются без снятия детали с основного шпинделя.
Типы токарных центров
- Горизонтальные токарные центры: ось шпинделя расположена горизонтально, что облегчает удаление стружки под действием силы тяжести. Идеально подходят для валов и длинных заготовок.
- Вертикальные токарные центры: заготовка устанавливается горизонтально, шпиндель расположен вертикально. Подходят для тяжелых деталей большого диаметра, таких как шестерни.
- Токарные станки швейцарского типа: материал проходит через направляющую втулку для сверхточного обработки мелких деталей. Часто классифицируются как токарные центры из-за наличия приводных инструментов и многоосевых возможностей.
Основные отличия
Движение и многофункциональность
| Особенность | Токарный | Токарный центр |
|---|---|---|
| Оси движения | X и Z | Оси X, Z, а также Y и/или C |
| Приводные инструменты | Редкая или ручная смена инструмента | Стандартная; фрезерование/сверление на ходу |
| Смена инструмента | Ручная или простая револьверная | Автоматическая смена инструмента (ATC) |
| Операций на настройку | Точение, торцевание, простое сверление | Точение, фрезерование, сверление, нарезание резьбы |
Производительность и время цикла
Объединяя несколько операций — точение, фрезерование и сверление — в одной настройке, токарные центры сокращают время цикла. Для вторичных операций на токарных станках необходима перемещение деталей, что увеличивает время обработки и приводит к погрешностям в выравнивании.
Стоимость и техническое обслуживание
- Капиталовложения: токарные станки дешевле в первоначальном приобретении; базовый токарный станок с ЧПУ может стоить в три раза дешевле, чем аналогичный токарный центр.
- Эксплуатационные расходы: выше для токарных центров (энергия, техническое обслуживание), но компенсируются экономией труда и более высокой производительностью при больших объемах производства.
- Требования к квалификации: ручные токарные станки требуют высококвалифицированных операторов; токарные центры переносят акцент на программирование ЧПУ и планирование процессов.
Применение и примеры использования
- Токарные станки: прототипирование, ремонтные работы, хобби, простые валы, втулки.
- Токарные центры: автомобильные детали (кулачки, коленчатые валы), фитинги для авиакосмической промышленности, медицинские имплантаты, детали гидравлических систем, высокоточные прототипы.
Вывод
При выборе между токарным станком и токарным центром важную роль играют бюджет, объем и сложность. Токарный станок по-прежнему остается экономичным рабочим инструментом, если вы производите простые цилиндрические детали в небольших количествах с низким уровнем автоматизации. Но токарный центр является очевидным выбором для высокоточных многозадачных операций, где критически важны время цикла, повторяемость и сложность деталей. В современных условиях быстро меняющейся производственной среды вы можете максимально повысить эффективность, соблюдать строгие допуски и оставаться конкурентоспособными, зная сильные стороны каждого станка и соотнося их с вашими производственными задачами.
