Токарно фрезерный станок что это
Токарно-фрезерный станок по металлу
Токарно-фрезерный станок позволяет сделать деталь полностью, закрепив ее в шпинделе или центрах. Он одновременно выполняет функции различного узкоспециализированного оборудования: токарного, сверлильного, фрезерного. В зависимости от типа производства, приобретаются маленькие станки настольные или большие, высокопроизводительные.
Технические характеристики
Обработка на токарно фрезерном оборудовании совмещает точение цилиндрических поверхностей стационарно установленным резцом при вращении самой детали. С одной установки производится и фрезеровка – плоская обработка вращающимися инструментами. Станки с программным управлением работают самостоятельно и выполняют полностью все операции с высокой точностью. Достаточно набрать программу, задать допуски на размеры и класс чистоты поверхности. Такие станки называют токарными центрами с ЧПУ.
Токарно фрезерные станки имеют общие технические характеристики:
Производство деталей на станке
Выпускать небольшое количество запчастей можно на простом оборудовании весом менее 1 т. Верстачный токарно-фрезерный станок при относительно небольшой стоимости способен производить большие партии деталей, необходимых для ремонта автомобилей, бытовой техники и других механизмов. Он выполняет операции:
Обрабатывать можно длинные и плоские заготовки. Настольные и верстачные модели токарных центров имеют высокую производительность и способны обеспечить продукцией небольшое предприятие.
Устройство оборудования
Устройство токарно-фрезерных станков совмещает узлы разного вида оборудования узкой специализации. От токарного у него:
Двигатель для вращения фрезерного инструмента может располагаться на токарном суппорте. К нему подключается конус для крепления фрез, сверл и метчиков. Количество операций ограничено продольными фрезеровками, сверловкой и нарезкой резьбы. Фрезы используют только наборные и с твердосплавными пластинами.
Комбинированный токарно-фрезерный станок имеет второй суппорт с отдельным приводом для вращения фрезерного инструмента. Это позволяет обрабатывать плоскости под углом с высокой точностью и чистотой поверхности. Устанавливать можно цилиндрические, торцевые, дисковые и концевые фрезы, развертки, сверла, метчики.
Токарно-фрезерный станок с ЧПУ
Установка блока ЧПУ – числового программного управления – позволяет задавать нужные параметры работы. Станок самостоятельно выполняет обработку детали и останавливается. Оператор устанавливает новую заготовку и запускает процесс обработки. Наличие бункера на больших токарных центрах с ЧПУ позволяют станку работать без остановок. Установка заготовки и пуск следующего цикла операций производится автоматически.
Классификация токарно фрезерных станков
Классифицируют токарные обрабатывающие центры по нескольким параметрам: размер и вес, тип фрезерного суппорта, сложность и универсальность оборудования.
Размеры
По мощности и размерам токарные центры условно делятся по весу:
К мини относятся настольные токарно фрезерные станки по металлу и дереву. Они имеют вес 300 – 400 кг и позволяют обрабатывать детали длиной до 700 мм. Удлиненная станина дает возможность работать с заготовками до 1200 мм длиной. Диаметр цилиндрической поверхности не превышает 90 мм. Особенностью настольных токарно фрезерных станков является их компактность и возможность расположения в домашней мастерской.
Мини токарно-фрезерный станок
Настольный обрабатывающий центр по металлу с ЧПУ способен изготавливать сложные изделия с точностью до 0,01 мм и контролировать угол до 0,001°.
К классу мини относится и токарный станок по дереву. Относительно низкая твердость материала позволяет выпускать модели с двигателями, питающимися от сети в 220 V с потребительской частотой 50 Гц. Достаточно трехфазное подключение к бытовой розетке с заземлением.
Тип и привод фрезерной головки
По конструкции фрезерного шпинделя различают токарные центры;
Схема устройства представляет соединение рабочих узлов с разного оборудования на станине токарного станка. Продольная обработка точением производится при вращении заготовки и стационарно закрепленном инструменте – резце. Фрезерный инструмент вращается от отдельного привода, режет поверхность и сверлит неподвижную болванку. Простая конструкция оборудования предполагает ручное управление. Для изготовления больших партий одинаковых деталей подключают ЧПУ.
Сложные фрезерные станки с ЧПУ имеют шпиндель с С-осью. Расположение фрезерного инструмента и самостоятельное его перемещение параллельно основной оси позволяет делать сложные детали с обработкой боковых поверхностей и торцов.
По назначению и сложности
По назначению, и сложности обработки токарные центры делятся:
Управление деревообрабатывающими станками допускается ручное, при единичном изготовлении деталей и малыми партиями. Серии повторяющихся запчастей проще делать, подключив ЧПУ. Оператор набирает программу, устанавливает заготовку и нажимает кнопку пуска. Дальнейшее пребывание его возле станка не обязательно. Используют в столярных мастерских для изготовления ножек и стоек мебели.
Деревообрабатывающий токарный станок с фрезерной головкой
Настольные и верстачные станки по металлу применяются в мастерских с изготовлением продукции небольшими партиями и на крупных предприятиях, выпускающих большое количество различного оборудования. При малой нагрузке и единичном изготовлении управляются вручную. Большинство из них имеют ЧПУ и могут подключаться к компьютеру. Они обрабатывают детали сложной конфигурации с высокой точностью. Самостоятельно контролировать размеры не могут. При стирании режущей кромки и поломке инструмента продолжают работать по заданной программе. Оператор должен периодически проверять резцы и фрезы на целостность пластин и контролировать основные размеры.
Установленный на место задней бабки противошпиндель увеличивает количество выполняемых одновременно операций.
При наличии независимых суппортов и числового программного управления, плоские заготовки ставятся по 2 и обрабатываются одновременно. Возможна поочередная обработка одной заготовки в разных шпинделях. Многофункциональный токарный центр с ЧПУ имеет высокую производительность и позволяет обрабатывать детали со всех сторон, включая торцы. Точение, сверловка и фрезеровка производятся в любой плоскости и под углом.
Универсальные станки
Универсальные токарные станки с фрезерной головой имеют суппорт, расположенный параллельно оси детали – С-шпиндель. В нем крепится фрезерный инструмент и вращается от независимого двигателя. Головка с фрезой может перемещаться в любом направлении, производя обработку под разными углами. Сменщик меняет фрезерный инструмент по заданной программе, увеличивая количество операций. Станок выполняет:
В результате получаются детали любой конфигурации, с проточками, канавками и отверстиями, как по торцам, так и на боковых сторонах. При этом выдерживается высокая точность и соосность всех рабочих поверхностей, поскольку обработка производится с одной установки.
При изготовлении валков и других деталей со сложной конфигурацией, применяется копир.
Универсальный центр движется, повторяя форму шаблона, установленного на станке. Делается специальный плоский копир и вставляется в специальное отделение программного блока. Резец при движении повторяет его форму. При подключении станка с ЧПУ к компьютеру, копир не нужен, движение инструмента контролируется специальной программой. В результате станок обрабатывает заготовки по заданной кривой линии. Получаются детали со сложной поверхностью в виде парабол, синусоид, кривых с разными радиусами и плавными переходами.
Токарно фрезерные станки с ЧПУ по металлу, имеют заложенную в программу корректировку действий. Например, при нагреве они снижают количество оборотов, уменьшая нагрузку. Если температура достигает критического значения, станок самостоятельно останавливается. Продолжить работу можно после охлаждения.
В старых моделях программа не корректируется, и работа станка начинается с первой операции. Некоторое время инструмент режет воздух. Затем продолжается обычная обработка. Современные станки с ЧПУ после аварийной остановки и охлаждения могут самостоятельно включиться и продолжить работу. Вмешательство оператора не требуется.
Рекомендации по выбору токарно фрезерного станка
Фрезерный станок по дереву подойдет для работы в домашней мастерской. Фирме по производству мебели удобнее будет обрабатывать детали на оборудовании с ЧПУ. Программа обеспечит выпуск совершенно одинаковых ножек и стоек при минимальном участии человека.
Выбор токарно-фрезерного станка начинается с анализа потребности в деталях различной сложности.
Если надо делать запчасти к машинам, которые ремонтируются в мастерской, достаточно токарно фрезерного станка по металлу.
Небольшой настольный агрегат полностью удовлетворит потребности в деталях для ремонта. На нем можно выточить даже коленвал легкового автомобиля, тормозные диски, нестандартный крепеж. Затраты на покупку оборудования с ЧПУ не оправдают себя.
Не все мастерские имеют возможность подключения к промышленной линии с напряжением в 380 V. Среди оборудования класса мини можно найти работающее от потребительской сети 220 V. Не надо тянуть кабель специально из-за возможности включить фрезерный станок.
Эксплуатация токарно-фрезерного станка
Большие токарные станки ЧПУ подходят для массового производства деталей большими партиями. В памяти блока управления сохраняется несколько набранных программ. Оператору надо только набрать код загружаемой партии.
Разновидности токарно-фрезерных станков
При обработке металлических заготовок используется разное оборудование. Оно может быть универсальным и выполнять множество технологических операций или применяться только для одного процесса. Токарно-фрезерные станки относятся к первой группе оборудования.
Токарно-фрезерный станок
Технические характеристики
Выбирая универсальный станок для работы с металлическими заготовками, нужно учитывать ряд параметров, от которых зависят возможности оборудования:
Оборудование с ЧПУ позволяет сделать производство эффективнее. Оператор задаёт алгоритм, чтобы подвижные механизмы начали самостоятельно выполнять установленные операции. При программной обработке возрастает точность проводимых работ.
Устройство
Промышленные аппараты — это сложные конструкции, которые состоят из ряда элементов, объединённых между собой крепежом и проводами. В токарно-фрезерных станках есть несколько деталей:
Отдельно нужно сказать про систему управления. ЧПУ, которая подразумевает установку направляющих, шаговых двигателей. Они отвечают за работку подвижных механизмов. Промышленное оборудование дополняется системой охлаждения. Она может быть водная или воздушная. Металлурги рекомендуют выбирать второй вариант охлаждения, поскольку жидкость может навредить конструкции аппарата.
Функции
Токарно-фрезерные станки — многофункциональное оборудование, которое предназначено для проведения различных рабочих операций:
Благодаря возможностям подобного оборудования его используют в разных направлениях промышленности.
Производство деталей
Эксплуатация и ремонт
Чтобы эффективнее работать с токарно-фрезерными станками, нужно знать особенности эксплуатации и ремонта оборудования:
Чтобы не возникло проблем с починкой станка, нужно удостовериться в наличии гарантии на оборудование. При выходе из строя подшипников или крепёжных элементов нужно сразу заменять их на новые.
Классификация
Конструкция токарно-фрезерного оборудования изменяется зависимо от разных параметров. Например, существуют станки настраиваемые вручную и механизмы с ЧПУ. Мастера металлургии классифицируют эти машины и по ряду других параметров.
Размеры
Оборудование разделяется по габаритам. От размеров зависит то, какие заготовки можно обрабатывать с помощью станка. Существуют такие виды станков:
Существуют промышленные и настольные модели. К настольным станкам относятся конструкции весом до 400 кг. С их помощью обрабатываются заготовки длиной 1200 мм. Такие модели предназначены для работы с металлами, деревом. Подключаются к общей сети 220V.
Тип и привод фрезерной головки
Токарно-фрезерные станки классифицируются по конструкции фрезерного шпинделя:
Отдельный привод приводит в движение рабочий инструмент. Эффективность оборудования зависит от системы управления. Ручные модели предназначены для разовых работ. Аппараты с ЧПУ применяются при серийном производстве.
Токарно фрезерное оборудование с ЧПУ
По назначению и сложности
Оборудование делится по назначению:
Чтобы работать с твердыми сплавами, легирующими или высокоуглеродистыми сталями, применяют мощное оборудование. Оснастка должна быть изготовлена из прочных материалов.
Зависимо от сложности оборудования выделяют две группы станков:
Станки с ЧПУ относятся к группе многофункциональных. Для их настройки и эксплуатации нужны определённые знания. Оператор следит за целостностью оснастки, чтобы предотвратить порчу оборудования, заготовок.
Универсальные
Универсальные модели отличаются от других наличием С-шпинделя. Конструкция рабочей головки имеет направляющие, по которым она передвигается в разных направлениях. Универсальные установки позволяют проводить такие технологические операции:
Благодаря этому изготавливаются детали сложной формы. Модели с ЧПУ выполняют любые операции с высокой точностью. При работе станков подвижные элементы перемещаются с помощью заданной программы. Современные модели оборудуются датчиками сохранения заданных габаритов, расхода мощности, перегревания.
Универсальный токарно-фрезерный станок
Рекомендации по выбору
При выборе модели токарно-фрезерного станка нужно учитывать ряд особенностей. По этому поводу, люди занимающиеся металлообработкой, дают такие рекомендации:
Оснастка выбирается зависимо от обрабатываемого материала. Фрезы и резцы должны быть прочнее используемого металла. При выборе токарно-фрезерного станка необходимо проверять устойчивость конструкции.
Как изготовить своими руками?
Чтобы не покупать токарно-фрезерный станок, можно изготовить агрегат самостоятельно. В качестве основного элемента используется двигатель от стиральной машины. Готовое оборудование позволяет изготавливать штучные детали из дерева, металла, сплавов. Этапы изготовления:
Чтобы передавать энергию вращения с двигателя на фрезу, используют ремни. Их следует периодически натягивать. Работать с крупными деталями можно только после установки мощного двигателя. Прежде чем начинать обработку заготовок проверяют заточку фрез, резцов, стамесок.
Токарно-фрезерный станок – что дает нам его универсальность?
Токарно-фрезерный станок – незаменимый предмет на производстве, да и в быту такое оборудование не останется без дела. Его главная особенность заключается в том, что это устройство совмещает в себе все функции токарных и фрезерных агрегатов. Но чтобы правильно подобрать модель, следует более подробно ознакомиться с особенностями, именно этим мы и займемся в нашей статье.
1 Токарный и фрезерный – 2 в 1
Стоит отметить, что первые токарные станки по дереву пользовались популярностью более шести веков назад, и имело то оборудование ножной привод. Безусловно, за столь длительный период конструкция агрегата значительно преобразилась, современные механизмы способны справиться не только с древесиной, но и обработать твердые металлы, сплавы и даже камень, да и функции значительно расширились. Сегодня их используют при изготовлении различных деталей в мебельной и машиностроительной промышленности.
С помощью такого оборудования делают нарезку внутренней и внешней резьбы, производят раскройку материала и обрабатывают профили. Сейчас поговорим обо всех достоинствах, присущих таким станкам. Они сочетают в себе высокую производительность и относительно компактные габариты. При этом агрегаты очень просты в управлении, особенно это касается машин с ЧПУ. Отдав преимущество последним, вы сможете максимально точно определить время, необходимое на обработку детали либо целой партии. Чтобы контролировать ряд таких агрегатов, достаточно всего одного оператора. Еще один плюс, о котором следует сказать – это универсальность. На одном и том же станке вы сможете обрабатывать совершенно различные материалы.
А вот к недостаткам можно отнести стоимость, причем, чем больше функций, тем выше и цена оборудования. К тому же, высококачественные фирменные агрегаты с ЧПУ нуждаются в сервисном обслуживании. Если в станке вышел из строя какой-либо узел, то отремонтировать неисправность своими силам не получится, нужно обращаться только к профессионалам.
2 Какие виды станка можно выделить?
Универсальный станок – не что иное, как оборудование с ручным приводом. Для него свойственны следующие режимы – сверление, фрезерование и классическая токарная обточка. В зависимости от модели сверлильно-фрезеровальная головка может еще и перемещаться вдоль оси детали. Это оборудование многофункционально, при этом отличается невысокой стоимостью. Оно прекрасно подойдет для бытовых целей либо небольших частных мастерских. Если необходимо изготовить спиральные или простые каннелюры, балясины и ножки для мебели, то вам понадобится токарно-фрезерный станок с копиром.
А вот на более серьезном производстве при массовом изготовлении деталей отлично зарекомендовали себя агрегаты с ЧПУ. Главное достоинство таких машин – полная автоматизация. Они могут работать длительный период без вмешательства человека под управлением только лишь числовой системы. Оборудование снабжено специальным пультом, с помощью которого и происходит управление процессом. А чтобы избежать разбрасывания отходов по всей рабочей плоскости, станину делают под наклоном. Угол его варьируется от 30 до 60°. Кроме того, зона обработки снабжена конвейерным отводом стружки, а механические части направляющих защищены специальным кожухом.
Инструменты крепятся в шпиндель автоматически либо вручную. Также в зависимости от модели различаются много- и одноинструментные машины. Процесс управления таким агрегатом идет в двухмерном, а также трехмерном пространстве. Различна и мощность оборудования.
Особого внимания заслуживают центры с ЧПУ и С-осью. В этом случае контролируется не только скорость вращения обрабатываемого элемента, но и его угловое положение. Причем точность управления углом поворота менее 0,001°. Такая инновация позволяет обрабатывать не только стандартные детали, но даже червячные передачи, шестеренки и иные изделия сложной формы.
Еще одна особенность такого оборудования – наличие противошпинделя. Этот элемент расположен на месте, отведенном под заднюю бабку. Цель противошпинделя заключается в том, чтобы перехватить деталь за правую сторону и обработать противоположную часть без вмешательства оператора. Так что такой агрегат можно использовать для серийного производства. Отдав предпочтение оборудованию с противошпинделем и парой сменщиков приводного инструмента, можно значительно увеличить скорость обработки. Плюс появится возможность работать с еще более сложными элементами. Комбинированный станок незаменим при круглофрезерной либо рельефной обработке.
3 Конструкция и характеристики станков – общие параметры
Состоит это оборудование из станины и режущего инструмента. Также может присутствовать консоль, на которой расположены горизонтальные направляющие, хотя встречаются и бесконсольные модели. Рабочий инструмент фиксируется в специальной фрезерной головке, причем благодаря конусности последней появляется возможность устанавливать в нее же и токарные насадки. Отдельного внимания заслуживает мотор агрегата, ведь именно он определяет мощность оборудования.
Если речь идет о машинах с ЧПУ, то присутствует дополнительно и пульт, посредством которого происходит управление рабочим процессом. Аналогичное устройство имеет и токарно-фрезерный станок с копиром. Малогабаритный комбинированный агрегат предназначен в основном для домашнего использования. Его главными достоинствами выступают компактные размеры. Однако высота и ширина – это не единственное, на что следует обращать внимание при выборе такого агрегата. Огромное значение играет питающее напряжение, и лучше всего, когда оборудование работает от трехфазной сети. Для домашнего использования вполне достаточно станка мощностью около одного киловатта. А вот на производстве понадобятся более мощные машины.
Конечно, многие ориентируются в первую очередь на стоимость, но если вы уже решили сделать такое приобретение, то стоит обращать внимание на надежность и функциональность, в противном случае экономия выйдет боком. Желательно, чтобы на всех ручках и рычагах была нанесена градиентная шкала, это значительно повысит точность обработки. Поинтересуйтесь, из какого материала выполнены все узлы и механизмы, кто производитель. Не стоит доверять сомнительным фирмам!
Наличие дополнительных приспособлений в разы повышает функциональность изделия. Проследите, чтобы на выбранном оборудовании была возможность нарезать резьбу с разным шагом. Еще комбинированный станок должен быть оснащен специальным рычагом для переключения направления резца. Это даст вам возможность делать операцию самостоятельно. Также желательно, чтобы перемещение суппорта во всех плоскостях было автоматическим. Не забудьте при выборе агрегата, особенно если стан малогабаритный, поинтересоваться максимальными размерами обрабатываемой детали, ведь этот параметр во многом определяет область использования оборудования.
К важным характеристикам следует отнести также количество скоростей и частоту вращения шпинделя. Обратите внимание на такие параметры, как диапазон метрических и дюймовых резьб, продольных подач, максимальный диаметр концевой и торцевой фрезы.
4 Популярные модели и их отличительные особенности
Особого внимания заслуживает продукция всемирно известного европейского производителя TRENS. Универсальный станок этого бренда укомплектован очень прочной наклонной станиной. Такие машины прекрасно зарекомендовали себя на средне- и крупносерийном производстве. Особенно актуально это приобретение, если необходима обработка деталей нестандартной формы.
Модель SBL 300 превосходно справится с основными фрезерными процедурами. С помощью такого станка вы без труда нарежете резьбу, проведете обработку и доводку сложных элементов. К преимуществам еще следует отнести шпиндель высокой прочности. Благодаря этому свойству вы можете эксплуатировать оборудование длительный период без остановок. Также стоит отметить и скорость обработки, а особая система фиксации и С-ось обеспечивают мгновенное переключение режимов и великолепный крутящий момент.
Станок SBL 500А представляет собой более сложный агрегат, в отличие от предыдущей модели, и с его помощью можно обрабатывать элементы весом более тонны. Устройство оснащено электрическим приводом фирмы Siemens либо Fagor. А числовое программное управление позволяет легко наладить все настройки. Также внимания заслуживает гидравлический механизм для фиксации деталей. Это оборудование позволяет произвести не только ряд стандартных операций, но и внеосевое сверление.
Однако если вы желаете стать обладателем самого современного устройства этого производителя, то следует обратить внимание на модель SBL 700. На этом агрегате без особого труда можно обработать даже криволинейные заготовки, также не проблема и ступенчатый профиль. Производители постарались, и новое оборудование может работать с крупногабаритными деталями весом до 2,5 тонны. Безусловно, контролировать работу будет ЧПУ. Кроме того, вы сможете подключить станок к простому ПК и задать параметры обработки.
Оборудование Takisawa серии ТММ 250 оснащено парой токарных шпинделей и револьверных головок. Еще этот комбинированный станок укомплектован инструментальным магазином большой емкости (30 позиций, но при желании можно увеличить до 90). Работая на таком агрегате, нет необходимости делать переустановку деталей, за счет чего достигает отличная точность обработки. А благодаря сокращению вспомогательного времени, которое затрачивается на передачу детали, обеспечивается превосходная скорость. Устройство оснащено двумя 15-ти позиционными револьверными головками и приводом мощностью 3,7/5,5 кВт. Частота вращения достигает 6000 об/мин.
5 Каким должно быть рабочее место?
В этом пункте мы перейдем к практической части и рассмотрим общие правила использования. Не важно, эксплуатируете вы токарно-фрезерный станок по металлу либо по дереву, в любом случае особое внимание следует уделять технике безопасности. К работе допускаются только опытные специалисты, проследите, чтобы в мастерскую не проникли дети. Обязательно содержите рабочее место в чистоте и перед включением оборудования удостоверьтесь, что на нем нет посторонних предметов.
Прежде чем подключить комбинированный стан к сети, проверьте, чтобы переключатель находился в положении «OFF». Агрегат должен быть отключен от сети, если планируется техническое обслуживание либо регулировка. Никогда не оставляйте включенное устройство без присмотра. Обязательно проведите визуальный контроль машины на наличие механических повреждений и проверьте, все ли элементы зафиксированы достаточно надежно. В случае даже незначительных на ваш взгляд неисправностей оборудование к эксплуатации не допускается. Работать на нем можно только после устранения всех поломок.
Особое внимание уделите выбору рабочей зоны. В мастерской должно быть сухо, так как влага негативно скажется на работоспособности агрегата. Позаботьтесь, чтобы рабочее место хорошо освещалось. Используйте комбинированный станок только по предназначению. Обязательно во время работы надевайте соответствующую одежду, которая не должна быть чрезмерно свободной. Наличие ювелирных украшений, галстука, перчаток и т.д. может привести к травматизму.
Соберите длинные волосы, желательно спрятать их под головным убором. Выбирайте обувь на низкой нескользкой подошве. С помощью защитных очков вы убережете органы зрения от возможных повреждений. В мастерской должна быть установлена хорошая вытяжка, особенно это актуально во время шлифования и резания на высоких скоростях. Эти операции обычно сопровождаются сильным образованием вредной пыли, которая способствует заболеваниям органов дыхания. Можете совместно с вытяжной системой использовать и респиратор.