Многошпиндельный токарный станок
Токарный станок представляет собой обрабатывающий инструмент, состоящий из вращающейся с высокой скоростью заготовки и режущего инструмента, который перемещается по осям X и Z для удаления материала. Это вращательное движение заготовки обеспечивается с помощью шпинделя токарного станка. В этой статье подробно рассматриваются многошпиндельный токарный станок и рассказывается о преимуществах, которые он дает по сравнению с одношпиндельными аналогами.
Что такое многошпиндельный токарный станок?
Многошпиндельный токарный станок, как следует из названия, имеет более одного расположения шпинделей, которые могут обеспечивать независимое вращательное движение заготовки. Эти шпиндели обычно располагаются в виде кругового массива, и каждый шпиндель имеет обозначенный порядковый номер, при этом на каждом шпинделе выполняются различные операции токарной обработки.
Возможность обеспечения различных скоростей вращения шпинделя на одном и том же токарном станке без необходимости постоянного изменения программы делает эти станки идеальными для крупносерийного производства сложных деталей, где ключевое значение имеет короткое время цикла.
Как правило, многошпиндельная конфигурация встречается в токарных станках с ЧПУ, таких как швейцарский токарный станок, где несколько режущих инструментов используются для выполнения различных операций, таких как токарная обработка, расточка, сверление, нарезание резьбы и т. д.
Эти станки имеют почти все основные части токарного станка с многошпиндельной компоновкой и системой крепления инструмента.
В отличие от традиционных токарных станков, эти многошпиндельные станки обычно имеют более высокую систему осей, например, 6-осевую систему.
Автоматические многошпиндельные станки могут иметь от 6 до 8 шпинделей. Однако с увеличением количества шпинделей возрастает и сложность программы.
Работа многошпиндельного станка
Многошпиндельный токарный станок состоит из шпиндельного барабана с несколькими шпинделями.
Каждый шпиндель имеет свой специальный инструментальный пост, который удерживает несколько токарных режущих инструментов для выполнения различных операций обработки заготовки.
Работа многошпиндельного станка состоит из различных этапов, таких как загрузка, обработка и разгрузка.
Загрузка заключается в установке нужных заготовок на шпиндели токарных станков.
После установки заготовок токарный станок начинает обработку заготовки в соответствии с программой обработки детали.
В многошпиндельном токарном станке каждый шпиндель действует как обрабатывающий центр, где могут выполняться различные операции обработки.
Заготовка перемещается из одного положения шпинделя в другое, выполняя различные операции обработки в каждом положении.
Например, рассмотрим шестишпиндельный токарный станок с торцевым инструментом на шпинделе 1, токарно-сверлильным инструментом на шпинделе 2, расточной оправкой на шпинделе 3, накатным инструментом на шпинделе 4, накатным инструментом на шпинделе 5 и отрезной инструмент на шпинделе 6.
Сначала заготовка подвергается торцеванию в положении шпинделя 1, после чего следует вращение барабана шпинделя, чтобы расположить заготовку в положении шпинделя 2.
На шпинделе 2 заготовка одновременно подвергается точению и сверлению.
Затем заготовка перемещается к шпинделю 3, где расточной инструмент увеличивает просверленное отверстие до нужного диаметра.
После завершения операции растачивания шпиндельный барабан перемещает заготовку к шпинделю 4, где нарезным инструментом нарезаются нужные канавки на поверхности заготовки.
Точно так же на шпинделе 5 заготовка подвергается операции накатки, а на шпинделе 6 отрезной инструмент разделяет заготовку на нужную длину.
Кроме того, многошпиндельный токарный станок может выполнять несколько операций одновременно.
Это означает, что в то время как одна заготовка подвергается торцеванию на шпинделе 1, другая заготовка может подвергаться сверлению и точению на шпинделе 2.
В результате заготовка подвергается множеству операций обработки без необходимости останавливать операцию для смены инструмента.
Это повышает производительность системы и приводит к получению высококачественной продукции с коротким временем цикла.
Однако время, затрачиваемое на загрузку и выгрузку заготовок на этих токарных станках, почти равно времени, затрачиваемому на обработку заготовки.
Таким образом, многошпиндельный токарный станок удобен для задач, которые в противном случае потребовали бы очень много часов обработки при обработке на традиционном токарном станке.
Преимущества многошпиндельного станка
Многошпиндельный токарный станок обеспечивает функциональность нескольких обрабатывающих центров на одном станке и, следовательно, предлагает различные преимущества по сравнению с традиционными токарными станками с одним шпинделем.
Высокая производительность
Возможность выполнять несколько операций на каждом шпинделе повышает производительность системы. Это позволяет многошпиндельному токарному станку выполнять функции нескольких токарных станков за один установ.
Кроме того, возможность одновременной работы с несколькими заготовками еще больше повышает производительность и сокращает время цикла.
Как правило, токарный станок с 6 шпинделями обеспечивает производительность в 3 раза выше, чем токарный станок с одним шпинделем, тогда как токарный станок с 8 шпинделями обеспечивает производительность в 5 раз выше.
Высокая точность
Многошпиндельный токарный станок позволяет вращать один барабан и позиционировать заготовку для выполнения различных операций обработки.
Это устраняет необходимость частой загрузки и выгрузки заготовок между разными обрабатывающими центрами, что влияет на точность процесса обработки.
Таким образом, возможность выполнения различных операций обработки за один установ обеспечивает высокую точность конечного продукта.
Компактный размер
Многошпиндельный токарный станок представляет собой несколько обрабатывающих центров в компактном исполнении.
Он эквивалентен серии одношпиндельных токарных станков и поэтому требует меньше места по сравнению с аналогичными одношпиндельными токарными станками.
Кроме того, использование многошпиндельного токарного станка сравнительно более энергоэффективно, чем использование нескольких одношпиндельных станков для выполнения аналогичной операции.
Таким образом, многошпиндельные токарные станки идеально подходят для небольших мастерских с ограниченным количеством рабочих мест.
Ограничения многошпиндельного станка
Несмотря на высокую производительность и малое время цикла, многошпиндельные токарные станки имеют свои недостатки.
Высокая начальная стоимость
Многошпиндельные токарные станки представляют собой токарные автоматы сложной конструкции.
Эти токарные станки состоят из вращающегося шпиндельного барабана и нескольких поперечных суппортов, которые направляют режущий инструмент по осям X и Z на каждой позиции шпинделя.
Кроме того, эти токарные станки также могут состоять из вращающегося инструмента, который перемещается по оси Y и выполняет фрезерные операции на заготовке.
Эта сложность конструкции приводит к высокой начальной стоимости машины.
Как правило, стоимость многошпиндельного токарного станка намного выше стоимости стандартных токарных станков, но обеспечивает более высокую производительность, что делает его подходящим для крупных производств.
Комплексная программа
По мере увеличения сложности машины возрастает и потребность в сложной программе.
Для станков с ЧПУ требуется программный код, определяющий движение различных элементов станка для выполнения требуемых операций обработки.
Однако на многошпиндельных токарных станках сложность программы возрастает, поскольку она должна обеспечивать плавный переход между различными положениями шпинделя и управлять движением нескольких режущих инструментов.
Для работы на таком сложном станке требуется опытный оператор с ЧПУ, который хорошо разбирается в его различных частях и функциях.
Кроме того, качество и точность работы многошпиндельного токарного станка также зависят от навыков программиста ЧПУ, который подготавливает программу обработки детали для желаемой операции.
Последние мысли
Многошпиндельные токарные станки идеально подходят для задач, в которых необходимо выполнять несколько операций с одной заготовкой.
Эти токарные станки повышают производительность и экономят время и пространство, обеспечивая быстрое время цикла и компактный дизайн.
Многошпиндельные токарные станки могут выполнять сложные операции обработки с высокой точностью, но для достижения желаемых результатов обработки требуются высококвалифицированные специалисты.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Является ли швейцарский токарный станок многошпиндельным?
Нет, швейцарский токарный станок — это одношпиндельный автоматический токарный станок, который обычно используется для обработки небольших цилиндрических заготовок. Однако некоторые специальные швейцарские токарные станки могут иметь несколько шпинделей для повышения их производительности.
Можем ли мы выполнять сверление со смещением от центра на многошпиндельном токарном станке?
Да, многошпиндельный токарный станок способен выполнять операции сверления со смещением от центра заготовки.
Помимо токарных станков, какие еще станки встречаются в многошпиндельной конфигурации?
Помимо токарных станков, многошпиндельные конфигурации можно найти в сверлильных и фрезерных станках.
