Андрей Смирнов
Время чтения: ~12 мин.
Просмотров: 0

Токарно-карусельный станок

1 О применении и достоинствах токарно-карусельных агрегатов

Токарно-карусельное (или просто – карусельное) станочное оборудование используется для обработки методом точения деталей типа маховиков, зубчатых колес и так далее. На них можно выполнять следующие основные операции:

  • подрезание торцов;
  • стандартную токарную обработку;
  • развертывание;
  • прорезывание канавок кольцевого вида;
  • зенкерование;
  • облицовку наклонных поверхностей и их разнообразную обработку;
  • сверление;
  • растачивание и точение поверхностей конической и цилиндрической формы.

Когда карусельные станки дополнительно оснащаются специальными рабочими приспособлениями, на них можно, кроме всего прочего, производить долбление, фрезерование, нарезание резьбы, точение по копиру фасонных поверхностей, шлифование. Токарно-карусельные агрегаты позволяют выполнять черновую обработку заготовок из цветных металлов и стали диаметром до 25 метров.

При этом за счет своей особой конструкции это оборудование обеспечивает безопасную, надежную и простую установку изделий в станке для дальнейшей работы с ним. К ключевым достоинствам описываемых агрегатов относят:

  • превосходное качество и точность обработки, после которой (вне зависимости от типа выполняемой операции) вероятность брака является минимальной;
  • удобное управление станком, особенно, когда речь идет об установках с ЧПУ (программное управление);
  • высокая скорость осуществления рабочих процедур.

Самым же главным преимуществом токарно-карусельных агрегатов считается то, что они максимально безопасны в эксплуатации.

Примечания

  1.  (англ.). Brighthub Engineering. Дата обращения 26 марта 2018.
  2. Clifford, Brian  (англ.). The Woodturner’s Workshop. Woodturners’ Guild of Ontario. — «the first evidence of the lathe itself comes from the 3rd century BC but it is known that it was in use long before that. A flat wooden dish which stood on wooden legs was found in a pit grave at Mycenae dated at 1100 to 1400 BC… suggests that it could have been turned on a mandrel held between centres in a lathe. Against this view must be set the fact that there is no sign of turned grooves on the piece». Дата обращения 24 июля 2018.
  3. Clifford, Brian  (англ.). The Woodturner’s Workshop. Woodturners’ Guild of Ontario. — «The earliest piece from that was found at a site known as the «Tomb of the Warrior» at Corneto. This is a fragment of a wooden bowl, dated at around 700 BC, which shows «clear evidence of rounding and polishing on its outer surface and of hollow turning…» (Woodbury) Other Etruscan turned vessels were found on this site. … Excavations of a mound grave in Asia Minor (now Turkey) revealed two flat wooden dishes with decorative turned rims. These have been dated as from the 7th century BC.». Дата обращения 24 июля 2018.
  4. Clifford, Brian  (англ.). The Woodturner’s Workshop. Woodturners’ Guild of Ontario. — «The earliest information on the lathe dates from the 3rd century BC. This is a bas-relief carving on the wall of the grave of an Egyptian called Petrosiris.». Дата обращения 24 июля 2018.
  5. Murthy, S. Trymbaka. Textbook of Elements of Mechanical Engineering (англ.). — ISBN 978-9380578576.
  6. . histrf.ru. Дата обращения 26 января 2019.
  7. . www.inventor.perm.ru. Дата обращения 26 января 2019.
  8. Tomiyama, Testuo  (англ.) (PDF). OpenCourseWare: TUDelft. TUDelft (16 February 2016). — «1770 Jan Verbruggen Escaped to England with his Son Pieter Verbruggen (1734-1786) and Became Master Founder at Woolwich Arsenal». Дата обращения 24 июля 2018.

Технические характеристики

Рассматривая технические характеристики также уделим внимание расшифровке названия станка 1512, которое было дано в соответствии с ранее введенными стандартами: первая цифра обозначает принадлежность токарной группе, вторая токарно-карусельной подгруппе, две последующие – максимальный размер устанавливаемых заготовок. Основные технические характеристики следующие:

Максимальный показатель высоты расположения режущего инструмента над столом 1 000 мм.
Ограничение по массе заготовки составляет 5 000 кг.
Установленная планшайба может вращаться с частотой от 1 до 250 об/мин. При этом производитель внес в паспорт информацию о присутствии двух передач переключения скорости вращения. Регулировка бесступенчатая.
Электрическая схема предусматривает установку главного электродвигателя, который имеет внушительную мощность 55 кВт. Эта информация определяет то, что токарно-карусельный металлообрабатывающий станок 1512 оказывает существенную нагрузку на сеть электропитания помещения.
Траверса может перемещаться в вертикальном направлении на расстояние 660 мм

Ограничивает перемещение механические стопоры.
Схема станка также определяет присутствие суппорта, который может перемещаться по горизонтали на 775 мм, по вертикали на 700 мм.
При выборе режима резания следует уделить внимание тому, что максимально допустимое усилие на момент обработки составляет 35 кН.
Присутствует механизм поворота ползуна на угол не более 45 градусов.
У установленной револьверной головки есть 5 позиций. Она посажена на втулку цилиндрической формы

Мастер проводит смену режущего инструмента путем нажатия соответствующей клавиши на пульте управления. Вращение передается от электрического двигателя через шестерни.
Основной суппорт может перемещаться по вертикали на 1 000 мм, по горизонтали на 630 мм, показатель наибольшего усилия при резании составляет 25 кН. Установить положение этого элемента можно со скоростью 2 000 мм/мин. В паспорт также занесена информация о том, что у данного суппорта есть 18 подач.

Выбирая данную модель стоит учесть, что ее вес составляет 14 800 кг. Этот момент определяет предъявление особых требований к основанию, на котором будет проводиться установка оборудования. Электросхема оборудования определяет его подключения к трехфазной сети с напряжением 380В.

1000/1200/1600/2000/2500/3000/4000 ATC(+C)

Основные характеристики серии VLC(1000/1200/1600/2000/2500/3000/4000 ATC(+C))

Модель VLC1000 VLC1200 VLC1600 VLC2000 VLC2500 VLC3000 VLC4000
Рабочий диапазон ATC/ATC+C ATC/ATC+C ATC/ATC+C ATC/ATC+C ATC/ATC+C ATC/ATC+C ATC/ATC+C
Диаметр планшайбы мм 1000 1250 1600 2000 2500 3000 4000
Макс. контурный диаметр мм 1350 1600 2000 2500 3000 3500 4700
Макс. диаметр токарной обработки мм 1100 1350 1800 2300 2800 3400 4500
Макс. высота токарной обработки мм 700 1200 1200 1600
Макс. масса заготовки кг 4000 5000 8000 10000 15000 20000 20000
Перемещение по горизонтали (ось X) мм -100, +720 -100, +835 -100, +1125 -500, +1350 -900, +1600 -1500, +1850 -2000, +2500
Перемещение по вертикали (ось Z) мм 800 900 900 950 1200 1500 1500
Сечение ползуна мм 180х180 220х220 220х220 250х250
Диапазон оборотов I ст. 1/мин 2-160 1-108 1-62 2-50 2-40 2-30 1-17
II ст. 1/мин 160-600 108-350 62-250 50-200 40-160 30-120 17-60
Макс. крутящий момент на планшайбе Нм 8800 8200 19600 55700 68500 67300 167400
Мощность привода планшайбы S1/S6 — 40% кВт 37/51 37/51 (60/84) 37/51 (60/84) 60/84 60/84 60/84 (80/100) 60/84 (80/100)
Макс. обороты инструментального шпинделя 1/мин 2400
Мощность инструментального шпинделя S1/S6 – 40% кВт 5,5/7,5 (15/18,5) 5,5/7,5 (17/22,5) 7,5/11 (17/22,5) 11/15 (17/22,5)
Инструмент в магазине шт 12/16 16
Тип конуса BT50
Макс. Размер державки инструментов мм 280х150х350 280х150х400
Максимальная масса инструмента кг 50
Время смены инструмента сек 40 50 60
Мощность станка общая кВА 65 80 150/160 170/180
Габариты станка мм 3800х4400 4000х4600 5550х5200 5800х4700 6600х5300 7750х5700 92006555
Масса станка кг 20000/21000 22000/23000 24000/25000 45000/46000 49000/50000 69000/70000 79000/80000
Тосность позиционирования X, Z мм VDI 3341 (P = 0.020; Ps = 0.015; Pa = 0.010; U = 0.010)

Станки в стандартном (токарном) исполнении имеют две управляемые оси — X и Z. Для расширения технологических операций (полной окончательной обработки) может быть поставлен станок с третьей управляемой осью „C», оснащённый приводом вращающихся инструментов с частотой вращения до 2400 об/мин.

КАРУСЕЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ СТАНКИ

Карусельный станок VLC предназначен для высокопроизводительной обработки деталей при штучном и серийном производстве. Кроме обычных токарных операций, станок позволяет производить операции обточки плоских и конических поверхностей, нарезки резьбы, осевое сверление, а также работу с инструментальным шпинделем для операций сверления, фрезеровки поверхностей, нарезки резьбы и т.д.

Карусельные токарные станки с ЧПУ серии VLC, отличающиеся жёсткостью и устойчивостью конструкции, исключительно высокой производительностью и точностью, предназначены для высокопроизводительной обработки вращающихся симметричных и несимметричных деталей. Жесткая конструкция каркаса станка обеспечивает отличные технические характеристики при серийной и точной обработке. Устойчивость конструкции способствует существенному продлению срока службы режущего инструмента.

ГЛАВНЫЙ УЗЕЛ — КРЕСТООБРАЗНЫЙ ПОДШИПНИК

Карусельные токарные станки серии VLC оснащены крестообразными подшипниками. Богатый опыт, знания монтажа и тесное сотрудничество с их производителями гарантируют точность и надежность в течение продолжительного срока эксплуатации. Главный крестообразный подшипник переносит большую радиальную и аксиальную нагрузку. Главный узел отличается высокой точностью, жёсткостью и теплостойкостью.

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ZF

Высокопроизводительная токарная обработка нарямую зависит от мощности главного привода. Станок оснащен мощными главными приводами и 2-х ступенчатой коробкой передач ZF. Преимущество коробки передач ZF: минимализация шума и теплопередачи на поверхность планшайбы, минимализация вибраций переносимых на поверхность планшайбы, самосмазывающаяся коробка передач, большая зффективность (кпд свыше 95%).

История создания

Токарный станок — древний инструмент. Самое раннее свидетельство о токарном станке восходит к Древнему Египту около 1300 года до нашей эры. Есть также незначительные доказательства его существования в микенской цивилизации, начиная с 13-го или 14-го века до нашей эры.

Четкие свидетельства изготовленных на станке артефактов были обнаружены в 6 веке до нашей эры: фрагменты деревянной чаши в этрусской гробнице в Северной Италии, а также две плоские деревянные тарелки с декоративными изготовленными на станке ободами в современной Турции.

В период враждующих государств в Китае, около 400 г. до н. э., древние китайцы использовали токарные станки для заточки инструментов и оружия в промышленных масштабах.

Первая известная картина, на которой изображен токарный станок, датируется 3 веком до нашей эры в Древнем Египте.

Токарный станок был очень важен для промышленной революции. Он известно как «мать станков», поскольку это был первый станок, который привел к изобретению других станков.

В 1717 году «придворный токарь Его Величества Император Петра Великого» Андрей Константинович Нартов впервые изобрёл токарно-винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колёс. В токарных станках той эпохи резец зажимался в особом держателе, который перемещали вручную, прижимая к обрабатываемому предмету. Качество зависело только от точности рук мастера, тем более, что в то время токарные станки уже применялись для обработки металлических, а не деревянных изделий. Нарезать резьбу на болты, наносить сложные узоры на обрабатываемый предмет, изготовить зубчатые колеса с мелкими зубчиками мог только очень искусный мастер. В своем станке Нартов не просто закрепил резец, но и применил следующую схему: копировальный палец и суппорт приводились в движение одним ходовым винтом, но с разным шагом нарезки под резцом и под копиром. Таким образом было обеспечено автоматическое перемещение суппорта вдоль оси обрабатываемой заготовки. Станок позволял вытачивать сложнейшие рисунки почти на любых поверхностях. Как это ни парадоксально, невзирая на все дальнейшие усовершенствования придуманного Нартовым механизированного суппорта, принцип его действия остался таким же и в наше время. Первые токарные станки Нартова хранятся в коллекции Эрмитажа, как шедевры инженерного искусства XVIII в.

Первый полностью задокументированный токарный цельнометаллический токарный станок был изобретен Жаком де Вокансоном около 1751 года. Он был описан в «Энциклопедии».

Важным ранним токарным станком в Великобритании был горизонтальный сверлильный станок, который был установлен в 1772 году в в Вулвиче. Он работал на лошадиной тяге и позволял производить гораздо более точные и мощные пушки, которые с успехом использовались в американской войне за независимость в конце 18-го века. Одной из ключевых характеристик этого станка было то, что заготовка вращалась в противоположность инструменту, что делало её технически токарным станком. Генри Модслей, который позже много совершенствовал токарные станки, работал в Королевском Арсенале с 1783 года. Подробное описание токарного станка Вокансона было опубликовано за десятилетия до того, как Модслей усовершенствовал свою версию. Вполне вероятно, что Модсли не знал о работе Вокансона, поскольку в его первых версиях упора для скольжения было много ошибок, которых не было в токарном станке Вокансона.

Во время промышленной революции механизированная энергия, генерируемая водяными колесами или паровыми двигателями, передавалась на токарный станок посредством линейного вала, что позволяло быстрее и легче работать. Металлообрабатывающие токарные станки превратились в более тяжелые станки с более толстыми и жесткими деталями. Между концом 19 и серединой 20 веков отдельные электродвигатели на каждом токарном станке заменили линейный вал в качестве источника энергии. Начиная с 1950-х годов сервомеханизмы применялись для управления токарными станками и другими станками с помощью числового управления, которое часто сочеталось с компьютерами для создания числового программного управления (ЧПУ). Сегодня в обрабатывающей промышленности сосуществуют токарные станки с ручным управлением и ЧПУ.

Вне зависимости от производств разных отраслевых направлений в первую очередь необходимо понимать:

будет ли токарно-карусельных станок выгоден для предприятия. Для этого необходимо ориентироваться на рынке продажи токарно-карусельных станков.  На просторах интернета существует достаточно сайтов, на которых имеется возможность покупки токарно-карусельного станка. Хочется отметить, что выбора достаточно много. Продают станки, которые уже бывшие в употреблении (б/у), модификации станков, которые были выпущены. Но также в наличии имеются станки, модернизированные, станки с числовым программным управлением.  Как удалось выяснить, самую известную модель токарно-карусельного станка 1512 бывший в употреблении можно купить в диапазоне от пятисот тысяч до трёх миллионов рублей. Оценив множество выбора б/у можем сказать, что их средняя цена около одного миллиона рублей. Если у производства есть возможность производить восстановление станков, части которого уже изношены или отсутствуют, то цена варьируется от двухсот до четырёхсот тысяч рублей. Естественно, что для их восстановления требуются запасные части, которые тоже возможно приобрести. Цену запчастей возможно узнать совершив запрос на предприятие занимающееся запчастям для токарно-карусельных станков. 

Помимо всего прочего, есть компании, которые продолжают выпускать токарно-карусельные станки. Но открытой информации о цене токарно-карусельных станков они также не предоставляют. Необходимо производить запрос цены. Цену двух токарно-карусельных станок удалось найти это 1516 и 1525 с числовым программным управлением восемь миллионов двести тысяч рублей и шестнадцать миллионов шестьсот тысяч рублей соответственно. 

Кинематика станков 1512 и 1516 идентична, но у них есть только два отличия друг от друга: это кинематика цепи механизма передачи движения на подачу и число зубьев зубчатых колес стола.  Станки 1512 и 1516 обладают различным числом зубьев зубчатых колес при идентичной коробке скоростей, но разнообразным пределом чисел оборотов планшайбы. 

Кинематика системы передачи движения на подачу у карусельных станков разная, но их передаточные отношения подобраны таким образом, что суммарное передаточное число кинематической цепи от планшайбы до коробки подач постоянно как для станка 1512, так и станка 1516. За счёт этого можно использовать одну коробку подач и получать это же значение подач.  Главная задача коробки скоростей заключается в организации вращения планшайбы, а также в изменении чисел оборотов, запуске и остановке. Через клиноременную передачу от электродвигателя главного привода происходит вращение на входной вал коробки скоростей. Коробка скоростей предлагает планшайбе 18 различных чисел оборотов. 

Присутствие в коробке скоростей электромагнитных муфт даёт возможность изменить скорости сразу же и осуществить поддержание ступенчатой постоянной скорости резания при механической обработке торцовых поверхностей.  Коробка скоростей обладает шестью валами, которые смонтированы на подшипниках качения в корпусе с разъемом по осям валов, что даёт удобство при сборке.  При больших количествах оборотов пуск производится в ступенчатой форме в несколько этапов (от двух до четырёх). Число ступеней повышается с наращиванием количества оборотов планшайбы.  Изменить число оборотов с 1 по 12 ступень возможно включением необходимых комбинаций электромагнитных муфт. 

Привод коробок подач производится от вертикального шлицевого вала, который получает вращение с выходного вала коробки скоростей через устройство передачи движения на подачу  Главное движение (вращение планшайбы) происходит от электродвигателя 1 через клиноременную передачу 2 3 на вал I, дальше сквозь коробку скоростей, вал V, конические зубчатые колеса 25 26 и колеса 27–28 передается планшайбе. Коробка скоростей имеет восемь электромагнитных муфт, благодаря которым их переключение может представить планшайбе 18 частоты вращения в пределах от 5 до 250 об/мин. 

Подачи суппортов берутся от планшайбы через две коробки подач с одинаковой кинематикой. Каждая коробка имеет восемь электромагнитных муфт, которые позволяют при их переключение приобрести 16 величин подач для каждого суппорта.  Ускоренное перемещение каждый суппорт получает от отдельного электродвигателя.  Оборудование зарубежного производства Нынешним рынком показан немалый выбор карусельных станков, которые выпускаются на заграничных заводах, и есть пара торговых моделей, которые обладают известностью.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации