Понимание VTL: вертикально-токарный станок подробно

Разница между токарными станками и точащими центрами

ЦНЦ-вертикальный точащий центр по сути идентичен горизонтальному, но перевернут: головка на полу, фланец становится горизонтально вращающимся столом. Выгодно для крупных, тяжелых, коротких заготовок. Гравитация способствует посадке заготовки в зажим. Но стружка может стать проблемой — гравитация не обязательно помогает удалению стружки. Инвертированный вертикальный точащий центр — как выше, но меняет положение шпинделя и зажимного патрона.

Применение точения

Авиация, автопром, медицина, нефть и газ — отрасли для ЦНЦ-точащих центров. Хороши для круглых металлических деталей, стержней, труб, шестерен. Мультизадачность — слово для револьверов с приводным инструментом. Сейчас токарные часто называют ЦНЦ-токарными станками и ЦНЦ-точащими центрами. ЦНЦ-токарный — проще 2-осевой (X и Z), ЦНЦ-управляемый, обычно один шпиндель. Плоского типа, минимальная защита.

ЦНЦ-точащий центр — тоже ЦНЦ-управляемый, но мощнее, 3–5 осей, универсальнее: точение, сверление, нарезание резьбы, фрезерование приводным вращающимся резаком, вспомогательный шпиндель (двойные шпиндели), ось Y, множественные револьверы. Обычно косоупорные, полные обтекатели для остановки стружки и СОЖ. Точащие центры — выше производительность, чем ЦНЦ-токарные.

Компоненты токарного станка

Важнейшие узлы ЦНЦ-токарного:

• Головка (Headstock): корпус главного шпинделя с зажимным патроном для заготовки. Диаметр отверстия/стержня шпинделя определяет макс. диаметр заготовки. Головка обычно слева.
• Задняя голова (Tailstock): на станине напротив головки, скользит по ней в выравнивании с осью Z головки. Главная функция — поддержка заготовки между центрами. Имеет шпиндель с конусом для инструмента. ЦНЦ-точащие центры с подшпинделями (двойными шпинделями) имеют второй шпиндель вместо задней головы. Подшпиндель движется по Z к главному под ЦНЦ — обработка тыльной стороны без переустановки оператором.
• Станина (Bed): обычно чугун, база для фиксированных и движущихся узлов. Соединяет головку и заднюю голову, под рабочей зоной. Револьвер с инструментами движется по рельсам/путям станины. Линейные направляющие — для быстрых движений и абразивной обработки. Массивные коробчатые — для тяжелых/прерывистых резок с лучшей жесткостью инструмента.
• Каретка (Carriage): носит режущую головку, ведет и скользит к заготовке. Основные части: седло, поперечная направляющая, башня. Точащие центры с рабочими револьверами могут иметь приводные вращающиеся резаки для фрезерования — расширяет возможности, сокращает/исключает вторые операции.

Когда токарный считается ЦНЦ-точащим центром?

Жесткого правила нет, но разумные ожидания от ЦНЦ-точащего центра: полный обтекатель. Далее — отдельные направляющие для задней головы и каретки, позволяющие позиционировать их без интерференции с движением каретки и головки по всей длине станины. Часто позиция корпуса задней головы программируется под ЦНЦ.

Приводной инструмент позволяет токарному фрезеровать, сверлить, растачивать, точить, нарезать резьбу. Выгода — сокращение времени, рост продуктивности и прибыли. Компании предлагают полный спектр ЦНЦ-токарных с приводным инструментом, двойными шпинделями, осью Y, множественными револьверами и роботами для простых и сложных задач.

Некоторые вертикальные токарные спроектированы для высокопроизводительных пользователей. Револьверные — высокомоментные приводы для тяжелых резок, рамочные — больше поддержки для точности и финиша. Массивные отливки и широкие системы обеспечивают точную и стабильную обработку на всех вертикальных токарных. Тяжелые шестерни (стандарт на крупных моделях) позволяют удаление материала на высоких оборотах шпинделя.

Система подачи дает отличную демпфирующую способность и бесвибрационную резку даже в требовательных условиях: нарезание резьбы, канавок, прерывистых резок, тяжелая черновая. Для диаметров зажимов от 20 дюймов до 13 футов — точно найдется вертикальный токарный для вашей заготовки.

Вертикально-револьверный токарный (VTL) известен эффективным изготовлением крупных точеных деталей: магниевые колеса, втулки подшипников, шестеренные заготовки. VTL дают преимущества над горизонтальными: загрузка легче, даже очень крупные детали помещаются без увеличения площади станка.

Но VTL имеют существенный недостаток, известный каждому, кто работал на вертикальном обработческом центре — стружка падает на заготовку, где перерабатывается повторно.

Несколько производителей предлагают VTL для решения этой проблемы. Поворот шпинделя практически устраняет проблему стружки. Этот подход дает почти бесплатную автоматизацию: шпиндель как робот — поднимает детали с бортового конвейера или карусели и разгружает — повышение пропускной способности без проблем интеграции роботов, программирования и управления захватами.