Координатно-расточные станки: характеристики, производители

Расточные станки могут использоваться для обработки заготовок в условиях как простого единичного производства, так и промышленного серийного. Оборудование этого типа бывает узкоспециализированным или универсальным. Последняя разновидность станков, в свою очередь, подразделяется на горизонтально-, алмазно- и координатно-расточные. Все эти типы оборудования достаточно востребованы на производстве. В этой статье во всех подробностях разберемся с тем, что представляют собой координатно-расточные станки.

Для чего предназначены

Используется такое оборудование для обработки отверстий в заготовках с точно заданными координатами. Классифицироваться этот тип станков может на:

• двухстоечные;
• одностоечные.

Основным преимуществом координатно-расточных станков является высокая точность обработки деталей. Также к плюсам этого оборудования относят отличное качество шлифовки поверхностей.

Возможности многоосевых систем

Координатно-сверлильный станок позволяет получать сложные детали:

• Бобышки, отверстия нестандартной формы.
• Фасонные поверхности, корпусные изделия.
• Зубчатые колеса, шестерни, крыльчатки, роторы.
• Без труда отрабатываются ребра жесткости.
• Отверстия в любой проекции под различными углами, пазы, резьбы.
• Все сложные детали, требующие криволинейной обработки.
• За один цикл можно обработать полностью всю поверхность заготовки.

В последнее время широко применяются вакуумные столы для удержания обрабатываемой детали за счет всасывания воздуха. Классические крепления уже не используются, что сокращает время на извлечение и установку новой заготовки.

Конструкция координатных станков

Одностоечное оборудование этого типа включает в себя следующие основные элементы:

• крестовой стол, предназначенный для передвижения заготовки в двух направлениях (взаимно перпендикулярных);
• станина;
• расточная головка.

В конструкцию двухстоечного станка входят:

• стойки и станина;
• расточные головки;
• стол;
• траверса.

Режущий инструмент в таких станках может передвигаться в полярных и прямоугольных координатах. Основой оборудования этого типа является станина. Этот элемент состоит из двух плоских и одной Т-образной направляющих. По ним в процессе работы передвигаются салазки. Также на станине закреплены пульт управления и устройство набора координат.

На стойках размещаются такие элементы, как блок направляющих, коробка скоростей, кожух клиноременной передачи.

Горизонтально-расточные станки

Основной отличительной особенностью горизонтально-расточного станка (рис. 1) является горизонтальное расположение шпинделя. Этот тип станка несколько напоминает обычный токарно-винторезный станок. Но в горизонтально-расточном станке имеется несколько ключевых отличий. Во-первых, отсутствует задняя бабка. Вместо задней бабки установлен подвижный люнет. Во-вторых, планшайба, которой оборудован шпиндель, имеет возможность смещать резец относительно оси вращения, что нехарактерно для токарного станка. В третьих, здесь имеется стол, на котором может быть закреплена деталь.

Рисунок 1. Горизонтально-расточной станок

Рисунок 1. Горизонтально-расточной станок

Рассмотрим основные узлы и элементы, из которых состоит стандартный горизонтально-расточной станок.

1. Задняя стойка. Предназначена она для закрепления на ней подвижного люнета. Может перемещаться на направляющих станины. Имеет рычаг для фиксации положения.
2. Люнет. Это приспособление предназначено для удерживания хвостовой части обрабатываемой детали, если ее длина не позволяет произвести надежное закрепление на столе. Является дополнительной точкой крепления. Люнет может перемещаться в вертикальной плоскости. Перемещение в горизонтальной плоскости осуществляется посредством движения задней стойки.
3. Передняя стойка. Основная опора, на которой крепится рабочий орган станка — шпиндельная бабка. На передней стойке расположены вертикальные направляющие, по которым перемещается бабка.
4. Суппорт. Этот элемент горизонтально-расточного станка служит для подачи резца к поверхности обрабатываемой детали. Суппорт имеет возможность продольного перемещения в горизонтальной плоскости вдоль оси вращения.
5. Планшайба (рис. 2). В отличие от стандартной планшайбы станков токарной группы, служит для закрепления в ней расточного резца. Имеет возможность смещения резца относительно оси вращения. Это позволяет одним резцом выполнять различные расточные операции.
6. Шпиндель. Передает вращательное движение от коробки скоростей на планшайбу.
7. Бабка. Рабочая подвижная часть горизонтально-расточного станка. Внутри бабки располагается электродвигатель, коробка передач и направляющие для осевого перемещения суппорта.
8. Пульт управления. Включает в себя кнопки изменения рабочей скорости, реверса, настроек автоматической подачи и аварийной остановки.
9. Стол. Служит для расположения и закрепления на нем массивных деталей небольших габаритов.
10. Салазки. Служат для перемещения стола.
11. Станина. Является основанием станка. На станине располагаются две стойки и стол. Иногда станина имеет возможность регулировки уровня установки станка.

Рисунок 2. Планшайба расточного станка.

Рисунок 2. Планшайба расточного станка.

Сегодня все чаще встречаются горизонтально-расточные станки, которые оснащены модулем числового программного управления.

Принцип действия

Рабочий стол координатно-расточного станка предназначен для закрепления на нем обрабатываемой детали и перемещения ее в направлении оси X. Сам стол (вместе с установленной заготовкой) по салазкам движется по оси Y.

Основным назначением расточных станков этого типа, как уже упоминалось, является выполнение отверстий в деталях по точно заданным координатам. Возможным такое становится благодаря наличию в конструкции оборудования оптических устройств и стеклянных прецизионных линеек. Последние имеют тысячи делений.

Производится работа на координатно-расточном станке следующим образом:

• обрабатываемая деталь закрепляется на столе;
• в шпинделе фиксируется режущий инструмент;
• траверса и расточная головка закрепляются оператором на необходимой высоте (в зависимости от габаритов обрабатываемой детали).

Установка шпинделя на заданные координаты может происходить благодаря:

• перемещению стола в двух направлениях перпендикулярно друг другу (одностоечные станки);
• перемещению стола продольно и передвижению головки по траверсе в поперечном направлении (двухстоечное оборудование).

Устройство и принцип работы

Координатный станок имеет следующую конструкцию:

• рабочий стол, который перемещается в двух направлениях по оси X и Y, на нем закрепляется обрабатываемая заготовка;
• стойка и станина изготавливаются из чугуна высокого качества, на них устанавливают металлические направляющие и панель управления станком;
• траверса;
• расточные головки.

Для выполнения расточки рабочим следует выполнить следующие манипуляции:

• закрепление детали на рабочем столе в специальном приспособлении;
• в конусе шпинделя устанавливается режущий инструмент;
• от размера детали зависит высота расположения траверсы с инструментом.

Для того чтобы установить шпиндель на определенные координаты проводят перемещение стола относительно резца. В промышленности выделяют несколько видов инструмента для координатных станков:

• проходные;
• подрезные;
• канавочные;
• резьбовые;
• сверла;
• зенкера и зенковки;
• развертки.

Расточка отверстий (Фото: Instagram / remplazmatsentr)

Какие используются резцы расточные для координатно-расточных станков

Рабочий инструмент в таком оборудовании предварительно закрепляется в отверстии шпинделя. Резцы в координатно-расточных станках могут применяться:

• проходные и подрезные;
• канавочные и резьбовые.

Также на такой станок могут устанавливаться сверла, зенкера, развертки, метчики и фрезы. Чаще всего операторы работают на оборудовании этого типа с применением расточного инструмента, выполненного в форме консольной оправки с закрепленным в ней стержневым резцом. На станках, дополненных ЧПУ, могут применяться также сборные инструменты, состоящие из головки, унифицированного хвостика и удлинительного элемента.

Самые популярные производители

Выпускают координатно-расточные станки в нашей стране несколько компаний. Наиболее крупными производителями являются:

• ЗАО «Стан-Самара»;
• ОАО МЗКРС (Москва).

Завод координатно-расточных станков «Стан-Самара» — предприятие относительно новое. Зарегистрирована эта компания была в 1991 году на базе куйбышевского КЗКРС. В настоящее время предприятие изготавливает станки координатно-расточные, шлифовальные и поворотные столы и некоторое другое подобное оборудование.

МЗКРС — старейшее предприятие, основанное в 1942 г. Первый координатно-расточный станок высокой точности на этом заводе был выпущен еще в 1948 г.

Область применения

Многоосевые станки пользуются спросом практически у любого производителя металлических изделий, мебели, пластмасс, уникальных изделий. Наибольшее количество координатных систем насчитывается в автомобиле- и авиастроении, космической промышленности. Также такие машины можно увидеть на площадках разделки листового материала.

Вертикальные многоосевые центры мобильны и легко устанавливаются на ровной площадке на новом месте. Производители закладывают возможность модернизации оборудования путем добавления осей, соответственно увеличивать приходится память, количество входов на интерфейсных платах. Из 3-координатного центра можно легко получить 5 или 6-осевые системы.

Лучшие модели

Самыми популярными производителями координатно-расточных станков, таким образом, являются МЗКРС и «Стан-Самара». Наиболее же востребованные на производстве модели — это:

• координатно-расточной станок 2А450;
• модель 2Д450;
• станок 2В440А;
• оборудование 2431;
• станок 2421.

Какие технические характеристики имеют эти станки, можно посмотреть в представленной ниже таблице.

Все эти модели координатно-расточных станков отличаются надежностью, высокой производительностью и ремонтопригодностью. Использоваться такие станки могут на предприятиях металлургической отрасли, машиностроения и т. д.

Конструкция и характеристика работы основных узлов координатно-расточного станка 2450

Схема действия основных координатно-расточного станка 2450

В инструментальном производстве находят одинаковое применение все три конструкции станков. Рассмотрим наиболее совершенный — станок третьей конструкции. Это — координатный разметочно-сверлильный и расточный станок модели 2450 с оптическим отсчетом перемещений.

По характеру движений основных частей такой станок (фиг. 93) подобен вертикально-фрезерному станку, но имеет еще одно дополнительное движение — вертикальную подачу шпинделя. Он состоит из станины 1 с установленным на ней электродвигателем, шпиндельной коробки 2, шпинделя 3, рабочего стола 4, его салазок 6Т механизма для продольных и поперечных перемещений рабочего стола и устройств для отсчета этих перемещений. Число оборотов шпинделя станка может изменяться в пределах от 50 до 1900 оборотов в минуту, а его автоматическая вертикальная подача от 03 до 0,18 мм на один оборот. И число оборотов, и подача шпинделя регулируются бесступенчато.

Отсчет перемещений стола

В данной конструкции наибольшую сложность и интерес представляют устройства для перемещений рабочего стола и отсчета их величины. Поперечное перемещение рабочего стола производится специальным электродвигателем или маховичками 11 и 12. От них движение передается червячной паре 14 и шестерне 15, расположенным на станине. Червячная передача и шестерня передвигают салазки с помощью установленной на них зубчатой рейки 16. Подобное же устройство служит и для продольных перемещений. Oho также состоит из червячной передачи 17, шестерни 18 и зубчатой рейки 19, соединенной с рабочим столом. Этот механизм приводится в движение от электродвигателя или от упомянутых выше маховичков 11 к 12.

Однако задача состоит не только в том, чтобы передвинуть стол на какое-то строго определенное расстояние. Необходимо иметь возможность произвести и точный отсчет величины этого перемещения. Такие отсчеты производятся по счетчику поперечного перемещения 10 и счетчику продольного перемещения 13. Счетчики указывают целые миллиметры и их половины с помощью цилиндрической измерительной линейки 21 для поперечного перемещения и линейки 22 для продольного перемещения, осветительных устройств 20 и 7 и оптических систем с окулярами 9 и 8, доводящих точность отсчета до тысячных долей миллиметра. Измерительные линейки представляют собой длинные полированные валики из нержавеющей стали, на поверхности которых нанесена точная и тонкая винтовая линия с шагом, равным 2 мм. Параллельные пучки света, выходящие из осветительных устройств 7 и 20, попадают на зеркала 8 и 9, освещают винтовую линию линеек и несут ее изображение через призмы и линзы в окуляры оптических систем. В окулярах видны два параллельных штриха и увеличено в 60 раз изображение небольшого участка винтовой линии измерительной линейки.

Перемещение стола

Посмотрим, как осуществить перемещение стола на заданную величину.

Предположим, что необходимо его передвинуть на 241,125 мм. Прежде всего нужно установить фактическое положение стола. Для этой цели риски оптического устройства устанавливают так, чтобы винтовая линия, видимая в окуляр, оказалась посредине между этими рисками. Затем перемещают стол до тех пор, пока счетчик не покажет разницу, равную 241 мм. После этого с помощью делительного барабанчика 5 и его нониуса повертывают цилиндрическую измерительную линейку на 0,125 мм и, глядя в окуляр, вновь перемещают стол маховичком 11, пока изображение винтовой линии не окажется между рисками окуляра. В результате стол окажется передвинутым на заданную величину.

Ошибки в расстоянии между осями отверстий, расточенных на описанном станке, не превышают ± 0,01 мм.

Приспособления

Координатные станки снабжаются различными приспособлениями, придающими им широкую универсальность. Основными приспособлениями, которые имеются на координатных разметочно-сверлильных станках, являются:

• a. круглый делительный стол для обработки отверстий, расположенных по окружности
• b. круглый универсальный стол для обработки отверстий, расположенных наклонно к опорной поверхности детали.

Все координатные разметочно-сверлильные и расточные станки требуют особо бережного отношения, тщательно предохраняются от порчи, резких колебаний температуры и пыли. С этой целью они устанавливаются в особых закрытых и теплых помещениях.

Импортное оборудование

Чаще всего на российских предприятиях используются, конечно же, отечественные относительно недорогие станки. Но иногда на заводах нашей страны устанавливают и импортное горизонтально-расточное оборудование. К примеру, довольно-таки популярными являются станки марки Newall (Англия). Современная модель 1520 от этого производителя имеет ширину стола 380 мм, длину — 530 мм. Также на отечественном рынке, хотя и достаточно редко, можно встретить координатно-расточные станки марок WKV и WHN.

Преимущества моделей с ЧПУ

На отечественные станки координатно-расточные часто устанавливается и достаточно дорогое импортное ЧПУ (к примеру, марок Newall, Funac и т. д). Использование старых моделей, усовершенствованных подобным образом, дает предприятию следующие преимущества:

• снижение трудозатрат до 80 %;
• увеличение производительности труда до 50 %;
• увеличение точности изготовления деталей в 3 раза.

Один станок с ЧПУ в некоторых случаях может заменить три обычных. В результате на заводе становится возможным сокращение площадей и штата рабочих. Еще одним преимуществом использования такого дополнения для координатно-расточных станков, как ЧПУ, является улучшение качества выпускаемых деталей.

Координатно-расточные станки — перспективное оборудование

Рассмотренные выше модели на самом деле очень востребованы на заводах. Станки эти мощные, надежные и производительные. Однако, к сожалению, все эти модели являются морально несколько устаревшими. Некоторые из этих координатно-расточных станков используются на производстве уже по 30-40 лет. Иногда износ узлов и деталей таких моделей может даже вызывать проблемы с их эксплуатацией.

Исправить эту ситуацию на предприятии можно, модернизировав координатно-расточной станок. Характеристики подобного оборудования будут значительно улучшены в том случае, если будет произведена:

• установка электронно-отсчетной измерительной системы с фотоэлектрическими преобразователями и цифровой индикацией вместо оптики;
• монтаж программируемого контроллера для создания схем электроавтоматики взамен релейного управления;
• замена зубчато-рейчатых передач и червячных редукторов на шариковые винтовые пары и высокомоментные регулируемые электродвигатели постоянного тока;
• замена электромеханических зажимов на столах и салазок на пневматические;
• механизация перемещений шпиндельных коробок;
• установка привода перемещения гильзы с двигателем постоянного тока.

Занимаются модернизацией станков чаще всего те же компании, что и поставляют их на рынок. При этом заказчикам не приходится ожидать реконструкции оборудования слишком долго. Вместо сданного станка представители предприятия могут сразу же забрать точно такой же, но уже модернизированный.

Главные характеристики

Основанный еще при СССР завод производил несколько моделей К.Р станков для промышленности. Среди них имеются такие, как:

1. Координатно-расточный станок 2431 – его основное назначение сводится к совершению чистовых операций, используя элементы деталей, что не превышают 250 кг. и которые могут делать точнейшее обрабатывание отверстий и их поверхностей. Такой агрегат предназначен для часовой, радиотехнической, а также приборостроительной промышленности.
2. Координатно-расточной станок 2а450 – данный агрегат дозволяет совершать обрабатывания отверстий, где указанные размеры между ними расположены в прямоугольной системе координат. На нем же делается проверка межцентровых дистанций и линейных величин. Координатно-расточный станок 2а450 имеет свои преимущества, к ним относится тот факт, что установленное на нем счетное устройство способно высчитывать не только целые, а и дробные размеры координат.
3. 2д450 координатно-расточной станок – осуществляет такие же действие, что и предыдущий тип оборудования с учетом того, что он оснащен маневренными столешницами, позволяющие обрабатывать детали с наклонными и взаимно перпендикулярными отверстиями, и делать протачивание торцовых плоскостей. При этом расточный станок 2д450 может обрабатывать рабочую деталь весом до 600кг.
4. Координатно-расточной станок 2421 – это одностоечный агрегат, обладающий высочайшей точностью, а также имеет оптическую систему отсчета. Он используется в приборостроение, где элементы деталей могут достигать весом до 150 кг. Кроме этого, координатно-расточный станок 2421 имеет дополнительное оснащение, к которым относятся и иные устройства, в их числе имеется режущий инструмент, что существенно повышает его функциональность.
5. Координатно-расточной станок 2в440а – с помощью данного оборудования проводится сверления отверстий в диаметре до 40 мм. Кроме, проверочных функций линейных размеров и межцентровых расстояний можно совершать фрезеровочные работы не большой сложности.
6. Координатно-расточной станок 2е440а – помимо расточки на этом агрегате можно совершать сверление и фрезеровку в легкой форме. Координатно-расточной станок 2е440а в своем комплекте имеет прямоугольный стол, что способен двигаться, как в продольном, так и в поперечном направлении и регулируется вручную.
7. Координатно-расточной станок с ЧПУ – оборудование данного типа позволяет обрабатывать детали, осуществлять штамповку, делать пресс-формы, что требуют особой точности в мелкосерийном и в производстве крупных партий изделий. Благодаря тому, что координатно-расточной станок с ЧПУ имеет в распоряжении универсальный маневренный стол, входящий в комплект, обработка элементов производится под любим углом независимо от плоскости стола.
8. К.Р. станок 2а430 представляет собой оборудование, что имеет крестообразный стол, а также индуктивно-измерительную систему, что оснащена винтовыми проходными датчиками. Кроме этого, такие расточные станки укомплектованы приспособлением для изначального ввода координатных значений и автоматической остановкой стола в обозначенном положении.
9. К этой серии также относится и расточной станок МОД – он имеет отличия от своих аналогов раздельным приводом стола и салазок. Кроме этого, стол передвигается по горизонтальной направляющей станины, одна из них плоская, а вторая V-образная. Что касается установки расстояний, то они выполняются при помощи оптической системы, что состоит из стеклянных линеек. В данном случае, линейка стола составляет 1000 делений, а линейка салазок всего 630. Задаваемый параметр размеров проектируется на монитор экрана, увеличивая масштаб в 75 раз.
10. К особо точным относится и К.Р станок 2411, используемый в качестве механической обработки отверстий, что пропорционально расположены относительно осей, где размеры задаются в прямоугольной системе координат.

Видео: координатно-расточной станок 2431сф10.