Токарный центр с ЧПУ и токарный станок с ЧПУ: в чем разница?

Производственный сдвиг в сторону комплексной обработки стирает грань между традиционным точением и сложным фрезерованием. Выбор оборудования определяет базовую эффективность вашего магазина. Мы часто видим, как операторы путают такие термины, как обычный токарный станок, токарный станок с ЧПУ и токарные станки с приводным инструментом. В случайном разговоре они пересекаются, но механически отличаются от настоящего поворотного центра. Несоответствие возможностей машин реальным производственным требованиям создает огромные узкие места. Вы либо сокращаете время цикла с помощью нескольких настроек, либо тратите ресурсы на неиспользуемые многоосные функции. Мы установим четкую техническую базу для обоих типов машин. Вам необходимо оценить конкретные производственные переменные, такие как сложность детали, объем, навыки оператора и время цикла. Данное руководство представляет собой основу для выбора подходящего токарного оборудования для вашего цеха. Разбираемся в нюансах Токарный центр с ЧПУ по сравнению с токарным станком с ЧПУ обеспечивает оптимальную эффективность производства.

• Сложность оси: стандартные токарные станки с ЧПУ обычно работают по двум осям (X и Z) для симметричных цилиндрических деталей, тогда как токарный центр с ЧПУ включает от 3 до 6+ осей (включая оси Y и C) для сложных геометрических форм.

• Возможности инструмента. Токарные центры с ЧПУ используют приводной инструмент и автоматические устройства смены инструмента (ATC) для выполнения операций фрезерования, сверления и нарезания резьбы за один и тот же цикл, тогда как стандартные токарные станки полагаются на стационарные режущие инструменты.

• Эффективность производства и время цикла. Токарные центры значительно сокращают вторичные операции и время обработки, что делает их идеальными для обработки сложных деталей с большим количеством смешанных материалов, а 2-осевые токарные станки обеспечивают превосходную эффективность и более высокую скорость обработки для обработки простых и объемных деталей.

Что такое стандартный токарный станок с ЧПУ?

Стандартный токарный станок с ЧПУ в основном используется для двухосной токарной обработки. Шпиндель вращает заготовку, в то время как неподвижный режущий инструмент перемещается по оси X для контроля диаметра и оси Z для контроля длины. Общие конфигурации включают в себя плоские станки, комплекты инструментов и базовые револьверные головки, в зависимости от детали и производственных потребностей.

Стандартные токарные станки с ЧПУ хорошо подходят для обработки простых цилиндрических деталей и операций, таких как токарная обработка, торцевая обработка, нарезание резьбы, расточка и обработка канавок . Они обеспечивают хорошую точность и жесткость для крупносерийного производства и тяжелой резки. Однако они не могут выполнять нецентральное фрезерование или сверление без дополнительного оборудования. Такие функции, как поперечные отверстия, лыски, шпоночные пазы или обработка обратной стороны, обычно требуют другого станка или второй наладки, что увеличивает время обработки и может повлиять на точность.

Стандартный процесс двухосной токарной обработки

1. Загрузка материала: Зажмите пруток в патроне.

2. Обработайте деталь: обработайте переднюю поверхность и установите нулевую точку Z.

3. Грубый поворот: удалите большую часть материала с наружного диаметра.

4. Завершающий поворот: обработайте окончательный размер и качество поверхности.

5. Отделка детали: отрежьте готовую деталь от заготовки.

Что такое токарный центр с ЧПУ?

Токарный центр с ЧПУ сочетает в себе токарную обработку, фрезерование и сверление на одном станке. Он использует приводной инструмент, функции оси Y и оси C для обработки таких элементов, как лыски, поперечные отверстия и смещенные от центра отверстия, без перемещения детали на другой станок. Конструкция с наклонной станиной также повышает жесткость станка и улучшает удаление стружки.

Субшпиндель . может автоматически переносить деталь с главного шпинделя и обрабатывать обратную сторону Это исключает переворачивание деталей вручную и сокращает время наладки и манипуляций.

Типичный процесс подшпинделя

1. Обработка передней части: Полная токарная и фрезерная обработка на главном шпинделе.

2. Перенос детали: вспомогательный шпиндель приближается и зажимает готовый конец.

3. Деталь отключена: отрезной инструмент отделяет деталь, при этом оба шпинделя поддерживают ее.

4. Обработка задней стороны: вспомогательный шпиндель перемещается и удерживает деталь для обработки задней стороны.

5. Выгрузка детали: Готовая деталь передается в уловитель деталей.

Токарные центры с ЧПУ подходят для обработки сложных высокоточных деталей, используемых в аэрокосмической, медицинской и автомобильной промышленности. Их универсальность сокращает количество вторичных операций, время обработки и незавершенную работу.

Токарный центр с ЧПУ против токарного станка с ЧПУ

Оси с ЧПУ

Стандартный токарный станок с ЧПУ в основном использует оси X и Z для базовой токарной обработки. Токарный центр с ЧПУ может использовать оси Y и C для нецентрового фрезерования, сверления, изготовления лысок и шпоночных пазов. Некоторые современные станки также используют ось B для угловой и многоосной обработки.

Оснастка и автоматизация

Стандартные токарные станки используют статические инструменты, а токарные центры используют приводной инструмент для фрезерования, сверления и нарезания резьбы. Держатели BMT обеспечивают более высокую жесткость, а держатели VDI позволяют быстрее менять инструмент. Токарные центры также могут поддерживать автоматические устройства смены инструмента и резервные инструменты для более длительного производства без присмотра.

Время цикла и производство

Токарный центр может выполнять токарные, фрезерные и другие операции за один установ, что сокращает время обработки деталей и настройки. Стандартному токарному станку может потребоваться отдельный фрезерный станок для дополнительных функций, что увеличивает время перемещения и может создать узкие места в производстве.

Архитектура машины и жесткость

Плоские конструкции подходят для основных токарных операций. Чугунные конструкции с наклонной станиной доминируют на токарных станках. Углы наклона обычно составляют от 30 до 60 градусов. Более высокая масса обеспечивает исключительную термическую стабильность. Эта масса эффективно гасит вибрации. Он обрабатывает прерывистые резания, связанные с фрезерованием приводным инструментом. Линейные направляющие обеспечивают скорость быстрого перемещения, часто превышающую 1200 дюймов в минуту. Направляющие коробчатого типа для тяжелых условий эксплуатации обеспечивают превосходную жесткость при резке твердых аэрокосмических сплавов, таких как инконель или титан, поглощая гармоническую вибрацию, разрушающую твердосплавные пластины.

СОЖ и удаление стружки

Системы подачи СОЖ под высоким давлением обязательны для токарных центров. Давление часто превышает 1000 фунтов на квадратный дюйм. Это разрушает вязкую стружку при сверлении глубоких отверстий приводными инструментами. Токарные центры обеспечивают более высокую скорость съема материала. Они выполняют токарные, фрезерные и сверлильные работы в одном закрытом помещении. Многоосные зоны резки требуют современных конвейеров для стружки. Шарнирно-ленточные конвейеры перекачивают волокнистую стальную стружку. Магнитные конвейеры вытягивают мелкую чугунную пыль. Скребковые конвейеры вытягивают алюминиевую стружку из отстойника. Стандартные токарные станки часто выдерживают использование проточной СОЖ и ручной очистки стружки. Токарные центры требуют автоматического управления стружкой, чтобы предотвратить застревание во время работы без присмотра.

Как выбрать подходящую машину

Сложность детали и время настройки

Тщательно проанализируйте философию «Сделано в одном». Устранение второстепенных операций является основной целью модернизации оборудования. Подсчитайте настройки, необходимые для вашей средней детали. Если деталь требует трех наладок на разных станках, токарный центр легко выиграет. Сравните общее время настройки со временем цикла одной машины. Обточка детали может занять 4 минуты, а фрезерование детали на разных станках может занять 6 минут. Переезд занимает 15 минут обработки и времени в очереди. Токарный центр может занять в общей сложности 12 минут. Вы экономите 13 минут на каждую часть. Сокращение настроек значительно повышает общую эффективность оборудования (OEE). Это также устраняет ошибки суммирования допусков, вызванные повторной фиксацией. Каждый раз, когда вы разжимаете и повторно зажимаете деталь, вы теряете концентричность.

Объем производства в сравнении с гибкостью при высоком ассортименте продукции

Стандартные токарные станки превосходно справляются с большими объемами работ низкой сложности. Крепежные детали, простые валы и базовые втулки подходят идеально. Если вы обрабатываете миллионы одинаковых цилиндрических деталей, двухосевой токарный станок максимизирует эффективность. Токарные центры лучше справляются с интенсивными, низкими и средними объемами обработки. Мастерские сталкиваются с постоянно меняющейся геометрией деталей. Быстрая перенастройка и создание сложных функций оправдывают использование передового оборудования. Вы можете перейти от изготовления гидравлического коллектора к кронштейну для аэрокосмической отрасли за считанные часы. Гибкость становится вашим конкурентным преимуществом.

Требования к пространству и питанию

Тщательно измерьте торговый зал. Токарные центры требуют значительно большей площади. Сам станок стал шире и глубже для размещения дополнительных осей и субшпинделя. Вам необходимо добавить место для 12-футовых гидродинамических устройств подачи прутка. Необходимо выделить место для резервуаров с охлаждающей жидкостью высокого давления и бумажных фильтров. Усовершенствованные конвейеры для стружки выдвигаются сбоку или сзади. Коллекторы тумана добавляют требования к высоте. Компактные 2-осевые токарные станки легко подходят для ограниченного пространства. Зачастую на одном полностью оборудованном токарном станке можно разместить два стандартных токарных станка. Требования к электропитанию объекта также резко возрастают. Многоосные станки потребляют больше тока для одновременной работы приводных инструментов, насосов высокого давления и вспомогательных шпинделей. Возможно, вам придется проложить новые электрические линии, чтобы выдержать нагрузку.

Навыки оператора и CAM-программирование

Сложность программирования значительно возрастает при использовании многоосных станков. Вы можете программировать 2-осевые токарные станки в диалоговом режиме прямо на панели управления. Операторы могут вручную писать G-код для простых профилей, используя стандартные постоянные циклы, такие как G71 или G72. Для токарных центров требуется современное программное обеспечение CAM. Вам нужны надежные постпроцессоры для перевода данных CAM в безупречный G-код. Для предотвращения столкновений требуются высококвалифицированные машинисты. Операторы должны понимать подачи и скорости фрезерования, нагрузку стружки и методы попутного фрезерования, а не только параметры токарной обработки. Переход требует перехода от операторов станков к инженерам-технологам.

Распространенные риски при выборе станка с ЧПУ

Выбор большего количества машин, чем вам нужно

Многоосный токарный центр может оказаться ненужным для цехов, которые в основном производят простые детали. Просмотрите последние чертежи деталей и проверьте, как часто вам нужны приводные инструменты, поперечные отверстия или фрезерование. Выбирайте возможности машины на основе реальных производственных потребностей, чтобы избежать ненужных затрат и затрат на техническое обслуживание.

Требования к CAM и постпроцессору

Многоосные токарные центры нуждаются в надежном программном обеспечении CAM и проверенных постпроцессорах для создания точных программ. Перед установкой подтвердите постпроцессор у поставщика CAM и проведите соответствующее обучение, чтобы программисты и операторы могли безопасно выполнять многоосную обработку.

Риски столкновений и технического обслуживания

Большее количество осей и приводных инструментов увеличивает риск столкновений и необходимость технического обслуживания. Используйте моделирование для проверки траекторий инструмента перед обработкой и следуйте графику регулярного технического обслуживания револьверной головки, подшипников, центровки и системы подачи СОЖ.

Заключение

• Соберите 5 отпечатков самых сложных деталей и рассчитайте текущее общее время настройки и обработки на нескольких машинах.

• Запросите у производителей станков физические испытания и подробные исследования времени для обоих типов станков, чтобы проверить фактическое время цикла.

• Проверьте площадь своего цеха, измерив доступное пространство для устройств подачи прутка, конвейеров для стружки и систем подачи СОЖ под высоким давлением.

• Оцените свои текущие возможности программного обеспечения CAM и обеспечьте проверенные постпроцессоры, прежде чем завершить выбор любого оборудования.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Является ли токарный станок с ЧПУ с приводным инструментом тем же самым, что и токарный центр с ЧПУ?

О: Не совсем. Хотя термины часто используются как взаимозаменяемые, базовый токарный станок с приводным инструментом может иметь только индексирующую ось C. Настоящий токарный центр с ЧПУ обычно подразумевает более мощный станок, созданный специально для фрезерования. Он часто включает в себя ось Y, субшпиндель и приводные двигатели приводного инструмента с более высоким крутящим моментом.

Вопрос: В чем разница между швейцарским станком с ЧПУ и токарным центром с ЧПУ?

Ответ: Швейцарский станок использует направляющую втулку для поддержки материала рядом с режущим инструментом. Это делает его идеальным для очень длинных и тонких деталей. Токарный центр удерживает деталь в патроне без направляющей втулки. Токарные центры обрабатывают гораздо большие диаметры и более тяжелые резы, чем швейцарские станки.

Вопрос: Может ли стандартный токарный станок с ЧПУ выполнять фрезерные операции?

О: Нет. В стандартном двухосном токарном станке с ЧПУ отсутствуют приводные инструменты и необходимые оси (например, C или Y) для фрезерования. Он может вращать заготовку только относительно неподвижного режущего инструмента. Любое фрезерование, сверление или нарезание резьбы вне центра требует перемещения детали на отдельный фрезерный станок.

Вопрос: Что означает «приводной инструмент» на токарном центре с ЧПУ?

О: Под приводным инструментом подразумеваются режущие инструменты, которые активно приводятся в движение двигателем внутри револьверной головки. Вместо того, чтобы оставаться статичными, эти инструменты (например, концевые фрезы или сверла) вращаются с высокими оборотами. Это позволяет станку вырезать детали на заготовке, в то время как главный шпиндель остается неподвижным или медленно вращается.

Вопрос: Всегда ли токарный станок с наклонной станиной считается токарным центром?

Ответ: Нет. Конструкция с наклонной станиной относится только к физической архитектуре машинного литья. Многие стандартные 2-осевые токарные станки используют наклонные станины для большей жесткости и удаления стружки. Он становится токарным центром только тогда, когда в эту станину с наклонной станиной интегрированы приводные инструменты и многоосевые возможности.

Вопрос: Нужно ли мне специализированное программное обеспечение CAM для работы на токарных станках с ЧПУ?

А: Да. Хотя 2-осевые токарные станки часто можно программировать вручную или в диалоговом режиме, для токарных центров требуется надежное программное обеспечение CAM. Программирование одновременного фрезерования по оси Y, интерполяции по оси C и перемещения деталей подшпинделя вручную крайне неэффективно и подвержено катастрофическим ошибкам столкновения. Проверенные постпроцессоры обязательны.