Для крупносерийной обработки небольших, тонких и сложных деталей из прутка часто выбирают токарный станок с ЧПУ швейцарского типа. Однако выбор подходящего станка требует большего, чем просто сравнение количества осей, скорости вращения шпинделя или максимального диаметра обработки.

Станок с большим количеством инструментов и функций не всегда является лучшим выбором. Правильная конфигурация должна определяться геометрией заготовки, материалом, допусками, требуемыми операциями, объемом производства и целевым временем цикла.

Перед приобретением 20-миллиметрового шестиосевого токарного станка швейцарского типа с ЧПУ покупателям следует внимательно ответить на следующие семь вопросов.

1. Какие детали будет производить станок?

Выбор станка следует начинать с обрабатываемой детали, а не с технических характеристик станка.

Покупателям следует подготовить следующую информацию:

• Максимальный диаметр заготовки прутка;
• Диаметр и длина готовой детали;
• Материал заготовки;
• Соотношение длины к диаметру;
• Допуски на размеры и геометрию;
• Требования к качеству поверхности;
• Годовой или месячный объем производства;
• Целевое время цикла.

Станок с диаметром заготовки 20 мм, как правило, предназначен для обработки прутков в пределах указанного диапазона обработки, однако максимальный диаметр прутка сам по себе не определяет пригодность станка для его использования.

Покупателю также следует проверить, содержит ли деталь глубокие отверстия, поперечные отверстия, плоские поверхности, канавки, резьбу, эксцентриковые элементы или операции обработки на задней части станка. Эти особенности напрямую влияют на требуемое количество осей, положения приводного инструмента и конфигурацию вспомогательного шпинделя.

Аналогичным образом, в профессиональных руководствах по закупке станков рекомендуется определить размер заготовки, материал и необходимые операции перед сравнением моделей станков.

2. Следует ли обрабатывать деталь с направляющей втулкой или без нее?

Направляющая втулка — одна из главных конструктивных особенностей, отличающих токарный станок швейцарского типа от обычного токарного станка с неподвижной передней бабкой.

При обработке с использованием направляющих втулок заготовка поддерживается вблизи точки резания. Это помогает уменьшить деформацию и вибрацию заготовки, что делает данную конфигурацию особенно подходящей для тонких деталей и компонентов, требующих стабильной соосности.

Обработка направляющих втулок, как правило, подходит для:

• Длинные и тонкие валы;
• Прецизионные штифты малого диаметра;
• Детали с относительно высоким соотношением длины к диаметру;
• Заготовки, требующие стабильной непрерывной опоры.

Бесшовная или патронная обработка часто больше подходит для коротких деталей. Она позволяет уменьшить количество остатков прутка и, в зависимости от станка и области применения, может допускать использование менее точно подготовленного прутка.

Крупнейшие швейцарские производители токарных станков предлагают оборудование, способное работать в обоих режимах, поскольку наиболее подходящее решение зависит от фактической геометрии детали и материала прутка.

Поэтому покупателям не следует просто спрашивать, есть ли у станка направляющая втулка. Им следует спросить: какой режим обработки является более экономичным и стабильным для моей конкретной заготовки?

3. Какие операции необходимо выполнить за одну настройку?

Главное преимущество шестиосевого токарного станка с ЧПУ швейцарского типа заключается в возможности объединения нескольких процессов на одном станке.

В зависимости от конфигурации инструмента, станок может выполнять следующие функции:

• Внешнее и внутреннее вращение;
• Бурение и расточка;
• Нарезание резьбы и метчик;
• Радиальное фрезерование;
• Фрезерование торцевой поверхности;
• Скважинное бурение поперек скважины;
• Прорезание канавок и расщепление;
• Обработка на заключительном этапе.

Если для изготовления детали требуется лишь базовая наружная токарная обработка и сверление, то может быть достаточно более простого станка.

Однако, если заготовка включает боковые отверстия, плоские поверхности, пазы, смещенные от центра отверстия или элементы задней части, станок, как правило, потребует приводного инструмента, индексации шпинделя и вспомогательного шпинделя.

Покупатель должен подготовить полный перечень технологических процессов обработки и подтвердить, какие операции могут быть выполнены за один цикл зажима. Это поможет определить, можно ли исключить использование вспомогательного оборудования и ручной труд.

4. Необходимы ли шесть осей и вспомогательный шпиндель?

Типичный шестиосевой токарный станок швейцарского типа может использовать следующую конфигурацию осей:

Дополнительная ось Y на стороне вспомогательного шпинделя позволяет выполнять более сложные операции обратной обработки, включая обратное фрезерование, поперечное сверление и нарезание резьбы.

Вспомогательный шпиндель может принимать деталь после отрезки и завершать обработку задней стороны без ручной перезажимки. На подходящих станках операции на главном и вспомогательном шпинделях также могут перекрываться, что помогает сократить общий производственный цикл. Например, в официальных спецификациях Tsugami описывается одновременная обработка на главном и вспомогательном шпинделях, а также перекрывающиеся операции обратного фрезерования как методы сокращения времени цикла.

Тем не менее, выбор шести осей не должен основываться только на том, что такая конфигурация кажется более совершенной. Покупателям следует оценить, действительно ли планируемые заготовки требуют:

• Сложный обратный процесс;
• Обработка в нескольких направлениях сбоку;
• Одновременная работа главного и вспомогательного шпинделей;
• Несколько электроинструментов;
• Частое производство сложных деталей.

5. Гарантирует ли более высокая скорость вращения шпинделя повышение производительности?

Скорость вращения шпинделя важна, особенно при обработке деталей малого диаметра, но сама по себе она не определяет производительность.

Фактическое время цикла также зависит от:

• Ускорение и замедление шпинделя;
• Высокая скорость перемещения;
• Расположение инструментов;
• Количество смен инструментов;
• Параметры резки;
• Синхронизация главного и вспомогательного шпинделей;
• Реакция на подающее устройство;
• Удаление стружки;
• Время настройки оператора.

Даже станок с высокой максимальной скоростью вращения шпинделя может иметь длительное время цикла, если расположение инструмента неэффективно или программа содержит чрезмерное количество движений в режиме ожидания.

По этой причине покупателям следует запрашивать пробную обработку заготовки или оценку времени цикла на основе фактического чертежа, а не только сравнивать скорость вращения шпинделя.

6. Как следует проверять точность обработки?

Точность каталога и фактическая стабильность производства не всегда совпадают.

Перед заказом оборудования покупатель должен определить требования к приемке, такие как:

• Критические допуски по размерам;
• Округлость и цилиндричность;
• Концентричность;
• Допуск по положению;
• Шероховатость поверхности;
• Повторяемость;
• Стабильность непрерывного производства;
• Метод контроля и измерительное оборудование.

Для крупносерийного производства целесообразно тестировать несколько последовательных заготовок после того, как станок достигнет стабильной рабочей температуры. Это дает более полезную информацию, чем измерение только одного образца, изготовленного сразу после настройки.

Термическая стабильность имеет особое значение, поскольку изменения в шпинделе, шариковых винтах и ​​конструкции станка могут влиять на точность размеров в течение длительных производственных циклов.

Производитель позиционирует серию D206 как обладающую функцией компенсации температурных отклонений, однако окончательные требования к приемке должны быть установлены на основе согласованных испытаний заготовки и технических характеристик.

7. Что входит в полный проект по сборке машины?

Стоимость оборудования — это лишь часть общих инвестиций.

Для полноценного проекта по созданию токарного станка швейцарского типа может также потребоваться:

• Автоматический податчик прутков;
• Направляющие втулки и цанги;
• Стационарные и подвижные держатели инструмента;
• Система охлаждения под высоким давлением;
• Конвейер для стружки или система сбора стружки;
• Масляный туманосборник;
• Коллекционер запчастей;
• Адаптация трансформатора или напряжения;
• Режущие инструменты;
• Монтаж и ввод в эксплуатацию;
• Обучение операторов и программистов;
• Запчасти;
• Удалённая или выездная техническая поддержка.

Покупателям следует четко различать стандартное и дополнительное оборудование.

Перед размещением заказа им также следует подтвердить требования к электроснабжению, сжатому воздуху, площади помещения, состоянию фундамента, объему поставки и условиям гарантии.

D206D как 20-мм шестиосевой станокПример

Согласно имеющейся у производителя информации о продукте, D206D — это шестиосевой токарный станок с ЧПУ швейцарского типа с максимальным диаметром обработки 20 мм.

Опубликованные конфигурации включают:

• Оси X1, Y1, Z1, X2, Y2 и Z2;
• Электрический главный шпиндель и вспомогательный шпиндель;
• Инструментарий в реальном времени;
• До 29 позиций для инструментов;
• Обработка главного и вспомогательного шпинделя;
• Максимальная скорость вращения шпинделя составляет до 10 000 об/мин;
• Возможности токарной обработки, сверления, нарезания резьбы, фрезерования и обратной обработки.

В настоящее время производитель предлагает как версии FANUC, так и SYNTEC. Некоторые характеристики мощности двигателей и конфигурации компонентов различаются между двумя версиями, поэтому покупателям следует уточнить окончательные технические характеристики в соответствии с выбранной системой управления и конфигурацией заказа.

Конфигурация типа D206 может быть рассмотрена для электронных разъемов, прецизионных валов, автомобильных компонентов, мелких деталей клапанов, компонентов связи, прецизионных крепежных элементов и других сложных деталей, изготовленных методом токарной обработки прутков, при условии оценки заготовки.

Практический контрольный список для закупок

Перед запросом окончательного ценового предложения покупатель должен предоставить следующую информацию:

1. 1 Чертеж заготовки в 2D или 3D формате;
2. 2 Тип сырья и диаметр прутка;
3. 3 Критические допуски и требования к качеству поверхности;
4. 4 Требуемый ежемесячный или годовой объем производства;
5. 5 Целевое время цикла;
6. 6 Необходимые процессы механической обработки;
7. 7 Предпочтительная система управления с ЧПУ;
8. 8 Напряжение и частота в стране назначения;
9. 9 Необходимое вспомогательное оборудование;
10. 10 Образец заготовки и требования к приемке.

Предоставление полной информации позволяет поставщику оборудования рекомендовать подходящую конфигурацию, подготовить более точное коммерческое предложение и оценить процесс обработки до начала производства.

Заключение

Выбор подходящего токарного станка с ЧПУ швейцарского типа не должен основываться только на сравнении цены, максимального диаметра, количества осей или скорости вращения шпинделя.

Надежное решение о закупке должно основываться на фактическом типе обрабатываемой детали, процессе обработки, объеме производства, требованиях к точности и общей стоимости проекта.

Для покупателей, рассматривающих возможность приобретения шестиосевого станка с диаметром обрабатываемой детали 20 мм, наиболее эффективным первым шагом является отправка поставщику чертежа заготовки, материала, допусков и целевых показателей производства для технической оценки. Это помогает определить, сможет ли выбранная конфигурация станка и инструмента эффективно, стабильно и экономично изготавливать деталь.