Металлорежущие станки: какими они бывают и какие функции выполняют

Станки для резки металла востребованы как на крупном промышленном производстве, так и в небольших частных мастерских. Они предназначены для придания металлу желаемой формы, габаритов и прочих характеристик. В этом обзоре будут рассмотрены основные разновидности металлообрабатывающих устройств, принципы их классификации и ключевые отличия.

• Типы станков
• Металлорежущие станки
• Виды металлорежущих станков
• Классификация металлорежущих станков по параметрам
• Классификация по уровню автоматизации
• Общие особенности конструкции всех типов металлорежущих станков
• Конструкция металлорежущих станков, оснащенных ЧПУ
• Маркировка металлорежущих станков

Типы станков

Все агрегаты для резки металла относятся к одной из одной нижеперечисленных групп:

1. Токарные.
2. Расточные и сверлильные.
3. Доводочные, полировальные, шлифовальные.
4. Комбинированные, также известные как агрегаты специального назначения.
5. Зубо- и резьбообрабатывающие.
6. Фрезерные.
7. Протяжные, строгальные, долбежные.
8. Разрезные.
9. Разные.

У каждой группы есть общепринятое цифровое обозначение. Оно соответствует ее номеру в этом списке.

Металлорежущие станки

Независимо от группы, типа и модели устройства, обработка заключается в том, что заготовка и режущий инструмент выполняют формообразующие движения. За счет этих движений задаются габариты и конфигурация объекта. Для ЧПУ-моделей заранее прописывают программу с учетом всех нюансов конкретного объекта и посредством программатора загружают ее в контроллер. Из контроллера команды направляются к рабочим компонентам агрегата. По завершении программы устройство выключается автоматически.

Устройства с числовым программным управлением обеспечивают значительно более высокую скорость и точность обработки по сравнению с традиционными аналогами. Их закупают для крупносерийного производства, так как такие модели успешно интегрируются в крупные автоматизированные линии.

Технология, предполагающая изъятие из тела объекта некой части материала с целью получения желаемой геометрии, известна как субтрактивная. Объектом, к которому применяется воздействие, может выступать как листовой, так и массивный металлопрокат. Из листового получаются плоские объекты разнообразной конфигурации, из массивного — объемные с любым желаемым количеством поверхностей.

С точки зрения физики, металл удастся разрезать, если нарушить его кристаллическую решетку. Когда режущий инструмент погружается в объект и продвигается по его поверхности, он своими твердыми острыми кромками разрывает атомные связи в структуре объекта. Во время плазменной или лазерной резки связь между атомами распадается из-за высоких температур. При гильотинной резке или штамповке кристаллическая решетка разрушается из-за деформации сдвига. Достоинство этого метода заключается в том, что после него не остаются отходы.

Опилки представляют собой серьезную проблему для процесса металлообработки. Попадая внутрь станка, металлическая стружка способна привести к поломкам. Поэтому оборудование приходится закрывать предохранительными кожухами, а стружку своевременно удалять. Операторы устаревших моделей станков собирают опилки вручную. На современных моделях размещают транспортерные ленты, которые отгружают стружку в утилизационную емкость. На агрегатах для шлифовки и заточки устанавливают пылеотсосы, которые выводят отходы из зоны обработки.

Виды металлорежущих станков

Агрегаты для резки металла бывают весьма разнообразными. Вот их основные категории:

1. Станки фрезерной группы. Среди бесконсольных выделяют гравировальные, копировальные, продольные и вертикальные установки. Среди консольных — широкоуниверсальные, горизонтальные и вертикальные устройства.
2. Токарные. Они могут быть карусельными, лобовыми, сверлильно-отрезными, револьверными, копировальными многорезцовыми, одно- либо многошпиндельными, а также специализированными (то есть автоматами или полуавтоматами).
3. Шлифовальные. Они бывают кругло-, внутри- или плоскошлифовальными. Сюда же относятся разные типы заточных и специализированных агрегатов, полировального и обдирочного оборудования.
4. Строгальные. Это протяжные устройства вертикального либо горизонтального типа, а также продольные модели с одной или двумя стойками.
5. Разрезные. Это правильно-отрезные устройства, а также станки, оснащенные гладкими металлическими дисками либо абразивными кругами. В эту же категорию попадают модели с резцами либо пилами — ножовочными, дисковыми, ленточными.
6. Агрегаты для обработки компонентов резьбовых и зубчатых соединений. Они могут быть зубоотделочными, зубофрезерными, резьбо-фрезерными, резьбонарезными, резьбо- и зубошлифовальными, проверочными, для обработки элементов червячных пар и торцов зубьев, а также зубострогальными для цилиндрических зубчатых колес или зуборезными для работы с коническими колесами.
7. Модели для сверления и расточки. Их оснащают одним либо несколькими шпинделями. Расточные агрегаты бывают горизонтальными, алмазными либо координатными, сверлильные станки — радиальными, горизонтальными либо вертикальными.

Существуют и другие разновидности агрегатов, не относящиеся ни к одной из вышеперечисленных категорий. К примеру, станки бывают пилокасательными, опиловочными, делительными, балансировочными, бесцентрово- и правильно-обдирочными и так далее.

Классификация металлорежущих станков по параметрам

Помимо вышеперечисленных признаков, агрегаты можно классифицировать по следующим параметрам:

1. Масса и габариты. Установка может быть тяжелой, крупной либо уникальной.
2. Степень специализации. Модели, способные работать с заготовками самых разных форм и габаритов, являются универсальными. Устройства, обрабатывающие заготовки с одинаковыми габаритами, являются специальными. Агрегаты, обрабатывающие заготовки разных, но однотипных габаритов, называют специализированными.
3. Точность обработки. Нормальная точность обозначается литерой Н, повышенная — П, высокая — В, особо высокая — А.

Отдельно выделяют прецизионные агрегаты, обозначаемые буквой С. Они предназначены для особо точной обработки.

Согласно другой классификации по массе, станки бывают легкими (менее 1 т), средними (от 1 до 10 т), тяжелыми (от 10 до 16 т), крупными (от 16 до 30 т), собственно тяжелыми (от 30 до 100 т), особо тяжелыми (свыше 100 т).

Классификация по уровню автоматизации

В зависимости от того, насколько активным должно быть вмешательство оператора, все модели делятся:

1. На автоматические. Их действия контролируются программой, но оператор должен задавать в них параметры обработки.
2. C ЧПУ. Весь спектр процессов управляется программой, в которую введена закодированная система числовых значений.
3. Полуавтоматические. Оператор обязан вручную установить заготовку, запустить устройство, снять готовый объект. Автоматическое управление в таких моделях распространяется только на вспомогательные операции.
4. Ручные. Оператор обслуживает агрегат полностью вручную.

Отдельно выделяют гибкие автоматизированные модули.

Общие особенности конструкции всех типов металлорежущих станков

Как бы станки ни различались по своему функционалу, в их конструкции неизменно присутствует ряд общих элементов:

1. Операторская консоль, она же пульт. Она нужна для ввода в агрегат управляющего и контролирующего софта. Консоль позволяет управлять всеми аспектами функционирования устройства также и вручную.
2. Контроллер. Он формирует управляющие команды, которые направляются к рабочим элементам агрегата, и контролирует корректность их исполнения. Также контроллер отвечает за расчеты. В зависимости от того, насколько сложно устроен станок, его контроллер может быть как обычным микропроцессором, так и мощным компрессором.
3. Дисплей, он же панель для управления и контроля станка. Через этот экран можно смотреть на работу агрегата в режиме реального времени, корректируя при необходимости его настройки и параметры.

Модели для единичного либо мелкосерийного производства могут обладать уникальной конструкцией или существенно отличаться от типовых аналогов. Устройства для крупносерийного и массового производства называют агрегатными, и их конструкция более единообразна. Под агрегатами в данном случае подразумеваются однотипные узлы, из которых собирают станки: столы, станины, рабочие головки и так далее.

Конструкция металлорежущих станков, оснащенных ЧПУ

В любой модели станка присутствуют ключевые элементы, отвечающие за его функционирование. Они обеспечивают движение, благодаря которому происходит резка, и движение подачи, совершаемое заготовкой либо режущим инструментом. Ради осуществления обеих функций в агрегате обязательно присутствуют следующие три компонента:

1. Система контроля. Она запускает и останавливает устройство, контролирует все этапы его функционирования.
2. Привод — гидравлический, пневматический, механический либо электрический.
3. Узел, трансформирующий движение от электродвигателя и передающий его на исполнительный механизм.

Отдельно стоит упомянуть об узлах металлорежущей аппаратуры, на которых размещают инструменты для резки. Они присутствуют на всех станках, так как без них агрегаты не справлялись бы со своей функцией.

Маркировка металлорежущих станков

Маркировка агрегатов представляет собой буквенно-числовую комбинацию, которая позволяет понять, на каком предприятии было изготовлено устройство и каковы его основные характеристики.

Выделяют две разновидности маркировки:

1. Для агрегатов серийного производства. Первой цифрой обозначают группу устройства, второй — тип, третьей и четвертой — типоразмер. Буква после двух первых цифр свидетельствует о том, что модель была модернизирована. За ней следует пара цифр эксплуатационного номера. Потом идет комбинация из одной буквы и цифры — это тип числового программного управления. Завершающая комбинация буквы и цифры характеризует вычислительное устройство.
2. Для специализированных агрегатов. Двумя первыми буквами обозначается наименование компании-изготовителя в сокращенной версии. Затем идут три цифры основного эксплуатационного номера, а после них — буквенная модификация. Завершающие буква и цифра характеризуют вычислительное устройство.

Маркировка преследует две цели: облегчить поиск конкретной модели по каталогам и подбор комплектующих к ней в случае поломки или планового обслуживания.

Итак, теперь вы знаете, что собой представляют станки для резки металла, по каким параметрам они классифицируются и на какие нюансы следует обращать внимание при их выборе. Любые агрегаты с ЧПУ справляются со своими обязанностями качественнее, быстрее и эффективнее, чем традиционные аналоги. Приобретение такого устройства станет значимой инвестицией в ваш бизнес и быстро окупится