Токарный центр с ЧПУ и токарный станок с ЧПУ: ключевые различия и применение

Быстрый ответ

Основное различие между токарным центром с ЧПУ и стандартным токарным станком с ЧПУ заключается в диапазоне операций обработки, которые они могут выполнять за один установ.

Токарный станок с ЧПУ в первую очередь предназначен для ротационной обработки, такой как точение, торцовка, расточка, нарезание канавок и нарезание резьбы. Токарный центр с ЧПУ расширяет эти возможности за счет таких функций, как приводной инструмент, токарная обработка по оси C, перемещение по оси Y, а иногда и субшпиндель, что позволяет выполнять фрезерование, сверление, нарезание резьбы и другие второстепенные операции без перемещения детали на другой станок.

Для инженеров и менеджеров по закупкам решение не должно основываться просто на том, какая машина более совершенна. Лучший выбор зависит от геометрии детали, требований к допускам, объема производства, вторичных операций, требований к настройке и общей стоимости производства.

Токарный станок с ЧПУ и токарный центр с ЧПУ: ключевые различия

Стандартный токарный станок с ЧПУ обычно использует перемещение по осям X и Z для точного точения. Он хорошо подходит для деталей, которые преимущественно вращаются, включая валы, втулки, штифты, втулки и резьбовые детали.

Токарный центр с ЧПУ расширяет возможности обработки в процессе токарной обработки. В зависимости от конфигурации он может включать в себя приводные инструменты, позиционирование по оси C, перемещение по оси Y и вспомогательный шпиндель.

Точное различие между производителями станков различается, поэтому покупателям следует оценить фактическую конфигурацию станка, а не полагаться только на термины «токарный станок» или «токарный центр».

Что такое токарный станок с ЧПУ?

Токарный станок с ЧПУ вращает заготовку, а режущие инструменты удаляют материал по управляемым осям.

Типичные операции включают в себя:

·  Токарная обработка наружного и внутреннего диаметра

·  Облицовка

·  Скучный

·  Канавка

·  Нарезание резьбы

·  Снятие фаски

·  Центровое сверление

Для компонента, элементы которого в основном концентричны оси шпинделя, токарный станок с ЧПУ может обеспечить эффективный и экономичный способ производства.

Например, прецизионный вал, требующий нескольких диаметров, заплечиков, канавок и резьбы, может не воспользоваться дополнительными возможностями токарного центра.

Ключевым преимуществом является простота процесса: меньше функций станка, простое программирование и эффективный цикл для вращательной геометрии.

Что такое токарный центр с ЧПУ?

Токарный центр с ЧПУ сочетает в себе токарную обработку с дополнительными функциями обработки.

В зависимости от конфигурации он может включать в себя:

·  Приводной инструмент  для фрезерования, сверления и нарезания резьбы

·  Точение по оси C  для контролируемого позиционирования шпинделя

·  Перемещение по оси Y  для обработки со смещением от центра.

·  Подшпиндельная обработка  деталей задней стороны

·  Автоматизированные системы управления инструментом и подачи прутка

Приводной инструмент позволяет механическим режущим инструментам, установленным в револьверной головке, обрабатывать детали, пока заготовка остается зажатой. Позиционирование по оси C контролирует угловое положение заготовки, позволяя точно находить радиальные отверстия, лыски, пазы и другие элементы.

Это основа фрезерно-токарной обработки , при которой токарные и отдельные фрезерные операции объединяются в один производственный процесс.

Почему важно сократить количество установок

Для сложных токарных деталей наиболее важным преимуществом токарного центра с ЧПУ может быть меньшее количество настроек , а не просто наличие большего количества осей.

Рассмотрим цилиндрический компонент с точным наружным диаметром, поперечными отверстиями, фрезерованными гранями и резьбовыми отверстиями.

Традиционный процесс может потребовать:

Токарная обработка с ЧПУ → удаление детали → вторичное фрезерование → повторное крепление → проверка

Подходящий токарный центр может выполнить:

Токарная обработка → Позиционирование оси C → Сверление/фрезерование приводным инструментом → Чистовая обработка.

Сохранение нескольких элементов в одной и той же настройке крепления может уменьшить необходимость обработки и улучшить позиционное соотношение между токарными и обработанными элементами. Это также может снизить требования к приспособлениям, промежуточным проверкам и времени в очереди на производство.

Однако это не означает, что токарный центр всегда дешевле. Для простого вала оплата неиспользованного приводного инструмента или дополнительных осей может увеличить стоимость, не принося при этом производственной выгоды.

Когда детали нужен токарный центр с ЧПУ?

Чертеж должен определять выбор машины.

Стандартный токарный станок с ЧПУ обычно подходит, когда:

·  Деталь преимущественно вращательная

·  Токарная обработка OD/ID представляет собой большинство операций

·  Резьбы и канавки концентричны

·  Никаких существенных внеосевых функций не требуется

·  Вторичное фрезерование минимально или не требуется

Токарный центр с ЧПУ становится более полезным, если чертеж включает в себя:

·  Поперечные отверстия

·  Фрезерованные лыски

·  Шпоночные пазы

·  Радиальные пазы

·  Смещенные от центра отверстия

·  Несколько черт лица

·  Обработка передней и задней части

·  Тесная позиционная взаимосвязь между токарными и фрезерованными деталями.

Например, если компонент гидравлического клапана требует точной токарной обработки, а также радиальных отверстий и фрезерованных лысок, выполнение этих функций за одну установку может упростить производственный маршрут.

Производственные проблемы и технические решения

Жесткие размерные допуски

На точность токарной обработки влияют износ инструмента, тепловое расширение, фиксация заготовки, силы резания и состояние станка.

Поэтому надежный процесс требует большего, чем просто выбор высокоточного станка.

Инженеры обычно контролируют:

·  Скорость резки

·  Скорость шпинделя

·  Скорость подачи

·  Глубина резания

·  Геометрия инструмента

·  Рабочее давление

·  Стратегия черновой и чистовой обработки

·  Частота проверок

Черновая обработка должна быть направлена ​​на стабильное удаление материала, а чистовые проходы должны быть оптимизированы с точки зрения точности размеров и качества поверхности.

Тонкостенные и тонкие детали

Тонкостенные корпуса и длинные валы могут деформироваться во время механической обработки или зажима.

В зависимости от геометрии решения могут включать оптимизированное давление патрона, соответствующий инструмент, контролируемые режущие нагрузки, опорные устройства и специальные чистовые проходы.

Труднообрабатываемые материалы

Титан, нержавеющая сталь, закаленные сплавы и конструкционные пластмассы требуют разных стратегий резки.

Материал инструмента, скорость резания, подача, подача СОЖ и эвакуация стружки должны выбираться в соответствии с материалом и геометрией, а не с использованием общих параметров.

Тот же принцип применим и к работе токарных центров с ЧПУ  : дополнительные возможности обработки не заменяют технологический процесс.

Применение токарных станков с ЧПУ

Автомобильная промышленность

Автомобильные компоненты часто сочетают в себе цилиндрические элементы с отверстиями, канавками, шлицами и другими второстепенными деталями.

Токарные центры подходят для обработки сложных валов, компонентов приводов, соединителей, втулок и деталей трансмиссии, где сокращение наладки может повысить эффективность производства.

Аэрокосмическая промышленность

Компоненты аэрокосмической отрасли часто сочетают в себе жесткие требования к размерам со сложной геометрией и требовательными материалами.

Токарные центры с ЧПУ можно использовать, когда элементы вращения необходимо сочетать с точно расположенными отверстиями, пазами или другими второстепенными элементами.

Медицинское оборудование

Медицинские компоненты могут требовать точных диаметров, контролируемой обработки поверхности и повторяемой точности размеров.

Токарная обработка с ЧПУ и токарно-фрезерная обработка могут поддерживать такие компоненты, как детали инструментов, прецизионные валы, корпуса и другие небольшие сложные компоненты.

Робототехника

Роботизированные механизмы часто содержат компактные компоненты с множеством функциональных интерфейсов.

Приложения включают в себя:

·  Компоненты соединений

·  Корпуса приводов

·  Прецизионные валы

·  Корпуса датчиков

·  Компоненты, связанные с редуктором

Для этих сложных токарных деталей приводной инструмент может сократить количество отдельных операций обработки.

Гидравлическое и промышленное оборудование

Гидравлические фитинги, компоненты клапанов, гильзы, поршни, переходники и промышленные соединители часто сочетают прецизионную обработку с резьбой, поперечными отверстиями или фрезерованными поверхностями.

Токарный станок с ЧПУ эффективен для чисто вращающихся компонентов, тогда как токарные станки с ЧПУ становятся более привлекательными по мере увеличения второстепенных функций.

Токарный центр с ЧПУ для мелкосерийного производства

Токарный центр не ограничивается крупносерийным производством.

Для мелкосерийного производства его ценность может заключаться в уменьшении количества операций, необходимых для производства каждого готового компонента.

Вместо того, чтобы сравнивать только почасовую оплату станков, отделы закупок должны оценить:

Общая стоимость = время обработки + настройка + оснастка + вторичные операции + обработка + проверка + время выполнения заказа.

Для простой токарной детали общая стоимость токарного станка с ЧПУ может быть ниже.

Для сложной детали, требующей токарной и фрезерной обработки, токарный центр может исключить вторичную операцию и снизить общую сложность процесса.

Вот почему выбор станка должен основываться на полном производственном маршруте, а не на закупочной цене станка или заявленном количестве осей.

Токарный станок с ЧПУ или токарный центр с ЧПУ: что выбрать?

Простейшее правило принятия решения таково:

Выбирайте токарный станок с ЧПУ, если деталь в основном вращающаяся и ее можно эффективно выполнить посредством токарных операций.

Рассмотрим токарный центр с ЧПУ, когда деталь сочетает в себе токарную обработку, фрезерование, сверление, нарезание резьбы, радиальные элементы или несколько операций обработки, которые выигрывают от одной установки.

Для инженеров приоритетом является достижение необходимой геометрии и допусков.

Для менеджеров по закупкам приоритетом является общая стоимость, время выполнения заказа, стабильность процесса и возможности поставщика.

Поэтому лучшим решением не обязательно будет машина с наибольшим количеством осей. Именно сочетание машины и процесса позволяет производить требуемую деталь точно, стабильно и экономично..

Часто задаваемые вопросы

В1: Токарный центр с ЧПУ — это то же самое, что токарный станок с ЧПУ?

Они относятся к одному семейству токарных станков с ЧПУ, но их возможности могут существенно различаться. Стандартный токарный станок с ЧПУ ориентирован на ротационную обработку, в то время как токарный центр может добавлять приводной инструмент, оси C, ось Y или возможности субшпинделя. Машинная терминология также варьируется в зависимости от производителя.

В2: Что такое приводной инструмент на токарном центре с ЧПУ?

Под приводным инструментом подразумеваются приводные инструменты, установленные в револьверной головке и способные вращаться независимо. Эти инструменты позволяют станку выполнять такие операции, как сверление, фрезерование и нарезание резьбы, при этом деталь остается зажатой.

В3: Что означает поворот по оси C?

Управление по оси C позволяет шпинделю позиционировать заготовку под определенным углом. В сочетании с приводным инструментом он позволяет обрабатывать радиальные отверстия, лыски, пазы и другие индексированные элементы.

В4: Является ли токарный центр с ЧПУ лучшим для обработки сложных токарных деталей?

Это может быть более подходящим, когда деталь сочетает в себе токарную обработку с фрезерованием или сверлением, и эти функции можно выполнить за один установ. Для чисто вращающихся деталей более подходящим может оказаться стандартный токарный станок с ЧПУ.

В5: Можно ли использовать токарный центр с ЧПУ для мелкосерийного производства?

Да. Это может быть особенно полезно для мелкосерийного производства, когда сокращение вторичных операций, наладок и погрузочно-разгрузочных работ компенсирует более высокие возможности машины.

В6: Как мне выбрать между токарным станком с ЧПУ и токарным центром?

Начните с рисунка. Просмотрите элементы вращения, внеосевые элементы, допуски, материал, количество и необходимые вторичные операции. Затем поставщик должен оценить весь технологический маршрут, а не выбирать оборудование, основываясь только на диаметре детали или количестве осей.

Получите бесплатный обзор DFM

Не уверены, должен ли ваш компонент изготавливаться на токарном станке с ЧПУ, токарном центре с ЧПУ или токарно-фрезерном станке.?

Отправьте свои чертежи в формате STEP или PDF  команде инженеров Dawang Precision для бесплатной оценки DFM..

Мы рассмотрим геометрию, допуски, стратегию обработки и потенциальные требования к настройке и предоставим обратную связь в течение 24 часов..