Горизонтальний токарний верстат із ЧПУ – це автоматизоване обробне обладнання, яке використовує попередньо-запрограмовані інструкції для керування процесом обробки заготовки, що обертається. Він має такі переваги, як висока точність, висока ефективність і гнучкість. Порівняно з традиційними верстатами горизонтальні токарні верстати з ЧПК можуть точніше контролювати процес обробки та уникати помилок, які можуть бути спричинені діями людини, тому вони широко використовуються в сучасному виробництві.
Методика вибору горизонтального токарного верстата з ЧПУ
Діаметр повороту
Діаметр повороту є основним основним параметром горизонтального токарного верстата з ЧПК, який безпосередньо визначає максимальний діапазон радіальних розмірів заготовок, які машина може обробити. Його значення зазвичай визначається як подвоєна відстань від центру шпинделя до поверхні напрямної станини. При виборі діаметра повороту необхідно точно відповідати максимальному зовнішньому діаметру заготовки, що підлягає обробці, враховуючи при цьому розумний запас. По-перше, слід враховувати фактичний радіальний простір, який займає деталь після затискання. Наприклад, при використанні патрона, розширення губок патрона займатиме деякий радіальний простір; якщо вибрано лише номінальний зовнішній діаметр заготовки, після затискання може виникнути перешкода. По-друге, слід враховувати незначну деформацію, спричинену радіальними силами різання під час обробки, щоб уникнути недостатнього запасу, що призводить до нездатності заготовки правильно обертатися або погіршення точності обробки. Наприклад, якщо потрібно обробити заготовку у формі диска з максимальним зовнішнім діаметром 500 мм, слід вибрати верстат із діаметром повороту не менше 550 мм, щоб забезпечити стабільність затискання та обробки. При цьому слід зазначити, що «максимальний діаметр обточування» та «максимальний діаметр обточування заготовки», зазначені на обладнанні, можуть відрізнятися. Останній, можливо, вирахував простір, зайнятий такими конструкціями, як огородження ліжка. Фактичний вибір має ґрунтуватися на конкретних параметрах у технічних характеристиках обладнання.
Максимальний діаметр різання
Максимальний діаметр різання пов’язаний з діаметром обточування, але має різні фокуси. Зокрема, це стосується максимального радіального розміру, за якого інструмент може ефективно різати заготовку за стабільних умов різання. Його значення зазвичай менше, ніж діаметр обточування, і обмежене конструкцією тримача інструменту, простором для встановлення інструменту та вихідним крутним моментом шпинделя. При виборі слід враховувати конкретний процес обробки та матеріал заготовки: для металевих матеріалів високої-твердості (таких як легована та загартована сталь) під час різання потрібна більша сила різання. У цьому випадку фактичне корисне значення максимального діаметра різання буде зменшено через недостатній крутний момент шпинделя, що вимагає вибору обладнання з достатнім резервом різального моменту. Для тонкостінних заготовок, хоча їхній зовнішній діаметр може бути близьким до максимального діаметра різання обладнання, слід враховувати вплив сили різання на жорсткість заготовки. Якщо сила різання, що відповідає максимальному діаметру різання обладнання, перевищує діапазон допуску заготовки, це спричинить деформацію заготовки. У цьому випадку фактичний діаметр обробки слід відповідно зменшити або вибрати обладнання з більшою стабільністю різання. Крім того, слід враховувати максимальний хід опори інструменту, щоб гарантувати, що інструмент може охоплювати цільовий діаметр різання радіально без зіткнення з коробкою шпинделя, станиною чи іншими компонентами.
Максимальна довжина обробки
Максимальна довжина обробки визначає верхню межу осьового розміру заготовки, яку може обробляти горизонтальний токарний верстат з ЧПК. Його величина зазвичай вимірюється максимальною відстанню від торця шпиндельного патрона до центру центру задньої бабки. Під час вибору токарного верстата спочатку слід визначити найдовший осьовий розмір заготовки, що підлягає обробці, а також слід всебічно розглянути вплив методів затискання та процесів обробки: при використанні системи подвійного затиску патрона + задньої бабки має бути зарезервовано достатній контактний простір між центром задньої бабки та торцем заготовки, а також осьову довжину, яку займає патрон; якщо задіяна багатопроцесна обробка ступінчастих валів або довгих валів, необхідно також враховувати простір осьового переміщення інструменту та хід зміни інструменту, щоб уникнути недостатньої довжини обробки, що призводить до неповної обробки заготовки. Наприклад, для заготовки з довгим валу з довжиною обробки 1500 мм слід вибрати верстат з максимальною довжиною обробки не менше 1600 мм, щоб відповідати вимогам до операцій затискання та обробки. Водночас для заготовок типу над-вал-слід звернути увагу на жорсткість станини верстата та збереження точності напрямних рейок, щоб уникнути вібрації під час обробки через надмірну довжину заготовки, яка може вплинути на точність обробки.
Ширина направляючої ліжка
Ширина напрямної станини є основним параметром, що визначає жорсткість і стабільність обробки обладнання. Ширша напрямна забезпечує вищу-несучу здатність, більший опір деформації, меншу вібрацію та вищу точність обробки. Вибір має відповідати сценарію обробки: для важких заготовок або обробки з великим об’ємом різання (наприклад, груба обробка товстостінних відливок) виберіть напрямні ширше 600 мм, щоб розподілити навантаження; для фінішної обробки малих та середніх-розмірів точних заготовок потужність шпинделя та жорсткість опори інструменту повинні бути узгоджені, щоб уникнути недостатньої жорсткості через надто вузькі напрямні. Одночасно слід всебічно розглядати матеріал і конструкцію напрямної (ковзний/рухливий тип).
Вантажопідйомність
Параметр навантажувальної здатності включає максимальну-несучу здатність шпиндельного патрона та напрямних станини. Вибір повинен гарантувати, що вага заготовки (включно з затискними пристосуваннями) не перевищує номінального значення, і слід зарезервувати 10%-20% запас безпеки, щоб уникнути тривалого перевантаження, що спричиняє знос підшипників, деформацію напрямної та інші проблеми. Для обробки важких заготовок основна увага приділяється крутному моменту шпинделя та міцності станини; для пакетної обробки заготовок різної ваги, найважча з них використовується як еталон, а тиск розподіляється допоміжними пристроями, такими як центральні опори, при цьому обладнання вибирається точно відповідно до технічних характеристик обладнання.
