Виды станков: типы, классификация, отличия
Промышленный станок – это оборудование, предназначенное для обработки заготовок из металла, камня, дерева, полимеров и других материалов. В качестве инструментов используются резцы, фрезы, шлифовальные круги, сверла и т. п. Для обработки металла используются следующие виды станков: токарные, фрезерные, сверлильные, резьбообрабатывающие и резьбонакатные, шлифовальные и заточные, гайконарезные, а также расточные станки, хонинговальные установки, зубообрабатывающие машины. Такое разнообразие позволяет изготавливать детали различного назначения, в том числе со сложной криволинейной поверхностью и/или полые внутри.
Первая группа. Токарные станки и их типы
Токарные станки составляют около 30 % промышленного парка оборудования. Их используют при обработке практически всех деталей в машиностроении. На них осуществляются следующие операции:
- нарезание резьбы;
- проточка цилиндрических и конических поверхностей;
- проточка канавок;
- обработка торцов;
- резка прутков/заготовок и т. д.
Производительность оборудования и максимальные габариты заготовки зависят от мощности электропривода и конструкции шпинделя, станины и суппорта. Классификация станков насчитывает несколько групп.
Токарно-винторезные. Такой тип применяется для черновой и чистовой обточки, прорезания канавок, нарезания резьбы, торцовки. Токарно-винторезный станок может работать не только с металлом, но и с другими материалами: пластиками и некоторыми полимерами. Ось вращения расположена горизонтально. Ограничения по размерам деталей различны для разных моделей. Однако такие станки рассчитаны преимущественно на работу с заготовками, в которых длина значительно больше диаметра.
Лоботокарные. Предназначены для обработки деталей значительного диаметра и небольшой длины. Проточка заготовок проводится преимущественно с торца. В отличие от карусельных ось вращения располагается не вертикально, а горизонтально. Слишком большой вес заготовки может привести к радиальным биениям во время точения, поэтому на лоботокарном оборудовании могут обрабатываться лишь небольшие детали.
Токарно-карусельные. Заготовка крепится на вращающейся горизонтальной планшайбе. Такая конструкция позволяет обрабатывать габаритные детали значительного веса: насосные и турбинные колеса и т. п. Производители выпускают два вида токарно-карусельных станков – одностоечные и двустоечные. Первые рассчитаны на обработку деталей диаметром до 1,5–2,0 м, вторые – до 25 м. Большинство карусельных моделей оснащаются двумя суппортами: для обработки наружных поверхностей и расточки отверстий.
Автоматы продольного точения. Оборудование отличается высокой степенью автоматизации и многофункциональностью. Его конструкция, помимо основного токарного блока, обычно имеет дополнительные механизмы: подачи заготовки и выгрузки готовых деталей. Все автоматы продольного точения делятся на две группы:
- с неподвижной передней бабкой («американский тип»). Применяются для сравнительно коротких деталей. Продольную подачу осуществляет суппорт с резцом, как в стандартном токарном оборудовании;
- с подвижной передней бабкой («швейцарский тип»). Продольную подачу осуществляет патрон с зафиксированной в нем заготовкой. Такой принцип точения сводит к минимуму нагрузки на изгиб и позволяет обрабатывать длинные детали небольшого диаметра.
Автоматы продольного точения имеют довольно высокую стоимость, поэтому их применение оправданно в массовом и крупносерийном производстве, требующем высокой точности.
Специализированные. Такие типы станков заточены под решение специальных задач. Оборудование специального назначения предназначено для механической обработки нестандартных изделий. Это модели:
- для черновой обработки слитков и резки их на части;
- для одновременной обработки одной детали несколькими резцами;
- высокоскоростные, использующиеся в работе с особо твердыми материалами;
- для обтачивания деталей нестандартной формы и/или сечения.
Следует учесть, что специализированное оборудование в первую очередь предназначено для выполнения нестандартных работ. Производитель в технической документации на свое оборудование обычно указывает, что такой вид станка не рекомендуется применять для универсальных операций.
Рекомендуем посмотреть наши токарные станки:
Вторая группа. Сверлильные и расточные станки, их типы
Применяются для обработки отверстий осевым многолезвийным инструментом.
Сверлильные станки
В отличие от дрели такой станок имеет бóльшую точность и меньшие ограничения в диаметре отверстия. Функционал оборудования может быть значительно расширен благодаря использованию дополнительной оснастки. По принятой классификации такие станки относятся ко второй группе и делятся на несколько видов.
Радиально-сверлильные. Применяются для обработки заготовок средних и крупных размеров. Как и вертикально-сверлильные, относятся к универсальной категории оборудования. Шпиндель может перемещаться в любую точку горизонтального рабочего стола. Движение инструмента осуществляется по окружности или по радиусу, заготовка располагается неподвижно.
Вертикально-сверлильные. В отличие от предыдущей категории оборудования здесь шпиндельная голова неподвижна, а перемещается пиноль вместе с закрепленным в ней инструментом. Расстояние от торца шпинделя до стола определяет размеры детали, которая может быть обработана на конкретном станке. На некоторых станках при заданной глубине сверления механическая подача автоматически отключается. Вертикально-сверлильные модели делятся на три группы:
- легкие. Диаметр отверстия до 3–12 мм. Часто имеют настольное исполнение;
- средние. Диаметр отверстий до 50 мм;
- тяжелые. Диаметр до 75 мм и более.
Горизонтально-сверлильные. Предназначены для сверления отверстий значительной глубины и обработки длинномеров. Отличаются удлиненной станиной, по которой перемещается рабочий стол с закрепленной заготовкой. Инструментальный блок (шпиндель, двигатель, коробка передач и сверло) перемещается в вертикальной плоскости по направляющим.
Многошпиндельные. Они позволяют одновременно обрабатывать несколько отверстий на одной детали. Применение многошпиндельных станков позволяет сократить временные затраты и повысить производительность работ.
Специализированные. Это станки, имеющие ограниченную сферу применения и/или разработанные для решения специальных задач. Сюда входит оборудование для глубокого сверления, переносное (с магнитным основанием) и т. д.
Рекомендуем посмотреть наши сверлильные станки:
Расточные станки
Они могут применяться для обработки деталей и металлоконструкций как в единичном, так и в серийном производстве. Расточные станки относятся к широкоуниверсальной категории. На них осуществляется:
- чистовое и черновое растачивание отверстий;
- сверление и зенкерование;
- фрезерование плоскостей с заданной точностью;
- обтачивание наружных поверхностей и торцов;
- нарезание резьбы и ряд других операций.
Расточные станки делятся на две группы:
- координатно-расточные. Оборудование предназначается для выполнения высокоточных операций, когда требуется перемещение инструмента строго по координатам. Станки могут обрабатывать отверстия с допуском по шестому квалитету и выше. Координатно-расточные часто оснащаются числовым программным управлением;
- горизонтально-расточные. Это наиболее востребованные станки такой группы. Шпиндель расположен горизонтально. Стол может перемещаться как вдоль главной оси станка, так и перпендикулярно к ней. В зависимости от типа оборудования передвижение осуществляется вручную или автоматически. По величине диаметра шпинделя станки делятся на легкие (малые), средние и тяжелые. У последних заготовка фиксируется на неподвижном столе.
Рекомендуем посмотреть наши расточные станки:
Третья группа. Шлифовально-заточные станки, их типы
Главным инструментом в таком оборудовании является абразивный инструмент (круг или брусок), которым с поверхности заготовки снимают тонкий слой металла. Шлифовально-полировальные станки проводят:
- обработку наружных и внутренних поверхностей тел вращения (цилиндров, конусов и т. п.);
- шлифовку резьбы, зубьев шестерен;
- заточку инструментов – ножей, ленточных пил, цепей бензопилы;
- другие операции, связанные с доводкой поверхности и/или размера.
Такие станки бывают нескольких видов в зависимости от того, какие операции они могут выполнять.
Круглошлифовальные. Деталь совершает вспомогательное вращательное движение. Шлифовальный круг совершает основное движение резания. Станки такого типа предназначены для обработки внешних поверхностей цилиндрических и конических заготовок.
Внутришлифовальные. На таком оборудовании обрабатываются внутренние поверхности деталей. Конструкция предусматривает продольное перемещение бабки с шлифовальным кругом, вращение его или самой заготовки.
Плоскошлифовальные. Обработка деталей осуществляется посредством поперечного перемещения бабки с постепенным сдвигом шлифовального круга в вертикальной плоскости и передвижением рабочего стола. Основное назначение оборудования – шлифовка плоских и фасонных поверхностей.
Бесцентрово-шлифовальные. На таких станках обрабатывают наружные цилиндрические поверхности. При этом используют абразивные круги различной зернистости и диаметра. Выбор шлифовального инструмента осуществляется под конкретные задачи, вид заготовки и свойства металла, из которого она изготовлена.
Заточные. Предназначаются для заточки бытового и профессионального инструментария. Заточные станки делятся на две группы:
- универсальные. Могут использоваться для заточки большинства инструментов – топоров, ножей, стамесок и т. п.;
- специальные. Работают с отдельными видами инструментов. Например, с ленточными пилами, цепями бензопил, формируют зубья и т. д.
Одним из особо востребованных видов оборудования такого типа является обдирочно-шлифовальный станок, который больше известен как точило (электроточило).
Хонинговальные установки. Так называются шлифовально-притирочные агрегаты, на которых обрабатываются поверхности цилиндрических деталей. Это цилиндры, втулки, гильзы и т. п. Хонингование осуществляет специальная хонинговальная головка (хон) с абразивными брусками. Она закрепляется в шпинделе, а в процессе работы одновременно вращается и движется возвратно-поступательно вдоль оси вращения. Хонингование позволяет улучшить качество поверхности и создать фактуру, позволяющую удерживать смазочные материалы (хон). По расположению шпинделя они делятся на горизонтальные и вертикальные, по назначению – универсальные и специальные. Хонингование применяется везде, где требуется высокая точность обработки поверхности.
Рекомендуем посмотреть наши шлифовальные станки:
Четвертая группа. Комбинированные станки и их виды
К ним относится оборудование универсального назначения, рассчитанное на выполнение не одной, а нескольких различных операций. В четвертую категорию входят автоматические и полуавтоматические станки всех групп, в том числе с ЧПУ, а также те, в которых используется не только механический, но и другой (аддитивный и электрохимический) вид обработки металла:
- электрохимический;
- электроискровой;
- электроэрозионный и ультразвуковой;
- филаментный;
- фотополимерный.
Пятая группа. Станки для нарезания резьбы и зубьев
Оборудование включает в себя две категории станков, различающихся по использующимся инструментам и технологии металлообработки.
Зубообрабатывающие станки
Применяются для изготовления зубчатых колес и шестерен всех видов – червячных, цилиндрических, шевронных и конических. По типу выполняемой операции зубообрабатывающие станки делятся на две группы.
Для нарезания зубьев. Сюда входят три вида зубообрабатывающих станков:
- зубофрезерные. Для нарезки используется червячная модульная фреза. Такие модели зачастую оснащены ЧПУ. Таким способом изготавливают все виды шестерен, в том числе конические и косозубые, приводные зубчатые колеса, звездочки и ряд других деталей;
- зубодолбежные. На станках изготавливают прямозубые и косозубые колеса цилиндрической формы для наружного/внутреннего зацепления, зубчатые рейки, муфты и секторы, храповики и подобные элементы. Для этого обычно используется метод обкатки, в некоторых случаях – копирования;
- зубострогальные. Станки применяются для нарезания зубьев на конических и цилиндрических заготовках с последующим приданием им нужной формы. Работа осуществляется одним или двумя резцами. При черновой нарезке используется метод копирования, при чистовой – обкатка.
Для обработки зубьев. После нарезки и термической обработки зубья необходимо довести, чтобы попасть в геометрические и поверхностные допуски детали. С этой целью используются следующие виды станков:
- зубошлифовальные. В них используется метод копирования или обката. Так обрабатывают изделия, прошедшие термическую обработку;
- зубошевинговальные. Шевингование применяется для зубчатых колес, не прошедших термообработку. Для него используют специальный инструмент – шевер (дисковый, реечный или червячный).
Резьбообрабатывающие и резьбонакатные
Оборудование предназначается для формирования и обработки наружной и внутренней резьбы на металлических заготовках. В зависимости от использующейся технологии станки делятся на несколько видов.
Резьбошлифовальные. Применяются для чистовой обработки нарезанной резьбы. Принцип работы тот же, что и для резьбофрезерных станков, но вместо фрезы используются шлифовальные круги с соответствующим резьбовым профилем.
Резьбонакатные. Резьбу на таком станке получают вдавливанием (деформированием) поверхности специальной плашкой или роликом. Металл в зоне деформации уплотняется и становится более прочным. Поэтому накатанная резьба отличается от нарезанной большей прочностью.
Гайконарезные. Станки предназначены для нарезания внутренней резьбы на гайках и внешней – на болтах. По типу привода и управления гайконарезное оборудование делится на механическое, гидравлическое, электромеханическое и станки с ЧПУ. Последний вид устанавливается на крупных предприятиях.
Рекомендуем посмотреть наши резьбонарезные станки:
Шестая группа. Фрезерные станки
Оборудование предназначается для обработки плоских и фасонных заготовок. Основным рабочим инструментом является фреза с режущими зубьями. Группа фрезерного оборудования включает в себя следующие типы станков.
Горизонтально-фрезерные. Главная ось шпинделя расположена горизонтально. В горизонтальной же плоскости перемещается стол, на котором закреплена обрабатываемая деталь. Вертикальное перемещение обеспечивается передвижением шпиндельной бабки с фрезой по направляющим колонны. Для обработки, которая требует винтового движения или деления, необходимо будет установить дополнительное оснащение.
Вертикально-фрезерные (консольные). От предыдущего вида оборудования они отличаются вертикальным положением главной оси шпиндельного узла. Основной компонент станка – консоль, размещенная на направляющих станины. Она может перемещаться в вертикальной плоскости, а при горизонтальном движении стола является опорой для него. Конфигурация станка и размещение основных узлов позволяют использовать фрезы всех видов. Такое оборудование отличается малыми затратами на обработку, может использоваться в мелкосерийном производстве и при изготовлении единичных деталей.
Бесконсольные. Рабочий стол такого станка перемещается в плоскости XY (поперечно-продольном направлении), а шпиндель – по вертикали. Бесконсольные модели являются многофункциональным оборудованием. На них можно обрабатывать плоские и фасонные поверхности, крупногабаритные тяжелые детали, а также изготавливать пресс-формы. Для обработки сложных заготовок такие станки часто оснащаются угловыми головками. Оборудование можно использовать и для работы с небольшими деталями. Для этого на нем устанавливают поворотный или поворотно-наклонный стол.
Продольно-фрезерные. В таких станках шпиндельная головка перемещается вдоль траверсы, установленной на две опоры. Перемещение рабочего стола осуществляется вдоль главной оси (продольно), а шпиндель – в направлении Y и Z. Большинство моделей предусматривает поворот шпинделя под заданным углом. Главное назначение станков – чистовая и черновая обработка крупногабаритных деталей с плоскими и фасонными поверхностями.
Копировально-фрезерные. Оборудование применяется при мелкосерийном производстве для изготовления деталей с высоким уровнем повторяемости. Специальный щуп перемещается по заданному шаблону, а шпиндель полностью повторяет его движения.
Универсальные и широкоуниверсальные. Они позволяют обрабатывать вертикальные и горизонтальные плоскости, наклонные, винтовые и фасонные поверхности, прорезать канавки, пазы и углы. Универсальные станки оснащены поворотным столом. Широкоуниверсальные имеют один или два шпинделя, которые могут устанавливаться под любым углом к обрабатываемой детали. Расширенный функционал и поворотные узлы дают возможность изготавливать валы, шестеренки, звездочки и другие детали сложной формы.
Дополнительные типы. Это станки:
- для работы в труднодоступных местах (мобильные);
- имеющие дополнительную функцию (токарно-фрезерные, сверлильно-фрезерные) и т. п.
Металлорежущее оборудование производственного назначения, в зависимости от типа конструкции, может оснащаться числовым программным управлением (ЧПУ) или устройством цифровой индикации (УЦИ).
Рекомендуем посмотреть наши фрезерные станки:
Классификация станков по иным параметрам
Металлообрабатывающее оборудование классифицируется не только по типу обработки и сложности выполняемых операций. К дополнительным параметрам классификации относятся:
Материал обработки
Чаще всего станки используются для работы с деревом и металлом:
- для древесины используется оборудование меньшей мощности, предусматривающее менее точную настройку;
- для металла требуются мощные станки с качественным режущим инструментом, позволяющим работать с прочными материалами.
При обработке металла, дерева, полимеров чаще всего используют токарные, фрезерные и сверлильные станки.
Тип управления
Его подбирают под объем и сложность выполняемых работ. По типу управления оборудование делится на четыре категории:
- ручное. Все операции выполняет сам рабочий: закрепляет заготовку, обрабатывает ее, снимает, проверяет размеры, ставит следующую. Это самый дешевый и низкопроизводительный станок;
- автоматическое. Станок выполняет все процессы по обработке деталей. Требуется только контроль и выполнение работ, не связанных с рабочим циклом. Например, регулировка инструмента и/или уборка отходов;
- числовое программное управление (ЧПУ), которое подразделяется на полуавтоматическое и автоматическое.
- Полуавтоматическое. Каждый цикл обработки осуществляется автоматически. Для его повторения (снять готовую деталь, поставить новую заготовку) необходимо вмешательство рабочего.
- Автоматическое. Управление движением инструмента осуществляется через внешний компьютер или встроенный процессор. Основа работы такого станка – перечень команд и операций, задающих траектории и параметры перемещения насадок.
Что-то заинтересовало? Отправьте нам запрос
Мы обработаем запрос и направим Вам ответ.