Координатно-расточной станок: предназначение, принцип работы, виды

Координатно-расточным агрегатам отведено особое место в мире станков, ведь они выполняют одну из самых сложных задач — создают высокоточные отверстия с незначительными отклонениями в размещении относительно друг друга. У такого оборудования особое отсчетное устройство, что дает возможность делать высокоточную обработку заготовок. Погрешность при сверлении отверстий до 1 микрометра. Дополнительно координатные станки оснащены устройством, контролирующим возможные отклонения, что делает рабочий процесс практически ювелирным.

Такой тип техники применяется в обработке межцентровых отверстий если необходимо добиться максимально точных расстояний согласно с заданными на плоскости координатами. В процессе обработки заготовок не нужны дополнительные конструкции, направляющие инструмент.

Комплект поставки

В комплект входят дополнительные разнообразные инструменты и специальные принадлежности, помогающие сверлить и растачивать отверстия, нарезать резьбу, проводить фрезерование и делать разметку. Речь идет о таких элементах:

• Патроны.
• Переходные втулки.
• Оправки для фрез.
• Набор борштанг.
• Универсальный резцедержатель.
• Резцедержатель точной подачи.
• Микроскопе-центроискатель.
• Пружинный керн.
• Установочный центр.
• Резцы, сверла, развертки, метчики.

Основные технические характеристики координатно-пробивных станков с ЧПУ

При выборе станка для координатной пробивки, либо при заказе соответствующих работ на производстве, необходимо обращать внимание на следующие характеристики оборудования:

При выборе оборудования немаловажным условием является бренд и страна-производитель. Перед приобретением установки необходимо изучить подробную информацию о производителе, а также реальные отзывы пользователей на форумах, где люди делятся информацией о плюсах и минусах оборудования.

Классификация оборудования

Расточные агрегаты обладают некоторыми конструктивными особенностями. В зависимости от типа выполняемых работ оборудование может быть специализированным или универсальным.

Главный признак агрегатов подобного рода — шпиндель (может располагаться как в горизонтальном, так и в вертикальном положении), с помощью которого приводится в движение осевая подача. Так как оборудование приспособлено под выполнение разных задач, то зачастую заготовка проходит полный цикл обработки. Важно, что изделие не нужно перемещать между несколькими станками.

Потому установки для растачивания пользуются особым спросом в отрасли машиностроения, где существует острая необходимость в постоянной сложной обработке деталей. Главная характеристика, влияющая на уровень производительности — сечение шпинделя. В нем фиксируется рабочий инструмент.

Преимущества координатной пробивки

Помимо описываемого способа обработки листового металла, в промышленности используется лазерная или плазменная резка, а также классическое сверление заготовки. При массовом производстве данные средства давно признаны неэффективными, благодаря явным преимуществам координатной пробивки металла:

• Высокая скорость обработки детали при серийном производстве. При использовании станка с ЧПУ, рабочий орган с пуансоном точно выполняет заданный оператором алгоритм, быстро определяя координаты отверстия.
• Производительность пробивной машины не зависит от размеров и формы отверстия. Таким образом, длина реза не снижает эффективность пробивных работ, в отличие от лазерного станка. При ударе пуансона о поверхность заготовки пробивка производится единовременно по всему контуру отверстия.
• Данный способ обработки относится к холодным механическим процессам, не сопряжённым с термическим воздействием на металл. Это свойство позволяет добиться экономии на электричестве и избежать пластической деформации металла из-за перегрева при изменении структуры кристаллической решётки.
• Автоматическое оборудование позволяет быстро сменить пуансон и матрицу, в результате чего достигается универсальность станка при обработке металлов разного типа и толщины.

Оборудование для координатно-пробивных работ достигает высокой скорости обработки и КПД до 85%, так как энергия импульсного воздействия направлена исключительно на достижение результата.

Виды агрегатов

На сегодняшний день существуют следующие виды данных станков:

1. Токарно-расточные.
2. Алмазно-расточные.
3. Координатно-расточные.
4. Горизонтально-расточные.

Координатно-расточные агрегаты признаны самыми универсальными и многофункциональными, что позволяет использовать их почти для всех известных операций, связанных с обработкой отверстий. На таких агрегатах могут выполняться разметочные процедуры, требующие высокой точности, ведь они оснащены электронными, механическими, индуктивными и оптическими устройствами подсчета, которые становятся гарантией безупречности измерений передвижений подвижных узлов.

Второе существенное достоинство — универсальный поворотный рабочий стол, благодаря ему можно работать с наклонными отверстиями.

Вращение шпинделя — основное (рабочее) движение, а вертикальное перемещение — движение подачи. В состав входит одна либо две стойки.

Расточная головка для фрезерного станка своими руками

Расточная головка – это основной инструмент для выполнения работ по обработке существующих отверстий до заданных параметров. Подобные работы: будь то расширение сквозного отверстия до нужного диаметра или смещение его относительно изначально заданной оси – производятся только по окончании сверлильных работ.

Расточные головки могут устанавливаться на различные типы станков. Существуют специализированные координатно-расточные агрегаты, конструкция которых оптимально подходит для расточных работ. Кроме того, аналогичную обработку можно выполнять на токарных или фрезерных станках.

Конструктивные особенности расточных головок

Конструкция инструмента позволяет разместить одновременно несколько резцов. Практика показала, что оптимальное число режущих элементов – 2 при условии их радиально расположения. Такая конфигурация обладает следующими преимуществами:

• Благодаря сбалансированному расположению точность обработки повышается.
• Снижается уровень вибрации.
• Динамические показатели станка улучшаются.

Увеличение количества резцов негативно влияет на баланс головки. Вследствие этого расточные работы не будут обладать высокой точностью, особенно на высоких оборотах, что снижает производительность станка.

Монтаж расточной головки на металлообрабатывающий агрегат осуществляется на шпиндельный вал, который передает момент вращения от привода станка. Во избежание вылета головки в процессе эксплуатации инструмент фиксируется винтами или гайками.

Основными узлами расточной головки являются:

1. Ступица. Следуя из названия, ступица устанавливается на шпиндель станка с помощью хвостовика. Для надежного крепления имеются четыре винта, из которых два параллельно фиксируют пиноль.
2. Пиноль. Место монтажа рабочего резца расточной головки.
3. Ползун. Подвижный элемент пиноли. Движение осуществляется путем вращения приводного винта. Служит регулировочным механизмом для выставления резцов по центрам.
4. Хвостовик. Узел для передачи вращательного момента от шпиндельной части к режущим элементам.

Принцип работы инструмента

Хвостовик вставляется в конусное отверстие шпиндельного механизма координатно-расточного станка. Для точной работы без вибрации хвостовая часть головки должна в точности повторять контуры шпинделя. После монтажа хвостовая часть фиксируется штатным винтом станка.

Согласно требованиям технологии обработки заготовку необходимо тщательно зафиксировать в неподвижном положении во избежание смещения во время расточных работ. Такое положение позволяет головке точно выполнять свои функции с минимальным риском получения брака.

При обработке небольших отверстий, диаметр которых не превышает 40 мм, положение резцов регулируется только перемещением ползуна.

При работе с отверстиями большего диаметра после регулировки ползуна его возвращают в начальное положение и после ослабления крепежных элементов пиноль передвигают в ступицу до упора. Таким образом, расточка выполняется за два этапа.

Виды расточных головок

Рассматриваемый металлообрабатывающий инструмент делится на два типа, которые отличаются видом подачи:

Рассмотрим их подробнее.

Головки с ручной подачей

Данный тип использовался на самых первых расточных станках с простейшими системами числового программного управления.

Они используются для получистовой обработки отверстий в металлических изделиях с диаметром от 10 до 630 мм.

В современных условиях их активно используют в качестве инструмента для выполнения работ, к которым не предъявляют высоких требований по классу точности (до 0,04 мм).

В качестве материала изготовления используется высококачественная инструментальная сталь, которая подвергается высокотемпературной закалке и финишной обработке на шлифовальных станках.

Головки с автоматической подачей

Устройства с автоматической подачей отличаются универсальностью использования. Их применяют для последовательного выполнения следующих видов обработки:

И прочих работ, необходимость в которых может возникнуть в процессе обработки металлических изделий. Универсальная конструкция позволяет устанавливать их не только на фрезерные станки, но на горизонтально-расточное и координатно-расточное оборудование с числовым программным управлением.

В современной металлообрабатывающей промышленности автоматический инструмент играет важную роль, поскольку именно на использование подобного оборудования ориентированы новейшие станки.

Конструкция современных станков, например производства компании SORALUCE, предусматривает установку на одну единицу оборудования сразу нескольких головок. Многошпиндельная модульная система позволяет производить работы различного диаметра и глубины, что увеличивает производительность, исключая затраты времени на замену съемных режущих элементов.

По глубине воздействия выделяют две основные группы:

1. Малоглубинные. Используются на начальных этапах работы. Конструкция такого типа отличается простотой исполнения. Режимы использования отличаются скоростью подачи и максимальной глубиной воздействия. Независимо от режима и типа конструкции все головки имеют набор съемных режущих элементов, которые закрепляют специальными фиксаторами.
2. Большеглубинные. Данный тип предназначен для расточки отверстий в металле на большой глубине. По сравнению с малоглубинным инструментом конструкция более сложная за счет наличия механизма по удалению металлической стружки, образовывающейся в процессе эксплуатации. Побочные продукты обработки могут выводиться как внешним, так и внутренним способом. Имеется возможность установки съемных резцов.

Резцы для расточных головок

Все резцы независимо от типа состоят из держателя, на который крепится режущий элемент. Держатель монтируют на штатное место рабочего оборудования.

Строение режущего элемента, который называют головкой, имеет свои особенности:

1. Цельные головки изготавливают из высококачественной инструментальной или быстрорежущей стали. Такой тип конструкции не предусматривает деления на держатель и режущий элемент. Встречается очень редко ввиду высокой стоимости.
2. Рабочая часть представляет собой припаянную пластину из высокопрочного сплава, в состав которого входят различные добавки, улучшающие качество материала. Наиболее распространенный тип.
3. Встречаются конструкции, в которых режущая пластина крепится к держателю механическим способом. Данный метод применяется для режущих частей из металлокерамических материалов.

Расточные головки различаются по способу применения:

1. Для глухих отверстий.
2. Для сквозных отверстий.

На приспособлениях для несквозных отверстий пластина имеет треугольную форму. Это очень удобно при выполнении расточных работ, которые начинают с центра отверстия. Чем длиннее держатель, тем больше диапазон действия инструмента.

Существуют и универсальные расточные резцы, на которых предусмотрена установка сменных пластин различных форм, что позволяет выполнять разнообразные работы одним и тем же держателем.

Правила выбора расточной головки

Прежде всего необходимо определиться с назначением инструмента. Для расточных работ чернового типа используют устройства с двумя лезвиями при условии наличия механизма регулировки припуска. Финишную обработку выполняют одним режущим элементом, что позволяет добиться высокой точности работ.

Важнейшими характеристиками рассматриваемого инструмента являются:

1. Рабочий ход ползуна.
2. Максимальное количество оборотов.
3. Скорость подачи.

Для начинающих токарей рекомендуем использовать продукцию фирмы Sandvik Coromant. Их головки просты в эксплуатации, что позволяет быстро освоить необходимые навыки.

Особенности расточных работ

Чтобы выполнить расточные работы, требуется использовать специальное оборудование, в качестве которого может выступать расточный, фрезерный и токарный станок.

Первый станок представляет собой разновидность металлорежущего оборудования, основное назначение которого сводится к выполнению сверления, зенкерования отверстий, фрезерования поверхностей, нарезания резьбы и иных операций.

Во многом результат расточных работ зависит от используемого станка, где важно ориентироваться на форму обрабатываемого изделия.

При выполнении подобной обработки создаваемому отверстию обеспечивается высокая точность размеров. Вместе с тем уровень производительности при растачивании не такой высокий, нежели в случае выполнения такой операции, как сверление. В качестве основных рабочих элементов выступают расточные резцы. Всего можно выделить два вида подобных элементов для растачивания:

• проходные резцы. С их помощью можно обрабатывать отверстия сквозного типа;
• упорные резцы. Они позволяют выполнять обработку глухих отверстий.

Резец для расточки представляет собой рабочий инструмент, при помощи которого можно растачивать обрабатываемое изделие. В его устройстве можно выделить три ключевые части:

• Пластина, которая может быть сменной и неперетачиваемой;
• Тело расточной оправки;
• Хвостовик.

Выполняя подобную операцию, следует всегда помнить, что резец неизменно имеет больший задний угол по сравнению с рабочими инструментами, с помощью которых выполняется внешняя обработка. Такое решение позволяет головке точно списываться в отверстие. Другой особенностью является то, что она уступает по диаметру отверстию.

Расточные работы в большинстве случаев выполняются при помощи специальных ножей, которые позволяют добиться более высокой точности этой операции.

В качестве материала для них используется быстрорежущая сталь или же твердые сплавы. Они имеют тот же диаметр, что и выполняемое отверстие.

За счет применения ножей можно создавать отверстия в виде идеального цилиндра, для чего приходится осуществлять только один проход.

Процесс растачивания отверстий на станке

К расточке отверстий приступают лишь в тот момент, когда завершают сверление и рассверливание. Целью этих операций является обработка созданного отверстия или придание ему иного положения относительно оси.

Для выполнения растачивания на фрезерном станке используют особые резы либо многолезвийные инструменты, манипуляция с которыми заключается в их вращении. Необходимого результата можно также добиться и посредством вращения обрабатываемого изделия.

При первом варианте работы обязательно приходится применять направляющие втулки. Основное их назначение заключается в увеличении прямолинейности и уменьшении увода оси. Что же касается второй схемы обработки, то здесь ось отверстия имеет более прямолинейное положение, но при этом отклонения от оси вращения шпинделя станка отсутствуют.

Расточные работы могут выполняться с применением нескольких видов инструментов:

• Расточный резец. Именно к нему в большинстве случаях прибегают при работе на токарном оборудовании;
• Борштанги. Выполнены в виде скалок, оснащенных резцами. Они являются обязательным рабочим инструментом при работе на вертикальных и горизонтальных расточных станках;
• Расточные головки. Особенностью этого инструмента является высокая цена, а сами они используются для обработки отверстий размером порядка 50-250 мм. К ним прибегают при работе на вертикально-расточном оборудовании;
• трехперые цельные зенкеры. К ним прибегают в целях обработки отверстий, чем диаметр не превышает 32 мм. Обычно они применяются при работе на сверлильных станках;
• четырехперые насадные зенкеры. Основное их назначение заключается в обработке отверстий, размер которых не превышает 80 мм. Они являются обязательным элементом при выполнении расточных работ на сверлильном оборудовании.

Расточная головка — определение

Под этим рабочим инструментом принято понимать приспособление для расточного станка, которое позволяет зафиксировать один или несколько резцов.

Местом размещения резцов служит расточная головка. При этом они должны соответствовать диаметру обрабатываемого отверстия. Крепить их можно при помощи микрометрических винтов.

Также к ним могут прибегать для создания радиальной подачи.

Установка расточной головки производится в конусе шпинделя фрезерного станка при помощи хвостовика. В некоторых случаях ее можно закреплять на оправке. Для фиксации корпуса расточной головки, которая необходима для предотвращения от поворачивания шпонкой, используют гайку, которая заворачивается на оправке.

В процессе работы резцедержатель начинает двигаться по направляющим корпуса. Любой оборот шпинделя приводит к вращению винта, который скреплен с конической зубчатой передачей, фиксацию которого обеспечивает звездочка, непосредственно взаимодействующая своим зубом с упором.

Это в свою очередь позволяет обеспечивать радиальную подачу.

Обработка заготовок

Для обработки деталей понадобится специальный инвентарь. В большинстве случаев пользуются расточными головками, монтирующимися в разные приспособления. У головок имеется цельнометаллическая державка хвостовика; на ней разместился паз, перемещающий резец ползуна.

А также часто применяется приспособление, позволяющее заниматься выполнением эффективного и быстрого растачивания пресс-форм (их матриц). Заготовка ставится на столе и фиксируется с двух сторон болтами прижимами. Полость матрицы обрабатывается посредством квадратной регулирующей головки. Ее дополняют кольцо-регулятор со шкалой, снизу — паз. По нему передвигается ползун с резцом на держателе. Микровинты позволяют настроить головку. Стоит отметить, что головки используются не во всех механизмах подобного типа.

Расточное оборудование имеет ряд важных достоинств:

• Простота и универсальность технологической оснастки.
• Повышенная производительность.
• Уменьшенная длительность производственного цикла.
• Быстрая подготовка оборудования к переориентированию на выпуск новых деталей.

Виды оборудования для координатной пробивки металла

В промышленном производстве используются 3 вида станков и механизмов для выполнения обработки металла данной категории:

• Ручные инструменты. Наиболее экономный тип обработки стали, дающий низкую производительность. Применяется при необходимости выполнения единичных отверстий круглой формы. Преимущества заключаются в возможности выполнения пробивки в любом месте, например, в условиях строительной площадки.

Для выполнения данных работ применяют дрели, сверлильные установки, а также стальные цилиндрические штифты, предназначенные для ударного воздействия молотком или кувалдой. Принцип действия таких инструментов схож с работой стамески или долота.

При необходимости выпуска деталей в ограниченном количестве, при мелкосерийном производстве, применяются ручные компрессионные станки.

• Пресс-ножницы с универсальными насадками. Основной функцией устройств является раскрой металла. Однако такие машины часто снабжаются сменными насадками. Помимо режущего рабочего органа, появляется возможность установки штамповых насадок с пуансонами. При этом, верхняя часть ножниц играет роль пресса с пуансоном, нижняя — матрицы.

При правильном положении металлической заготовки, оборудование может выполнять роль координатно-пробивного устройства с ограниченным функционалом.

• Координатно-пробивные прессы. Классические станки, которые отличаются по производительности, габаритам, предельной толщине, размерам и форме обрабатываемой заготовки. Могут оснащаться интеллектуальной системой ЧПУ с возможностью программирования алгоритма.

При задании программы, устройство самостоятельно выбирает нужны пуансон из барабана, выполняя отверстие нужной конфигурации и габаритов.

На рынке востребованы все типы перечисленного оборудования. конечный выбор потребителя зависит от множества факторов. При разовых работах приобретение пресса теряет смысл, а отладить выпуск деталей в промышленном масштабе без автоматизированной линии практически невозможно.

Коротко о главном

Координатная пробивка — один из наиболее востребованных способов обработки листового металла. Может выполняться ручным способом, с помощью комбинированных ножниц или станков с ЧПУ. Обработка производится методом холодной штамповки заготовки, что снижает энергозатраты при эксплуатации оборудования. Для предотвращения брака необходимо следить за состоянием режущей кромки пуансонов и матрицы, а также проводить периодическое ТО для станка. На практике применяются 4 типа обработки металла данной категории — сквозная и неполная пробивка, формовка и пулевка. Координатная пробивка на станке с ЧПУ позволяет наладить серийное производство в промышленных масштабах.

Сведения о производителе координатно-расточного станка 2450

Производитель координатно-расточного станка 2450 Московский завод координатно-расточных станков МЗКРС, основанный в 1942 году и Куйбышевский завод координатно-расточных станков (Куйбышевское станкостроительное объединение).

Свою историю Куйбышевский завод координатно-расточных станков ведет с 1963 года, когда была введена первая очередь этого предприятия. Молодой коллектив завода в короткие сроки освоил производство станков высокой точности и уже в 1966 году выпустил их несколько сотен.

Завод прекратил свое существование в 1991 году, и на его производственных площадях открылось несколько станкостроительных предприятий, которые продолжают выпускать координатно-расточные станки, занимаются их ремонтом и модернизацией: Завод координатно-расточных станков «Стан-Самара» ЗАО; Самарское НПП координатно-расточных станков, ООО «НПП КРС»; «Станкосервис» ООО и др.

Станки, выпускаемые Московским заводом координатно-расточных станков МЗКРС

• 2А450
  — станок координатно-расточной, 630 х 1100
• 2Д450
  — станок координатно-расточной, 630 х 1120
• 2Е450
  станок координатно-расточной, 630 х 1120
• 2Е450АФ1
  станок координатно-расточной, 630 х 1120
• 2Е450АФ30
  станок координатно-расточной с ЧПУ, 630 х 1120
• 5К822В
  — cтанок резьбошлифовальный универсальный высокой точности, Ø 150
• 525
  — станок зуборезный полуавтомат для нарезания спиральных конических колес, Ø 500
• 2450
  — станок координатно-расточной, 630 х 1100
• 5822
  cтанок резьбошлифовальный универсальный, Ø 150
• 5822м
  cтанок резьбошлифовальный универсальный, Ø 150