Горизонтально-расточные станки

1 Расточный станок — возможности, принцип работы

Группа расточных агрегатов имеют характерную особенность, их шпиндель, закрепленный в горизонтальной (реже — вертикальной) плоскости, совершает осевое перемещение по направлению к обрабатываемой детали. В посадочном гнезде шпинделя фиксируется рабочий инструмент, от типа которого непосредственно зависят функциональные возможности станка.

Современные расточные агрегаты способны выполнять следующие технические операции:

• растачивание;
• зенкерование;
• сверление;
• нарезка резьбы (внутренняя и наружная);
• обтачивание;
• фрезерование (торцевое и цилиндрическое);
• подрезка торцов.

По сути, данные станки представляют собой универсальное многофункциональное оборудование, способное полноценно заменить несколько металлообрабатывающих установок.

Тяжелый горизонтально-расточный станок

Ключевым параметром любого расточного станка является диаметр шпинделя, несущего основной рабочий инструмент. В зависимости от него все агрегаты классифицируются на три группы: малые (диаметр 50-125 мм), средние (100-200 мм) и тяжелые (200-320 мм).

Вращение шпинделя является главным движением станка, тогда как движение подачи, в зависимости от конструктивных особенностей оборудования, может сообщаться либо обрабатываемой детали либо режущему инструменту. Перемещение инструмента может быть осевым, радиальным либо вертикальным, движение деталей происходит за счет перемещения рабочего стола.

1.1 Особенности конструкции

В зависимости от конструктивных особенностей все расточные агрегаты разделяются на две группы: горизонтальные и вертикальные. Наиболее распространенным является вертикально расточной станок, рассмотрим его типовую конструкцию на примере популярной модели 2Е78П.

• рабочие шпиндели (1, 2, 3, 4, 5);
• блок управления (6);
• панель электроаппаратуры (7);
• несущая колонна (8);
• рабочий стол (9);
• основание (10);
• отсчетное устройство (11);
• парная коробка скоростей и подач (12);
• бабка шпинделя (13);
• освещение рабочего места (14);
• пульт управления электрооборудованием (15).

Схема конструкции 2Е78П

Характерной особенностью отделочно-расточного станка 2Е78П является возможность установки сменных шпинделей разных диаметров — 120, 78 и 48 мм, что увеличивает диаметр растачиваемых отверстий. Резцы фиксируются на шпинделе посредством прижимного вента, в отверстие, расположенное на торце резцовой головке шпинделя, монтируется центроискатель (в 2Е78П используется центроискатель индикаторного типа). Центроискатель представляет собой вспомогательный инструмент в виде накладного шаблона, позволяющий точно совместить оси резца и растачиваемого отверстия.

Рабочий стол 2Е78П состоит из двух блоков: нижних салазок, поперечно перемещающихся по направляющим станины, и непосредственно панели стола, двигающейся в продольном направлении по салазкам. На передней стенки панели размещена линейка для точного позиционирования стола. Его установка и перемещения выполняются вручную посредством маховиков.

Шпиндельная бабка является одним из ключевых узлов агрегата, она состоит из двигателя, шпинделя, и соединяющей их клиноременной передачи. Внутри корпуса бабки ребрами корпуса сформирована масляная ванна, в которой находятся вращающиеся валы.

2Е78П

На отделочно-расточный станок 2Е78П и другие модели средних и тяжелых агрегатов устанавливается зубчатая коробка передач. В данной модели она дает 12 скоростей вращения шпинделя и 4 скорости рабочих подач шпиндельной бабки.  Также предусмотрена обгонная муфта для ускоренного перемещения бабки напрямую от привода.

Все расточные станки комплектуются устойчивыми к перегрузкам движками асинхронного типа, коллекторные моторы можно встретить лишь в низкокачественном китайском оборудовании. В модели 2Е78П установлено 3 движка, один из которых отвечает за перемещение шпиндельной бабки, второй — за ее ускоренное перемещение, и третий — за перемещение рабочего стола.

Для импортозамещения необходимо время

На сегодняшний день на отечественном рынке сформировалась устойчивая тенденция в требованиях пользователей станочного оборудования: точность и своевременность изготовления деталей при низких энергетических и других затратах. Ввиду того, что ситуация с отечественным станкостроением пока оставляет желать лучшего – для появления достойных конкурентов импортному оборудованию необходимо время, наша компания осуществляет поставки на российский рынок высокопроизводительного и надёжного металлообрабатывающего оборудования, а также импортных станков ведущих фирм.

Среди листообрабатывающего и металлообрабатывающего оборудования, поставляемого нашей компанией:

• вертикально-фрезерные обрабатывающие центры торговой марки NWT, позволяющие выходить на совершенно иной уровень производительности, гибкости технологических процессов для различных производственных нужд;
• универсальные токарно-винторезные станки NWT, дающие возможность качественно выполнять такие операции, как обточка и расточка цилиндрических, конических, а также фасонных поверхностей, обработку и подрезку торцов, развёртывание и зенкерование отверстий, сверление и нарезание резьбы;
• одно- и двухстоечные токарно-карусельные импортные станки с ЧПУ и без ЧПУ, успешно применяемые для обработки тяжёлых металлических деталей большого диаметра;
• горизонтальные, вертикальные, консольные фрезерные станки от азиатских и европейских производителей;
• токарные станки с ЧПУ, оснащённые программным обеспечением Siemens и Fanuc;
• листогибочные прессы Farina модульной конструкции, оснащённые программируемой системой ЧПУ;
• радиально-сверлильные, шлифовальные, фрезерно-расточные, долбёжные станки, гильотинные ножницы, автоматы продольного точения, многое другое оборудование от европейских и азиатских производителей.

Что известно о производстве станка

Горизонтально-фрезерный станок 6Р82 был разработан в 70 годы прошлого столетия. После испытаний и доработок был запущен в массовое производство на Горьковском заводе фрезерных станков в 1970 году. Модель несколько раз модернизировалась, на нее устанавливали ЧПУ.

В настоящее время завод на Волге продолжает выпускать современные модели фрезерного металлообрабатывающего оборудования на базе 6Р82. Станки старого образца перекочевали в домашние мастерские и на небольшие предприятия и продолжают изготавливать планки, столы и рейки с высокой точностью.

Справка! Горьковский завод фрезерных станков был введен в строй в 1931 году по сталинской программе индустриализации страны. До конца XX столетия он был практически единственным производителем фрезерных станков разного типа на территории страны. Сейчас оборудование завода выпускается под маркой ФЗС.

Сведения о производителе горизонтально-расточного станка 2620В

Производителем горизонтально-расточных станков моделей 2620В Ивановский завод тяжелого станкостроения, основанный в 1953 году.

21 ноября 1958 года введена в эксплуатацию первая очередь Ивановского завода расточных станков. В 1958 году был налажен выпуск узлов и комплектующих для ленинградского станкостроительного Завода имени Свердлова. Со временем, на заводе был начат выпуск простых горизонтально-расточных станков по чертежам того же завода. Оснастив производство необходимой базой, станкостроители перешли на производство более сложной продукции — обрабатывающих центров (ОЦ).

2 Разновидности оборудования

Все разнообразие расточных станков, в зависимости от функционального назначения и конструктивных особенностей, классифицируется на следующие разновидности:

• сверлильно-расточные;
• расточно-наплавочные (мобильные и стационарные);
• фрезерно-расточные;
• токарно-расточные.

Сверлильно-расточные станки — ранее наиболее распространенная группа оборудования, которую можно было встретить в любом металлообрабатывающем цеху, однако сейчас большая часть операций по сверлению выполняется на фрезерном оборудовании, ввиду чего применение таких агрегатов сократилось. В зависимости от области применения они делятся на универсальные и специализированные (для масс производства конкретной детали).

Токарно-расточный станок, как правило, применяется для обработки плоскостей и отверстий внутри корпусных конструкций. Такое оборудование нередко называется координатным, поскольку оно позволяет добиться высокой точности расположения отверстий относительно плоскости базовой поверхности. Помимо стандартной функциональности данные агрегаты могут выполнять разметочные операции.

Мобильный расточно-наплавочный станок

Мобильный расточно-наплавочный станок существенно отличается от рассмотренных механизмов. Это портативное оборудование, используемое для ремонта и восстановления цилиндрических отверстий на крупногабаритной технике. Такие агрегаты могут работать в любом месте и пространственном положении, что делает их незаменимыми в сфере автомобильного, судового и авиационного строительства.

Отдельно выделим  алмазно-расточные станки, характерной особенностью которых является использование твердосплавных резцов с алмазным напылением, позволяющих вести обработку заготовок из закаленных сталей. Такие агрегаты зачастую используются для высокоточного растачивания автомобильных деталей — шатунов, втулок, цилиндров и т.д.

2.2 Популярные модели расточных станков

Одной из наиболее распространенных вертикальных расточных агрегатов является модель 2Е78П, которую Майкопский станкостроительный завод производит с 1982 года по сегодняшний день. Данное оборудование также способно выполнять фрезерные операции по деталям из стали, чугуна и цветных металлов.

Рассмотрим технические характеристик 2Е78П:

• диаметр растачиваемых отверстий — от 29 до 200 мм;
• диаметр сверления — до 15 мм;
• максимальные габариты обрабатываемых деталей: 75*50*45 см, вес — до 200 кг;
• размеры рабочего стола — 100*50 см;
• мощность привода — 2200 Вт;
• обороты шпинделя — 26-120 мин.

2Е78П

Среди горизонтального оборудования выделим станок 2А622Ф4, производитель — Ленинградский станкостроительный завод им. Свердлова. Данный агрегат оснащен ЧПУ — числово-программным управлением, которое значительно расширяет его функциональные возможности.

ЧПУ позволяет запрограммировать автоматическое перемещение рабочего механизма по четырем осям — X, Y, Z, W. Также предусмотрена возможность ручного управления с пульта. В станке используется система ЧПУ отечественной разработки — CNC 2C42, соответствующая классу автоматизации Ф4. Агрегат оснащен электронным дисплеем, на который выводятся данные о режиме работы станка.

Технические характеристики модели 2А622Ф4:

• диаметр растачиваемых отверстий — от 15 до 250 мм;
• диаметр сверления — до 50 мм;
• максимальные габариты обрабатываемых деталей: 100*100*125 см, вес — до 5000 кг;
• размеры рабочего стола — 125*125 см;
• мощность привода — 20000 Вт;
• обороты шпинделя — 4-1250 мин.

2А622Ф4

Это крупногабаритное оборудование для промышленной эксплуатации, ориентированное на использование в условиях единичного и серийного производства. Размеры станка составляют 398*634*398 см, вес — 20 тонн. Среди эксплуатационных преимуществ данного агрегата выделим наличие быстродействующих гидрозажимов, автоматически фиксирующих заготовку, устройство шпиндельного узла на прецезионных подшипниках и использование телескопических направляющих.

Алмазно-расточные станки

Применяются для прецизионного растачивания цилиндрических, конических поверхностей, канавок, торцов в условиях массового и крупносерийного производства. В результате получаются высококачественные поверхности с точными размерами и минимальными отклонениями от формы в следствии малых усилий резания стружки.Примером деталей обрабатываемых на алмазно-расточных станках являются детали автомобильных двигателей, которые имеют отверстия различной формы и конфигурации.

Оборудование данного типа комплектуется 2 видами инструмента:

• алмазный – для точения цветных металлов, пластмасс, вулканизированных каучуков и других синтетических материалов;
• твердосплавный – служит для точения сталей и чугунов.

Использование алмазного инструмента дает такую же шероховатость поверхности как шлифование.Процесс тонкого растачивания характеризуется такими параметрами:

• шпиндель станка имеет высокую частоту вращения (до 8000 об/мин);
• резание происходит при небольших подачах 0,01 – 0,1 мм/об и глубине резания 0,05 – 0,5 мм;
• скорость резания в зависимости от материала колеблется в пределах 60 – 1000 м/мин;
• шероховатость поверхности составляет R_a = 0,16 – 0,63 мкм;
• отклонение от круглости составляет не более 0,003 – 0,005 мм.

При алмазном растачивании отсутствует эффект шаржирования – воздействие на поверхностный слой заготовок абразивными частицами, который возникает при шлифовании, хонинговании и доводке. Шаржирование уменьшает износостойкость обработанных заготовок.К станкам предъявляют жесткие требования:

• шпиндели должны обладать высокой частотой и точностью вращения с отсутствием вибраций;
• подача должна регулироваться бесступенчато и иметь малые ее величины;
• обладать высокой скоростью ускорения ходов.

Характер направления оси шпинделя делит оборудование данного типа на две группы:

• вертикальной компоновки – являются универсальными с многоступенчатыми коробками скоростей и подач, имеют сменные шпиндели для точения заготовок диаметром от 20 до 200 мм в с небольшой программой выпуска, предназначены для растачивания блоков цилиндров дизельных и бензиновых двигателей, цилиндрических отверстий при ремонте и производстве деталей;
• горизонтальной компоновки – применяются для окончательной расточки отверстий по форме и размерам, подрезки торцов.

Основные технические характеристики расточных станков

К основным техническим характеристикам относятся такие показатели как:

Габариты рабочего стола мм.; Диаметр выдвижного шпинделя мм.; Максимальные размеры и вес обрабатываемой заготовки Наибольшее перемещение по осям мм.; Диапазон скоростей оборотов шпинделя об/мин.; Диапазон рабочих подач мм/мин.; Мощность электродвигателя главного привода кВт.; Габариты станка и его вес.

Учитывая тот факт, что многие расточные станки относятся к уникальному оборудованию, их стоимость может составлять от нескольких сотен тысяч до нескольких десятков и сотен миллион рублей. Денежная стоимость металлорежущего оборудования зависит, прежде всего, от его технических и технологических характеристик, а также общего технического состояния интересующей модели расточного станка.

Плюсы и минусы

Основная положительная характеристика станка – это его универсальность. На нем выполняются все фрезерно-сверлильные работы. Модель 6Р82 имеет преимущества перед другими моделями:

• удобное для станочника управление;
• быстрая смена инструмента;
• удобный стол для крепления заготовки;
• несколько скоростей подачи стола;
• встроенный механизм замедления подачи в автоматическом режиме;
• автоматическая смазка узлов;
• механизм плавного изменения скорости подачи;
• встраивание станка в автоматические линии;
• возможность подключения ЧПУ.

Справка! На станке имеется кнопочный дублирующий пульт управления шпинделем и перемещением стола.

Для рабочего удобно, что ручки включения перемещения поворачиваются для включения в сторону передвижения детали.

Условия эксплуатации станка

Поскольку назначение оборудование связано с выполнением высокоточных операций механической обработки, к организации рабочего процесса следует подходить тщательно и ответственно. В первую очередь должны быть проверены все узлы и детали станка на предмет целостности и надежности функционирования. Далее проверяется электротехническая инфраструктура, в том числе качество предохранительной базы и система заземления.

Рекомендованные условия эксплуатации алмазно-расточных станков – в закрытом помещении при температуре от 10 до 35 °C с коэффициентом влажности до 80 %. В целях безопасности должна быть организована систем а отвода металлической стружки и приточно-вытяжная вентиляция. Сам станок должен быть прочно зафиксирован, а с рабочих поверхностей убраны лишние инструменты и материалы. Оператор приступает к работе в защищенной спецодежде при стабильном освещении с достаточной яркостью.

Изготовление своими руками

При сборке станка в домашних условиях рекомендуется применять подручные материалы высокого качества.

Направляющие элементы

При самостоятельном изготовлении допускается использовать втулки и стержни круглой формы. Недостатком самоделки может стать преждевременный износ. Применение оригинальных направляющих приведет к высоким затратам.

Настройку расстояния между салазками и рабочей поверхностью производят при помощи винтов. Движение по направляющим осуществляют при помощи системы привода.

Разработчики оборудования рекомендуют использовать устаревшие печатные машинки, так как они изготовлены из стали высокого качества. Их следует аккуратно разобрать, снять каретку и направляющие со всеми вспомогательными элементами. Каждую каретку используют отдельно, чтобы обеспечить движение в двух направлениях.

Старая печатная машинка (Фото: Instagram / yulekmoto)

Привод

Для обеспечения движения стола необходимо применять электродвигатель с подшипниковым узлом. Передается движение при помощи винта.

Кардан

Изготавливается из бронзовой втулки необходимого размера. На валу двигателя и трубке сверлят отверстие и закрепляют между собой при помощи спиц от велосипедного колеса или иглы от подшипников. После соединения с валом мотора рекомендуется смазать место стыка.

Ходовой вал

В качестве данного элемента могут применяться стержни из стали, прошедшей термическую обработку. Предварительно необходимо нарезать резьбу на поверхности заготовки. При этом используется стандартный шаг.

Разрезная гайка из бронзы

Данную деталь следует закрепить на движущихся частях оборудования. Изготавливается из бронзового бруска, в котором сначала сверлят отверстие, а затем нарезают резьбу. Перед использованием рекомендуется полностью провернуть гайку.

Модели агрегатов

Все существующее оборудование, предназначенное для сверления отверстий в горизонтальной плоскости, состоит из двух типоразмеров станков:

• Горизонтально-сверлильные машины для глубокого сверления вращающихся деталей.
• Горизонтально-сверлильные агрегаты для глубокого сверления неподвижных деталей.

Первая модель станка характеризуется конструктивными особенностями шпинделя со сверлом. На станке они закреплены неподвижно. Обрабатываемая заготовка установлена и закреплена во вращающемся патроне.

Оператор подводит заготовку, которая вращается вместе с патроном вокруг своей оси, к неподвижному сверлу. Продолжая дальнейшее поступательное движение, заготовка высверливает отверстие в нужном месте.

Конструкция второй модели станка устроена по-другому. Неподвижная заготовка закреплена в приспособлении на станине станка. Шпиндель, в котором закреплено сверло нужного диаметра, движется горизонтально к заготовке.

Совершая вращение, врезаясь в тело заготовки, сверло осуществляет выборку металла на нужную глубину. Как результат, получается отверстие необходимого сечения и шероховатости.

Техническая документация

Агрегатный станок, паспорт которого включатся в его техническую документацию, поставляется поставщику совместно с чертежами. Техническая документация тоже поставляется совместно со станком. Поставщику поставляется агрегатный станок, чертеж которого включает не только общие схемы, но и подробный чертеж каждого унифицированного узла.

Паспорт станка кроме чертежей содержит также электрические и кинематические схемы. Паспорт составляется по унифицированным утвержденным формам. Недостатком агрегатных станков является то, что они могут использоваться только в крупносерийном и массовом производстве.

Специальные приспособления для станков

Любая обработка отверстий на расточном оборудовании не может обойтись без специального оборудования. Прежде всего, большое значение имеют головки, которые помещаются еще в какие-то детали. Сама головка должна состоять из державки известного всем хвостовика. Державка выполняется из цельнометаллического материала и размещается на пазе, чтобы помогать передвижению резца. В голове, кроме державки, есть еще и элемент, которые срабатывает автоматически. Именно это позволяет работать головке и двигаться ползуну. Необходимо в работе расточного оборудования обосновать и наличие другого приспособления, которое помогает все детали растачивать эффективно, качественно и, самое главное, быстро. Но для этого такое приспособление необходимо на столе крепко зафиксировать, даже можно с двух сторон, используя, например, болты. Головка в таком случае необходима регулирующая. Такого типа головка практически всегда имеет квадратную форму. Маленькие винты в станке необходимы для того, чтобы помогать настраивать головку и регулировать ее. Но есть небольшое предупреждение: не во всех типах расточного оборудования могут быть головки.