Фрезеровочный центр с поворотным столом: преимущества и критерии выбора
Современные фрезерные станки с числовым программным управлением имеют множество опций, однако обработка деталей с разных сторон без перебазирования на стандартном трёхосевом станке невозможна. Каждая переустановка заготовки приводит к снижению скорости и точности. Решение — поворотный стол, который называют четвёртой осью фрезерного станка.
Что представляет собой поворотный стол
Поворотный стол — опциональная оснастка станка, которая позволяет точно и быстро обрабатывать большую серию деталей со сложной геометрией. Его установка позволяет «в линию» изменять угол расположения детали: использовать не только горизонтальное (вдоль и поперёк станины) и вертикальное перемещение детали, но и вращение в двух плоскостях с чётким позиционированием углов.
Поворотный стол применяется не только на фрезерных, но и на вертикально-сверлильных станках, прессах, автоматических сварочных аппаратах, молотах и другом оборудовании.
Технические условия изготовления поворотных столов регламентирует ГОСТ 16935-93. Типовые диаметры — 320, 400, 500 и 630 мм. Современные модели имеют степень защиты от загрязнений, пыли и смазочно-охлаждающих жидкостей, соответствующую классу IP 65.
Важно, что поворотный стол имеет числовое программное управление и объединяется в единую систему с основным оборудованием, обеспечивая скорость и высокую точность работы. Чёткость угловых перемещений при установке деталей отслеживают энкодеры, которые преобразуют механику вращения в цифровые данные и передают их в ЧПУ.
Как устроен фрезерный станок с поворотным столом
Ключевые узлы станка размещаются на надёжно закреплённой на фундаменте станине. На неё монтируется электродвигатель: посредством ременной передачи он вращает коробку скоростей, которая, в свою очередь, передаёт вращение на шпиндельный узел.
Консоль с поперечными направляющими с отверстиями для поворотной плиты двигается по станине. На самой плите находятся горизонтальные направляющие (планшайба) для перемещения стола, а регулирует его движение ходовой винт, соединённый валом через передачу и коробку со вторым электродвигателем. Корректировку направления движения производит муфта.
Такая конструкция создаёт возможность управляемого движения по трём осям и поворота вокруг вертикальной и горизонтальной осей.
Для чего применяется фрезерный станок с повторным столом
Фрезерный центр с поворотным столом — многофункциональное промышленное оборудование с широкими технологическими возможностями, которые находят применение в автомобильной и авиационной отраслях, а также в приборостроении. Вращение и наклон рабочего стола позволяют обрабатывать поверхности под углами:
- обрабатывать сложные криволинейные поверхности;
- создавать сквозные и глухие отверстия под углом;
- выполнять многостороннее фрезерование;
- нарезать прямозубые и косозубые зубчатые колёса;
- наносить маркировку и гравировку — и всё это с высокой точностью.
Плюсы фрезерного центра с поворотным столом:
- высокая точность (до 0,001°) и качество обработанной поверхности;
- повышение скорости производства за счёт многокоординатной обработки без переустановки заготовки;
- минимальное влияние человеческого фактора на качество конечных изделий.
Виды поворотных столов по направлению движения
Поворотные столы для фрезерных станков можно классифицировать по разным критериям. Основное деление производят по направлению движения.
- Горизонтальный поворотный стол — самый простой и в то же время универсальный. Применяется для сверления отверстий и фрезерования вкруг.
- Стол с продольным перемещением предназначен для фрезеровки отверстий внутри плоских деталей. Может быть дополнительно оснащён делительным диском для правильной разметки заготовки на равные части. Используется в том числе для изготовления шлицев и зубчатых колёс.
- Горизонтально-вертикальный стол обрабатывает болванку в горизонтальном и вертикальном положении без переустановки. Подходит для нарезки резьбы и кругового фрезерования. Такой стол часто устанавливается на сверлильно-резьбонарезной станок типа Z540 со скоростью шпинделя до 20 000 оборотов в минуту.
- Наклонно-поворотный стол поворачивает заготовку вокруг вертикальной оси и наклоняет её под углом до 90°.
- Стол с поперечно-продольным перемещением и полным поворотом по основанию — на сегодняшний день самый технологичный, ориентированный на высокоточную обработку сложных многоэлементных деталей под разными углами. Такая оснастка делает фрезерный станок пятиосевым.
Так, например, обрабатывающий центр U320 от Z-MaT уже имеет конструкцию стола с поперечными направляющими с двумя перпендикулярными пластинами. В серии представлены модели с различными диаметрами стола: U400, U500, U630 и U800. Эти инновационные станки подходят для сложной пространственной обработки.
Виды поворотных столов по типу привода
Поворотные столы для фрезерных станков также различают по способу приведения в движение.
- Механический привод (ручной или автоматизированный) — самый распространённый. Ручной поворотный стол вращает оператор: он прост в использовании и доступен по стоимости, но не обеспечивает высокую скорость и точность работы. Подходит для несложных задач.
- Электромеханический привод с шаговым или серводвигателем работает от силового агрегата через редуктор, что обеспечивает точное вращение и позиционирование стола. Применяется на фрезерных станках с ЧПУ.
- Гидравлический или пневматический привод — наиболее современная и эффективная оснастка, дающая высокую мощность и скорость вращения.
Пневматический поворотный стол хорошо справляется с задачами, которые требуют быстрого вращения и механизированной фиксации заготовки. Хорошим решением такой стол станет в паре со станком высокоскоростной серии F: F650 или F1060 — или GV855. Другое интересное решение для высокой скорости — APC VMX640, двухстанционный обрабатывающий центр, который автоматически меняет рабочие столы: один выполняет обработку, другой переключается на загрузку новой заготовки.
Поворотный стол с гидравликой обеспечивает очень высокую точность, устойчивость и нагрузку, поэтому рекомендуется для тяжёлой механической обработки. Он хорошо агрегатируется на модель VMC1050E, которая оснащена тяжёлыми литыми деталями и сверхпрочными линейными направляющими. Обрабатывать тяжёлые детали также могут горизонтальные центры HMX500, HMX630, MC630H и MC630H Т-образной конструкции, а также портальные фрезерные станки серий GM и PM: GM1580, GM2011, PM1510 и PM2015H.
Как выбрать фрезерный станок и оснастку
На этапе выбора основного оборудования для фрезеровки металлических деталей важно определить перспективы расширения номенклатуры и работы со сложной геометрией и углами высокой точности. Если фрезеровка сложных форм может понадобиться, модель выбирают с учётом требований для последующей установки поворотного стола.
В программной части нужно предусмотреть возможность интеграции в систему ПО для управления четвёртой осью координат. Важно также, чтобы станок имел усилитель сигнала системы управления и заложенные бухты под электропроводку для установки поворотного стола. С точки зрения механики необходимо учесть наличие пневмо- или гидросистемы.
Установка поворотного стола немного уменьшает размер и массу заготовок, которые можно обрабатывать, а также повышает требования к ним — это важно просчитывать при приобретении станка. Грузоподъёмность, соответственно, должна иметь запас, чтобы выдерживать вес детали и дополнительного оборудования. Так, вертикальные обрабатывающие центры V6 и V8 Z-MaT имеют большую рабочую зону, высокую грузоподъёмность и жёсткость, а также мощные приводы — то есть дают хороший запас по диаметру поворотного стола и конфигурации обрабатываемых заготовок.
Что касается выбора собственно поворотного стола для фрезерного центра, здесь учитывают параметры и ограничения производства, тип обрабатываемых деталей, характеристики материалов, уровень сложности и точности механообработки:
- для частных мастерских подойдут компактные станки и столы с ручным приводом;
- для производств с ограниченным набором и объёмом сверлильных и фрезеровочных задач — механизированная оснастка с функцией точного программирования углов наклона и поворота;
- для массового производства деталей с высокой точностью исполнения подойдут модели наклонно-поворотного и продольно-поперечного типа с мощным приводом и высокоточным позиционированием.