Фрезеровочный центр с поворотным столом: преимущества и критерии выбора

Современные фрезерные станки в числовым программным управлением имеют множество опций, однако обработка деталей с разных сторон без перебазирования на стандартном трехосевом станке невозможна. Каждая переустановка заготовки приводит к снижению скорости и точности. Решение – поворотный стол, который называют четвертой 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 поперек станины) и вертикальное перемещение детали, но и вращение в двух плоскостях с четким 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. Четкость угловых перемещений при установке деталей отслеживают энкодеры, которые преобразуют механику вращения в цифровые данные и передают их ЧПУ. 

Как устроен фрезерный станок с поворотным столом

Ключевые узлы станка размещаются на надежно закрепленной на фундаменте станине. На нее монтируется электродвигатель, посредство ременной передачи он вращает коробку скоростей, которая, в свою очередь, передает 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, соединенный валом через передачу и коробку со вторым электродвигателем. Корректировку направления движения производит муфта.

Такая конструкция создает возможность управляемого движения по трем осям и поворот 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 применения автомобильной, авиационной отраслях, 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 колеса

наносить маркировку и гравировку – и все это с высокой точностью.

Плюсы фрезерного центра с поворотным столом:

1. Высокая точность (до 0.001°) и качество обработанной поверхности.

2. Повышение скорости производств за счет многокоординатной обработки без переустановки заготовки.

3. Минимальное влияние человеческого фактора на качество конечных изделий. 

Виды поворотных столов: для чего используются

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. Он применяется для сверления отверстий и фрезерования вкруг.

Стол с продольным перемещением предназначен для фрезеровки отверстий внутри плоских деталей. Может быть дополнительно оснащен делительным диском для правильной разметки заготовки на равные части. Используется в числе прочего для изготовления шлицев и зубчатых колес.

Горизонтально-вертикальный стол обрабатывает болванку в горизонтальном и вертикальном положении без переустановки. Этот тип стола также 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 ее 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 различной 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. 

Самый распространенный – механический привод, ручной или автоматизированный. Ручной поворотный стол вращает оператор. Он прост в использовании и доступен по стоимости, но не обеспечивает высокую скорость и точность работы. Подходит для выполнения несложных задач. 

Электромеханический поворотный стол с шаговым или серводвигателем работает от силового агрегата через редуктор, что обеспечивает точное вращение и позиционирование стола. Применяется на фрезерных станках с ЧПУ. 

Наиболее современной и эффективной является оснастка с гидравлическим или пневматическим приводом, которые дают 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 автоматической 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 тяжелой механической обработки. Он хорошо агрегатируется на модель VMC1050E, которая оснащена тяжелыми литыми деталями и сверхпрочными линейными направляющими. Обрабатывать тяжелые детали также могут горизонтальные центры HMX500, HMX630, MC630H и MC630H Т-образной конструкции и 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 учетом требований для последующей установки поворотного стола.

В программной части нужно предусмотреть возможность интеграции в систему ПО для управления четвертой 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 стала немного уменьшает размер и массу заготовок, которые можно обрабатывать, а также повышает требования к ним – это важно просчитывать при приобретении станка. Грузоподъемность, 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 грузоподъемность и жесткость и 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 объемом 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 типом с мощным приводом и высокоточным позиционированием.

Приобретение современного фрезерного станка или обрабатывающего центра с ЧПУ и его дооснащение поворотным столом – это грамотное вложение средств в развитие производства в автомобильной, аэрокосмический, приборостроительной, медицинской сферах и оборонно-промышленном комплексе.