Устройство станка по металлу: элементы и их описание

О чем речь? Устройство станка по металлу дает понимание принципов работы оборудования, позволяет точно настроить приводы и правильно подобрать оснастку для выполнения операций по металлообработке: от сверления до резки.

Как устроены? Как правило, все станки по металлу оснащаются тяжелой неподвижной частью – станиной. Этот элемент гарантирует неподвижность оборудования для обеспечения точности операций. Также имеются подвижные части, которые отличаются в зависимости от вида станка.

Устройство токарного станка по металлу

Все станки такого типа имеют сходное устройство, различия заключаются в положении основных узлов.

Станина

Ключевая деталь в устройстве станка по металлу, на которую крепятся все остальные его узлы. Станина должна быть неподвижной, поэтому чаще всего их выполняют из литого чугуна или сварных металлических плит. Количество опор зависит от особенностей станка, внутри них обычно предусмотрены шкафчики для расходных материалов и вспомогательного инструмента.

Выделяют два вида направляющих, исходя из формы:

• Плоского сечения. Опорная поверхность таких направляющих больше, и они лучше сопротивляются износу. Однако суппорт движется тяжелее и может заклинить, если рейки не параллельны.
• Треугольного сечения. Имеют малую опорную поверхность, за счет чего суппорт движется легче. Не применяется для крупных станков.

Уход за направляющими обязателен: перед каждым включением их следует смазывать, протирать. Класть на направляющие инструменты или заготовки недопустимо.

Передняя (шпиндельная) бабка

В устройстве сверлильного станка по металлу эта часть отвечает за крепление и вращение обрабатываемой детали.

Содержит четыре узла:

• Блок управления. Здесь оператор задает режимы работы станка.
• Коробка скоростей – редуктор. Состоит из блока шестерней, которые регулируют скорость вращения шпинделя. Иногда в комплекте идут дополнительные шестерни, которыми можно оснастить редуктор под конкретную задачу. За счет этого количество возможных скоростей увеличивается в два раза.
• Шкив для клинового ремня. Размещается в корпусе передней бабки. Некоторые модели станков оснащены несколькими шкивами.
• Двухподшипниковый шпиндель. Узел, отвечающий в устройстве станка по металлу за передачу крутящего момента на патрон.

Представляет собой толстостенный полый вал с конусовидным передним отверстием. На шпиндель приходятся большие нагрузки: натяжение ремня, вес крутящейся заготовки, нажим резца. Качественный шпиндель должен выдерживать предельные нагрузки без прогибов.

Чтобы предотвратить самоскручивание патрона, в передней бабке предусмотрена канавка или резьба.

Суппорт

Отвечает за движение режущего инструмента:

• Верхняя часть – предназначена для установки резцов. Также она движет инструмент в поперечном направлении. Резцы выбираются исходя из вида работ, свойств материала заготовки и ее формы. Так, наружная обработка требует прямых проходных резцов; для торцевания нужны отогнутые проходные.
• Нижняя часть – имеет вид опорных салазок, предназначенных для продольного движения суппорта по станине на каретке.
• Поворотная часть, отвечающая за угол расположения инструмента.

Механизм подачи регулирует движение суппорта; к нижней части салазок присоединен фартук, соединяющий их с зубчатой рейкой и ходовым винтом.

Задняя бабка

Выполняет роль второго опорного модуля в устройстве станков по металлу. Задняя бабка фиксирует заготовки на одной оси со шпинделем и обеспечивает стабильность вращения. Подходит для крепления длинномерных деталей, фаскования, сверления и т. п.

Имеет три ключевые части:

• Нижняя неподвижная, обычно в виде плиты. Фиксируется на станину болтами.
• Верхняя подвижная с цельнометаллическим корпусом. Движется по нижней части вдоль оси станка.
• Пиноль – установленный внутри корпуса крепеж. Предназначен для фиксации заготовки, но в устройстве сверлильных станков по металлу может применяться во время внутренней обработки поверхности как держатель сверл или резцов. Внутренняя полость пинолей выполнена в виде конуса Морзе, и хвостовики инструментов должны ей соответствовать.

Устройство фрезерного станка по металлу

Такие станки проектируются по универсальной кинематической схеме и имеют сходную конструкцию. За вращательный момент отвечает асинхронный электродвигатель, а крутящий момент посредством полужесткой муфты передает на вал цепная передача.

Обгонная муфта на реверсную коробку делает устройство станка по металлу такого типа универсальным. Крутящий момент связан с предохранительной муфтой, регулирующей максимально возможную скорость. Фрезерный станок включает следующие элементы:

Основание

Оно здесь цельнолитое, простое в исполнении, выполняется обычно из чугуна, благодаря чему достигается устойчивость при работе. В основании имеется подводящий к рабочему инструменту охлаждающую жидкость электронасос и корыто для сбора отработанной жидкости.

Станина

Станина может быть литой или сварной, основными материалами для ее производства служат сталь или чугун. Монтируется болтами непосредственно на основание. Для обеспечения большей устойчивости станина оснащается внутренними ребрами жесткости. На нее крепятся все прочие части станка.

Электродвигатель, коробка передач, шпиндель устанавливаются внутри корпуса станины. Ползун движется по верхним горизонтальным направляющим; консоль и бабка шпинделя – по вертикальным.

Ползун

Ползун или хобот обеспечивает в устройстве станка по металлу такого типа фиксацию и поддержку. Он всегда предусматривается в универсальных или горизонтальных станках, в вертикальных необязателен, но встречается как часть фрезерной головки, которая перемещает фрезу по вертикали. Обычно размещается на конце горизонтальных направляющих станины.

Консоль

Отливается из чугуна и крепится на вертикальных направляющих станины. Отвечает за движение горизонтальных направляющих для салазок. Высоту консоли можно корректировать при помощи стойки с телескопическим винтом. Стойка вместе с боковыми поддержками гарантирует прочность всей конструкции.

Салазки

Элемент устройства станка по металлу, отвечающий в работе станка за взаимосвязь осей X и Y. Салазки горизонтального станка перемещают деталь в горизонтальной плоскости; в прочих станках на салазки устанавливают верхние направляющие, отвечающие за перемещение рабочего стола по горизонтали, внизу к ним крепятся направляющие, вдоль которых по консоли движутся сами салазки.

Стол

Стол установлен на салазки, благодаря которым может перемещаться в трех основных плоскостях: продольной, вертикальной и поперечной.

Стол, консоль и салазки – ключевые элементы для перемещения заготовки в рабочую зону. Для этого стол оснащен зажимами, фиксирующими заготовку. Подача осуществляется вручную или механически. В этом помогает многоступенчатая коробка переключения, где оператор задает актуальный рабочий режим, исходя из типа фрезы и материала детали. Стол можно ускорять – за это во многих моделях отвечает функция «быстрый ход».

Шпиндель

Устройство токарного станка с чпу по металлу в обязательном порядке предполагает наличие шпинделя. Он отвечает за фиксацию и вращение фрезы, передавая вращающий момент с коробки скоростей. Ключевые параметры шпинделя: размер, жесткость и прочность. Для обеспечения двух последних при изготовлении шпинделей применяют закаленную высоколегированную сталь, затем деталь шлифуется и балансируется.

Вертикальный станок предусматривает вариативность высоты и угла наклона шпинделя по отношению к заготовке.

Электродвигатели

Стандартный станок оснащен несколькими двигателями, наиболее мощный из которых находится в бабке шпинделя или колонне станины. Коробка передач имеет свой двигатель, он отвечает за режимы подачи – рабочий и ускоренный.

Перемещение консоли в таких станках обеспечивает отдельный двигатель. Он монтируется непосредственно на консоль. В поддоне основы или емкости для сбора отработанной жидкости может находиться еще один малый двигатель. Его предназначение – подавать на инструмент охлаждающую жидкость.

Устройство станка для лазерной резки металла

Достаточно простую конструкцию представляет собой устройство ленточнопильного станка по металлу лазерного типа. Основную работу выполняет лазерный луч, от устройства станка требуется движение режущей головы по четко заданной траектории.

Такой станок имеет следующие базовые узлы:

Станина

Как и в прочих станках, станина здесь служит для монтажа всех обязательных элементов аппарата. Она должна обладать повышенной надежностью, поэтому создается из сварных частей повышенной жесткости или стальных листов 12 мм и более.

Представляет собой открытый короб вытянутой формы, сужающийся в нижней части. Прочность обеспечивают ребра жесткости и ряд опор. Количество опор конкретной модели станка зависит от его длины.

Лазерная голова движется по косозубым рейкам и линейным направляющим, размещенным на продольных сторонах станины.

Режущий элемент крепится на портал, установленные здесь же серводвигатели вращают косозубые шестерни, соединенные с косозубыми рейками, благодаря чему конструкция скользит по линейным направляющим.

Для обеспечения вентиляции в зоне работы лазера станина оборудована вытяжной системой в виде отверстий, присоединенных гофротрубками к вентилятору вытяжки. Особо мощные станки имеют «интеллектуальную вытяжку» - вентиляционные отверстия проделаны в формируемых специальными перегородками секциях, размещенных под рабочим столом.

Все отверстия фиксируются пневмозаслонками. Их открытие происходит только в случае, когда рабочая голова попадает в область той или иной секции. Благодаря такому устройству станка по металлу можно избежать лишних энергозатрат при сохранении высокой эффективности вытяжной системы.

Портал

Благодаря порталу режущая голова имеет возможность перемещаться по оси Y – продольной рабочей плоскости станка. Портал имеет П-образный вид, он должен одновременно сочетать в себе массивность и подвижность. Эти качества достигаются за счет использования при изготовлении алюминиевых сплавов. Это гарантирует прочность и легкость узла, а также устойчивость к перегрузкам, за счет чего портал может работать, не выходя из строя, даже испытывая значительные перегрузки.

Движение портала обеспечивают два серводвигателя, имеющих планетарные редукторы с большим передаточным числом. Выход каждого редуктора связан с соответствующей косозубой шестерней, образующей зубчатую пару с парой косозубых реек по бокам станины. Оба двигателя настроены на синхронную работу. Это необходимо, чтобы перемещать портал по длинной оси станка без перекосов и заклиниваний.

Еще две направляющие и косозубая рейка на портале отвечают за перемещение блока лазерной головы по порталу вдоль оси Х. 

Блок лазерной головы

В устройстве сверлильного станка по металлу лазерного типа рабочий элемент представлен в виде блока лазерной головы, способного двигать голову по обеим осям – продольной и поперечной. Оформляется блок в виде стального короба с подведенными к голове кабелями оптоволокна, питания, управления, а также газовой и водяной магистралями.

Кроме того, блок оснащен двумя серводвигателями:

• первый из них имеет планетарный редуктор с косозубой шестерней. Он отвечает за перемещение портала с блоком лазерной головы по оси Х;
• второй обладает шарико-винтовой передачей. Он отвечает за перемещение лазерной головы по оси Z.  

Излучатель

Представляет собой оптоэлектронное устройство, превращающее электроэнергию в лазерный луч. Физические параметры, а также количество потребляемой во время работы электроэнергии прямо зависят от мощности излучения.

Излучатель подключен к ряду других устройств сверлильного станка по металлу:

• лазерная голова – соединена с излучателем посредством оптоволокна, по которому передается лазерный сигнал; 
• чиллер – подключается через ряд трубок, поставляющих на устройство охлаждающую его воду;
• блок управления – передает контрольные сигналы на излучатель по низковольтным кабелям. 

Блок управления

Состоит из короба, содержащего в себе элементы электроники для управления и контроля за станком:

• промышленный компьютер осуществляет управление программами станка;
• контроллеры преобразуют команды компьютера в управляющие сигналы для рабочих элементов аппарата; 
• прочее электротехническое оборудование – реле, счетчики, преобразователи и т.д.

Блок управления, подобно стандартному персональному компьютеру, имеет монитор, клавиатуру и мышь. Часто можно встретить модели, дополнительно оснащенные пультом дистанционного управления.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.