BIG-KaiserTuringСегодняшний богатый выбор инструментов для токарно-фрезерных станков может стать причиной некоторого замешательства. О том, как избежать этого, читайте в статье. 
Подбор инструментов для токарного станка с ЧПУ раньше не вызывал затруднений. Установите алмазный инструмент под углом 80° и работайте с тем профилем для чистовой обработки, который предпочитаете. Могут понадобиться канавочный и резьбонарезной резцы, и поскольку большинство обрабатываемых на токарном станке деталей имеют отверстия, то нужен еще сверлильный агрегат с одной или двумя борштангами. А если станок имеет устройство подачи прутка, то потребуется отрезной резец. В зависимости от разницы в размере отверстия, ширины пазов и т.д. базовый ассортимент инструментов охватывал большинство  возможных токарных операций. Токарное дело было простым, пока однажды какой-то гениальный проектировщик станков не решил, что вращающиеся инструменты будут на станке в самый раз. И вдруг все сообщество операторов токарных станков стали приверженцами этой идеи.

На столе станка появились странные новые режущие инструменты, такие как прорезные и торцевые фрезы. Мы познакомились с новомодными инструментальными оправками с коническим хвостовиком и сложными программами циклов фрезерования, узнали, как программировать скорость подачи и преобразование частоты вращения для этих вращающихся инструментов. Когда производители станков стали устанавливать устройства автоматической смены инструмента на станки и добавлять многочисленные револьверные головки и противошпиндели, а также оси А, В, С и Y для манипулирования ими, стало понятно, что простое двухкоординатное точение не имеет ничего общего с гибкостью. Добро пожаловать в мир многозадачности.

Джон Уинтер (John Winter), специалист по продукции компании Sandvik Coromant Co., говорит, что ничего страшного в этом нет, но добавляет, что иногда ради многозадачности приносят в жертву здравый смысл. «Некоторые производители так вдохновляются многозадачными возможностями, что не могут остановиться и не спрашивают, для какой цели предназначен станок. Если речь не идет о массовом производстве, в магазин загружаются ненужные многофункциональные инструменты. В то же время малый объем работы и изготовление опытных образцов могут потребовать широкого набора универсальных инструментов, способных работать с чем угодно».

Взять высоту

Независимо от производственной необходимости, допуск является определяющим фактором при выборе оправки. Когда инструмент уже не зафиксирован в одной точке, загнать его в патрон или  установить револьверную головку – настоящая проблема. На таких станках, как DMG MORI серии NTX, Multus производства Okuma  и Integrex производства Mazak, револьверный суппорт – базовый элемент станков с ЧПУ со времен перфокарт и вставных резцов из быстрорежущей стали – заменили на вращающиеся универсальные инструментальные головки, в которые можно устанавливать как токарные, так и фрезерные инструменты.

Производители инструментов проделали достойную восхищения работу, решив проблему уникальных оправок для таких станков. Например, компания Sandvik Coromant посвятила целый раздел своего токарного каталога многозадачным операциям. CoroPlex MT производства этой компании представляет собой комбинацию токарного/фрезерного инструмента, который способен фрезеровать торцом и периферией, точить и даже сверлить. CoroPlex TT предлагает две токарные позиции и преимущества многоцелевой установки, которая способна смещать ось инструмента и поворачивать резец на 180°, что позволяет с одной стороны производить черновую обработку, а с другой – чистовую отделку. Аналогичным образом, мини-револьверная головка CoroPlex SL имеет 4 режущие позиции, что позволяет совершать токарные операции, нарезание резьбы и прорезание пазов с одной оправкой.

Если вам сложно представить, как выглядят эти инструменты, представьте, что вы стоите перед двухкоординатным токарным станком. Теперь снимите револьверный суппорт и замените его фрезерным шпинделем, который двигается влево и вправо (ось Z), вверх и вниз (ось Х), внутрь и наружу (ось Y). Теперь представьте, что фрезерный шпиндель двигается по траектории часовых стрелок, между которыми угол 100° или около того, в оба направления – это и есть ось В.

Мы подошли к самому интересному – переключение с фрезерной операции на токарную осуществляется весьма просто: вызовите инструмент из магазина, переориентируйте шпиндель на одну из набора фиксированных позиций и начинайте процесс резания. Используя любую из упомянутых выше универсальных оправок, вы сможете проводить черновую обработку детали, поворачивать инструмент на 180° для чистового точения, затем переориентировать шпиндель и фрезеровать периферией – все одним инструментом.

Поскольку такие станки с осью В могут поворачивать инструмент в одну позицию, осуществлять резание, затем поворачивать его в другую позицию и резать под другим углом, умное программирование может еще добавить разнообразных функций режущим инструментам. Уинтер приводит в качестве примера недавний заказ на твердое точение: «Мы использовали круглый вставной резец для черновой обработки очень большого вала для сталелитейного завода. Но резец смог продержаться только до половины реза. С использованием оси В мы смогли сделать отвод назад, проиндексировать головку так, чтобы работать другой кромкой резца, а затем продолжили точение. Это значительно продлило срок службы инструмента».

Вытяни меня

Компания BIG Kaiser Precision Tooling Inc. (Хоффман-Истейтс, Иллинойс) также занимается обслуживанием многоцелевых станков. Технический директор Алан Миллер (Alan Miller) отмечает, что это оборудование позволяет выполнять многие уникальные операции, недоступные ранее. Помимо точения и сверления практически под любым углом, эти универсальные станки часто оснащаются нижней револьверной головкой и вторым токарным шпинделем, благодаря чему можно осуществлять ряд операций одновременно.

Например, фрезерование деталей вытянутой формы. «Для этого вы используете нижнюю головку вместе с основным шпинделем, двигающимся по оси В, – это позволяет обрабатывать две стороны детали одновременно, – поясняет Миллер. – Это особенно удобно с длинными и тонкими деталями – резцы поддерживают деталь одновременно с обеих сторон. Довольно впечатляющее зрелище, хотя программирование этой операции не самое простое».

BIG Kaiser предлагает широкий диапазон инструментария для токарно-фрезерных станков, включая свою систему BIG Capto, которая была разработана специально для многоцелевых станков с осью В. Доступны варианты оправки типа F и типа S, между которыми, по словам Миллера, имеются явные отличия. «Прямоугольные оправки типа F похожи на традиционные револьверные головки. Они могут быть ориентированы на 90° или перпендикулярно оси Z. Вы можете даже выталкивать инструмент, как с традиционной револьверной головкой. Но это не идеальный вариант для станка с осью В».

Поскольку фрезерная головка оси В опирается на электрошпиндель для ориентирования и удерживания инструмента во время точения, усилия резания оказывают сопротивление этому положению в пространстве. С оправкой типа F, которая часто смещает вершину инструмента на два дюйма или более (50 мм) от осевой линии шпинделя, может возникнуть достаточный крутящий момент для отклонения инструмента при резании на тяжелых режимах. Также прямой угол создает больше возможностей для взаимного влияния. Эту проблему можно решить, вытянув инструмент и создав зазор между заготовкой и патроном, но это, в свою очередь, приведет к потере жесткости. В любом случае Миллер предлагает осуществлять резание в облегченном режиме с оправками типа F.

Лучшим подходом будет использование наклонной оправки 45° типа S. Как следует уже из названия, она предназначена для использования с осью В, поворачиваемой на 45°, хотя возможны и другие углы и допуски. Независимо от угла оси В оправки типа S выдерживают идеальное выравнивание режущей кромки относительно осевой линии фрезерной головки, сводя к минимуму отклонение. По словам Миллера, оправки типа S – это фактически новая версия, разработанная для этих станков. Поскольку верхняя инструментальная оправка – это вращающийся шпиндель, он не такой жесткий и неповоротливый, как старые револьверные головки. Оправка S удерживает режущую кромку по центру, направляя все силы на подшипники шпинделя. Вот здесь такие станки и проявляют свои возможности в полной мере.

Выше были приведены лишь несколько примеров того, как могут использоваться инструменты на многоцелевом токарном станке. Каждый производитель предлагает свои решения, включая традиционные держатели, быстросменные оправки Capto и KM, HSK и широкий выбор оправок с коротким коническим хвостовиком. С учетом имеющихся переходников для совместимости этих систем возможны сотни комбинаций. Это совершенно не похоже на традиционные незамысловатые и не вызывающие затруднений инструменты  для перфоленточного двухкоординатного станка с ЧПУ, но сложность обеспечивает необходимую гибкость, уменьшает число манипуляций с деталью и гарантирует повышенную точность. Для старого опытного токаря это неплохой компромисс.

Источник материала: перевод статьи
Tilting tools,
Shop Metalworking Technology (SMT)

Автор:
п
ишущий редактор
Кип Хэнсон (Kip Hanson)



Понравилась статья? Поделитесь: