Автомат продольного точения: подвижная бабка, направляющая втулка, пруток и работа без втулки

Назначение

Автомат продольного точения делает мелкие точные тела вращения из прутка: штифты, оси, винты, муфты, детали медицинских изделий и часов. Sandvik Coromant описывает его назначение так: точные детали диаметром до 40 мм большими партиями.

Часто это детали с фрезерными элементами — лысками, поперечными отверстиями, шлицами, — которые станок делает сразу, вместе с точением. Общий признак — маленький диаметр, большая длина относительно диаметра и большая партия.

Компоновка и оси

На обычном токарном станке бабка со шпинделем стоит на месте, а резец едет вдоль детали. Чем дальше резец от патрона, тем больше вылет детали и тем сильнее она прогибается под резцом. На автомате продольного точения наоборот: подвижная шпиндельная бабка зажимает пруток в цанге, вращает его и выдвигает вперёд через направляющую втулку. По описанию Sandvik Coromant, движение прутка и есть ось Z станка, а инструменты стоят у втулки.

Резец работает вплотную к втулке: по Sandvik Coromant, инструменты держат у втулки ради устойчивости. Поэтому вылет детали от опоры до резца всегда мал, какой бы длинной ни была деталь: длинный вал точится участками по мере выдвижения прутка, и каждый участок обрабатывается у опоры.

Оси здесь задаются так же, как у любого токарного станка по ГОСТ 23597-79: Z — вдоль оси шпинделя, X — по радиусу. Особенность в том, что по Z движется не инструмент, а бабка с прутком. Стандарт обозначает движения узлов, несущих заготовку, буквой со штрихом, но в документации станков эту ось обычно называют просто Z. Резцы перемещаются по X и Y — поперёк прутка.

Чем отличается от соседнего типа. У токарного центра (урок 1) бабка неподвижна, и длинные тонкие детали он держит только задней бабкой или люнетом. Бывают и токарные автоматы с неподвижной бабкой, без направляющей втулки: они тоже работают от прутка, но рассчитаны на детали толще и короче.

Основные узлы

Направляющая втулка — неподвижная опора с отверстием под пруток, через которое пруток скользит. Она стоит в отдельной стойке перед бабкой. Втулку подбирают и настраивают под диаметр прутка.

Гребёнка — инструментальная плита, на которой державки резцов стоят рядом, как зубья. По Sandvik Coromant, для наружной обработки ставят именно гребёнку, для внутренней — инструментальные блоки; к ним добавляется приводной инструмент для сверления и фрезерования.

Противошпиндель стоит напротив: после отрезки он забирает деталь и обрабатывает её с обратной стороны. Sandvik Coromant называет это обработкой с переднего и заднего торца.

Прутковый податчик держит запас прутков: когда пруток кончается, податчик сам подаёт следующий. Так автомат может работать без оператора, например ночью. Длину и число прутков смотрите в спецификации податчика.

СОЖ — масло. Sandvik Coromant указывает, что на этих станках охлаждают маслом, а оно иначе, чем эмульсия, влияет на стружку и стойкость инструмента. Для цеха это значит: нужна система для масла и защита от масляного тумана.

С втулкой и без втулки

Многие автоматы можно перевести в режим без втулки: втулку снимают, и резец работает у самой цанги. Такой режим выбирают для коротких деталей, потому что меньше отход прутка. В режиме с втулкой в отход уходит ещё и участок прутка между цангой и втулкой. Плата за режим без втулки — длина, которую станок обработает за один зажим, становится намного меньше.

Если клиент делает и длинные, и короткие детали, спросите, нужен ли ему такой переход и сколько времени он занимает на конкретной модели.

Требования к прутку

Пруток скользит во втулке с минимальным зазором. Если диаметр по длине «гуляет», зазор то пропадает, то растёт, и пруток теряет опору. Поэтому для работы с втулкой нужен калиброванный пруток: точный по диаметру и прямой.

Пример для стали — ГОСТ 14955-77 «Сталь качественная круглая со специальной отделкой поверхности»: диаметр от 0,2 до 50 мм, допуск по квалитетам от h5 до h12. Стандарт ограничивает и кривизну: у прутков диаметром до 30 мм местная кривизна — не больше 0,5 мм на 1 м длины. Какой квалитет нужен, задаёт производитель станка и втулки — это уточняют у него.

Подробнее о прутке, остатке и экономике — в статье об автоматах продольного точения.

Типовые детали

• штифты, оси и валики приборов;
• винты и специальный крепёж;
• муфты и детали приводов малого диаметра;
• детали медицинских изделий;
• детали часов и миниатюрной электроники.

Какие параметры смотреть в КП

На что смотреть при выборе

• Детали длинные и тонкие → автомат с направляющей втулкой; длина обработки за зажим.
• Детали короткие, дорогой материал → возможность работы без втулки: меньше остаток прутка.
• На детали лыски, поперечные отверстия, пазы → приводной инструмент, ось C; для второй стороны — противошпиндель с инструментом.
• Нужна работа без оператора → прутковый податчик, удаление стружки, контроль инструмента.
• Деталь толстая и короткая → возможно, выгоднее токарный центр или автомат с неподвижной бабкой.
• Партии небольшие и частая смена деталей → оценить время наладки: рабочая зона тесная, и, по Sandvik Coromant, для смены пластины инструмент часто приходится снимать.

Вопросы клиенту

1. Какой наибольший диаметр прутка и длина детали?
2. Какой материал и есть ли калиброванный пруток у поставщика?
3. Какие партии и сколько деталей в год?
4. Какие фрезерные элементы на детали? Нужна ли обработка с двух сторон?
5. Сколько смен и сколько часов станок должен работать без оператора?
6. Есть ли в цехе наладчик, знакомый с такими станками?
7. Есть ли система для масляной СОЖ и вытяжка тумана?

Чего не обещать

• «Любой пруток подойдёт». Для работы с втулкой нужен калиброванный пруток с узким допуском и прямой; требования задаёт производитель станка.
• «Короткие партии так же выгодны». Наладка дольше, чем на токарном центре; выгода зависит от размера партии.
• «Без втулки — без ограничений». Без втулки длина за один зажим резко падает, режим подходит только для коротких деталей.

Как объяснить клиенту

• «В автомате пруток двигается через втулку, а резец стоит у самой опоры. Поэтому длинная тонкая деталь не прогибается».
• «Это станок для серий: наладка дольше, зато потом он работает от прутка без оператора».
• «Для втулки нужен калиброванный пруток. Проверим, какой квалитет требует станок, и есть ли такой пруток у вашего поставщика».
• «Пришлите чертёж, материал и партию — посчитаем, что выгоднее: автомат или токарный центр».