Токарно-карусельный станок: планшайба, поперечина, одно- и двухстоечные

Назначение

Карусельный станок делает крупные детали, у которых диаметр большой, а высота относительно небольшая: диски, кольца, фланцы, корпуса, колёса. По Sandvik Coromant, на карусельных станках обрабатывают детали диаметром от 1 метра до более чем 20 метров. Главные отрасли — газовые, паровые и ветровые турбины, авиадвигатели и железнодорожные колёса.

Если такую деталь зажать в патроне обычного токарного станка, она будет висеть консолью на горизонтальном шпинделе: вес тянет её вниз, патрону трудно её удержать, а установить её трудно и опасно. На карусельном станке деталь кладут краном на планшайбу и закрепляют кулачками. Вес ложится на стол и его опору, а не на патрон.

Компоновка и оси

Карусельный станок — это токарный станок, «поставленный на торец». Шпиндель с планшайбой стоит внизу, его ось вертикальна. В ГОСТ 23597-79 оси карусельного станка показаны отдельным чертежом, но правила те же, что у любого токарного: ось Z параллельна оси вращения, то есть вертикальна, и плюс Z — резец поднимается от детали. Ось X горизонтальна и идёт по радиусу детали вдоль поперечины; плюс X — резец отходит от оси вращения.

Над планшайбой стоит поперечина (её ещё называют траверсой) — горизонтальная балка на стойках. По ней ездит верхний суппорт, в нём вертикально перемещается ползун с инструментом. Так ГОСТ 44-93 и называет эти узлы: верхние суппорты на поперечине, ползун, перемещение ползуна. У части станков поперечину переставляют по стойкам под высоту детали — это смотрят в спецификации.

Отличие от соседних типов. От токарного центра (урок 1) — вертикальной осью и тем, что деталь лежит, а не висит в патроне. От вертикально-токарного центра (урок 8) — в первую очередь размером и назначением: карусельный станок — для крупных и тяжёлых деталей, загружаемых краном. Где проходит граница между ними, разобрано в уроке 8.

Основные узлы

Планшайба — круглый стол с пазами, на котором стоят кулачки. Это шпиндель карусельного станка: он вращается вместе с деталью. Её диаметр и допустимая масса детали — главные цифры для подбора.

Стойки и поперечина. Карусельные станки бывают одностоечными и двухстоечными.

У одностоечного станка поперечина закреплена на одной стойке и выступает над столом консолью. Станок открыт с одной стороны, к планшайбе проще подойти. У двухстоечного поперечина лежит на двух стойках — получается портал, он жёстче и позволяет обрабатывать детали крупнее. Какой диаметр у какой компоновки, смотрите в каталоге конкретного производителя.

Суппорты и ползуны. Верхний суппорт с ползуном — основной. ГОСТ 44-93 упоминает и боковой суппорт: он ездит по стойке вверх-вниз, а его ползун подаёт резец к детали горизонтально и обрабатывает наружную поверхность сбоку. На крупных станках бывает два ползуна на поперечине. По Sandvik Coromant, два ползуна позволяют вести две токарные операции одновременно.

Инструмент и фрезерование. По Sandvik Coromant, карусельные станки оснащают автоматической сменой инструмента, а шпиндель в ползуне может приводить угловую фрезерную головку. Тогда станок фрезерует и сверлит, как обрабатывающий центр, и крупную деталь не переставляют на другой станок. Про магазины и посадки инструмента — урок 7 первого курса.

Точность. ГОСТ 44-93 задаёт для карусельных станков нормы точности двух классов — Н (нормальной) и П (повышенной), в том числе для станков с ЧПУ. Класс точности указывают в паспорте.

Типовые детали

• диски и кольца большого диаметра, например кольца крупных подшипников;
• фланцы и крышки крупных аппаратов и трубопроводной арматуры;
• корпуса насосов, турбин и редукторов;
• железнодорожные колёса;
• корпусные детали авиадвигателей и турбин;
• шкивы, маховики, зубчатые венцы под последующую нарезку зубьев.

Какие параметры смотреть в КП

На что смотреть при выборе

• Деталь тяжёлая и большого диаметра → наибольший диаметр, масса детали, мощность привода планшайбы; на крупное — двухстоечная компоновка.
• Деталь высокая → наибольшая высота детали и ход ползуна; можно ли поднять поперечину.
• На детали есть отверстия, пазы, плоскости → смена инструмента и вращающийся инструмент в ползуне, ось C планшайбы; иначе деталь повезут на расточной или фрезерный станок.
• Важна производительность → два ползуна или боковой суппорт для одновременной работы.
• Нужна точность → класс точности П по ГОСТ 44-93 и условия в цехе: фундамент, температура.
• В цехе ограничена высота или грузоподъёмность крана → габариты станка, масса детали с приспособлением, высота загрузки.

Вопросы клиенту

1. Наибольший диаметр, высота и масса детали? Есть чертёж?
2. Что за заготовка — отливка, поковка, сварная? Какой припуск снимать?
3. Нужно ли сверлить и фрезеровать на той же детали или только точить?
4. Какая точность самых ответственных поверхностей?
5. Сколько деталей в год и какая партия?
6. Какой кран в цехе и какой высоты пролёт? Есть ли место под фундамент?
7. На чём делают эти детали сейчас и что не устраивает?

Чего не обещать

• «Раз деталь влезает в диаметр — станок подходит». Нужно проверить ещё высоту, массу детали с приспособлением и то, как её закрепить на планшайбе.
• Фрезерование на любом карусельном станке. Без вращающегося инструмента и оси C станок только точит.
• Установку «на пол цеха». Требования к фундаменту задаёт производитель станка; это нужно выяснить до договора.

Как объяснить клиенту

• «Карусельный станок — токарный, только деталь лежит на столе, а не висит в патроне. Поэтому на нём точат крупные и тяжёлые детали».
• «Двухстоечный станок — это портал: он жёстче и рассчитан на детали крупнее. Одностоечный открыт сбоку».
• «Если на детали есть отверстия и пазы, возьмём станок со сменой и вращением инструмента — тогда деталь не придётся везти на другой станок».
• «Пришлите чертёж с размерами и массой детали и расскажите о кране и полу в цехе — по ним подберём размер станка».