Вы когда-нибудь задавались вопросом, как массовые производители изготавливают такие надежные партии мелких металлических изделий, включая, помимо прочего, винты, штифты, соединители и втулки? Скорее всего, ответ заключается в методе, называемом токарной обработкой на винторезных станках. Этот метод является основой производства; на него полагаются в промышленном производстве уже более столетия. Однако многие инженеры и специалисты по закупкам не знают всех возможностей, которые предлагает токарная обработка на винторезных станках.
Так что же такое токарная обработка на винторезных станках? Проще говоря, это высокоскоростной ротационный процесс механической обработки, используемый в основном для изготовления небольших цилиндрических или вращательно-симметричных компонентов — обычно из сплошного сырого пруткового материала. Кроме того, изделия, обработанные на винторезных станках, соответствуют исключительным допускам в отношении заданной конструкции.
Современное состояние токарной обработки на винторезных станках вышло за рамки того, что подразумевает его название. В настоящее время на рынке доминируют токарные автоматы швейцарского типа с числовым программным управлением (ЧПУ) и многошпиндельные токарные автоматы, которые обеспечивают производство тысяч деталей в час при минимальном участии оператора для изготовления всевозможных прецизионных компонентов, используемых в медицинских устройствах, аэрокосмической промышленности и большинстве автомобильных сборочных приложений, среди прочих.
Это руководство предоставит вам подробную информацию о всем процессе токарной обработки на винторезных станках, сравнит этот метод с обычной токарной обработкой на станках с ЧПУ, предоставит типичные допуски и затраты, связанные с продукцией, изготовленной на винторезных станках, а также поможет определить подходящих производителей для вашего следующего проекта.
Чтобы понять, как работает токарная обработка на винторезных станках, полезно визуализировать процесс. В отличие от стандартного токарного станка, где заготовка зажимается в неподвижном патроне, а режущие инструменты перемещаются вдоль ее длины, винторезный станок спроектирован для скорости и автоматизации.
Процесс токарной обработки на винторезных станках начинается с длинного прутка сырого материала, обычно круглого, шестигранного или квадратного сечения, который подается в станок с помощью магазина прутков.
Ниже приведены этапы, выполняемые в ходе этого типа производства:
Пруток подается через шпиндель станка с помощью цанг. Цанги — это специальные цилиндрические устройства с прорезями, позволяющие захватывать прутковый материал определенного диаметра.
По мере того как пруток вращается в шпинделе, различные типы режущих станков подходят с радиального (перпендикулярного) и осевого (параллельного) направлений, чтобы вырезать из сырого материала готовые детали. Типичные операции режущих станков включают: обтачивание наружного диаметра, сверление отверстий, растачивание, нарезание резьбы, накатку и протачивание канавок на наружной окружности прутка.
После завершения всех операций по обработке передней стороны из прутка отрезной инструмент отделяет готовую деталь от остатка прутка путем его разрезания.
Следующий цикл начинается с автоматического раскрытия цанги, подачи прутка и продолжения предыдущего цикла.
Современные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) могут работать в автоматическом режиме неопределенно долгое время, производя сотни или тысячи идентичных обработанных деталей.
Таким образом, токарная обработка на винторезных станках — это один из методов производства повторяемых, небольших и средних прецизионных деталей с минимальным ручным вмешательством.
Не все винторезные станки одинаковы. Термин "токарная обработка на винторезных станках" на самом деле охватывает несколько различных типов станков, каждый из которых имеет свои сильные стороны. Выбор подходящего станка для вашего проекта зависит от объема, сложности и требований к допускам.
| Тип станка | Ключевые характеристики | Наилучшее применение | Типичная скорость цикла |
| Токарный станок с ЧПУ (стандартный токарный центр) | Одношпиндельный, ручная или автоматическая смена инструмента, гибкий, но более медленный | Малые и средние объемы, прототипы, большие диаметры | Умеренная |
| Токарный станок швейцарского типа с ЧПУ | Направляющая втулка поддерживает пруток близко к режущему инструменту; исключает прогиб; приводной инструмент для фрезерования/сверления | Длинные тонкие детали, жесткие допуски (±0,0002 дюйма), сложная геометрия за один установ | Высокая |
| Многошпиндельный токарный автомат | 5, 6 или 8 независимых шпинделей, расположенных в барабане; заготовка позиционируется между инструментами | Очень большие объемы, простые и средней сложности цилиндрические детали, самая низкая стоимость единицы продукции | Очень высокая (более 200 деталей/мин) |
Способ обработки заготовок и инструментов для рассматриваемых операций отличает токарную обработку на станках с ЧПУ от токарной обработки на винторезных станках. При токарной обработке на станках с ЧПУ заготовка устанавливается во вращающемся патроне и требует смены инструмента в зависимости от выполняемой операции. Напротив, аппаратная компоновка токарной обработки на винторезных станках использует скользящую переднюю бабку, которая подает заготовку через направляющую втулку и позволяет одновременно выполнять несколько операций резания без остановки.
Напротив, токарная обработка на станках с ЧПУ лучше всего подходит для изготовления малосерийных заказов, производства деталей большого диаметра и высокосложных нецилиндрических деталей. Кроме того, токарная обработка на винторезных станках имеет значительно более высокий уровень производительности для крупносерийного производства цилиндрических деталей малого диаметра и демонстрирует более низкую себестоимость единицы продукции при объемах, превышающих тысячи единиц.
Станки швейцарского типа сочетают преимущества приводного инструмента с точностью направляющей втулки и дополнительного шпинделя, обеспечивая полнофункциональную операцию точения, фрезерования, сверления и нарезания резьбы. Они часто используются при изготовлении сложных мелких деталей, таких как медицинские костные винты, аэрокосмические фитинги и множество других мелких компонентов.
Инженеры часто задают вопросы о достижимых допусках при токарной обработке на винторезных станках в зависимости от типов используемых станков, обрабатываемого материала и геометрии детали.
Винторезные станки швейцарского типа известны своей исключительной точностью, поскольку направляющая втулка находится на расстоянии нескольких миллиметров от точки контакта инструмента с прутком, что исключает прогиб обрабатываемой детали и позволяет выдерживать допуски до ±0,0002 дюйма (±0,005 мм) или даже меньше в некоторых случаях. Для справки: человеческий волос имеет ширину примерно 0,003 дюйма; таким образом, обработка на станках швейцарского типа позволяет регулярно производить детали с допусками, в 15 раз более точными, чем ширина волоса.
Как правило, стандартные токарные центры с ЧПУ достигают допусков около ±0,005 дюйма (±0,127 мм) при производстве деталей в производственных условиях, в то время как многошпиндельные токарные автоматы обычно достигают допусков около ±0,001 дюйма (±0,025 мм) или ±0,0005 дюйма для прецизионных деталей, в зависимости от настройки и состояния используемого станка.
Узнайте больше подробностей о наших услугах по токарной обработке на станках швейцарского типа.
| Тип элемента | Типичный достижимый допуск |
| Диаметры (швейцарский станок с ЧПУ) | ±0.005–0.013 мм |
| Диаметры (токарный станок с ЧПУ) | ±0.025–0.127 мм |
| Размеры резьбы | ISO 5g6g или 6H по стандарту ISO 965 |
| Допуски на длину | ±0,010 дюйма – 0,030 дюйма для большинства применений |
| Концентричность | 0,0005 дюйма – 0,001 дюйма TIR |
Для критически важных применений, таких как аэрокосмические крепежные изделия или ортопедические имплантаты, сотрудничество с опытным поставщиком услуг прецизионной обработки на станках с ЧПУ гарантирует, что требуемые допуски будут постоянно соблюдаться и документироваться с помощью полных отчетов о проверке.
Понимание факторов, влияющих на стоимость токарной обработки на винторезных станках, поможет вам проектировать детали, которые будут одновременно функциональными и экономичными в производстве. Несколько факторов влияют на конечную цену за деталь.
| Фактор стоимости | Влияние на стоимость токарной обработки на винторезных станках | Советы по экономии |
| Материал | Алюминий и латунь обрабатываются быстро, вызывая малый износ инструмента. Нержавеющая сталь и титан требуют более низких скоростей и частой смены инструмента. | Выбирайте алюминий или латунь, если это позволяют эксплуатационные характеристики |
| Объем партии |
Сопутствующие услуги точной механической обработки
Больше новостей о точной механической обработке
|
Английский 
日本語 
한국어 
français 
Deutsch 
Español 
русский 
العربية 
