Токарно-накатной станок: сочетание точности и производительности

Токарно накатной станок – это специализированный тип металлообрабатывающего оборудования, который объединяет в себе функции токарной обработки и накатки. Эти станки применяются для производства деталей, требующих высокой точности размеров и качественной поверхности, а также наличия накатанных элементов – резьбы, рифлений, зубчатых венцов и других подобных формирований.

Принцип работы и конструкция:

В основе работы токарно-накатного станка лежит принцип токарной обработки – снятие слоев металла с заготовки вращающимся режущим инструментом (резцом). Заготовка закрепляется в шпинделе, который обеспечивает её вращение с заданной скоростью. Резец, закрепленный в суппорте, перемещается вдоль и поперек заготовки, осуществляя обточку, подрезку, сверление и другие токарные операции.

Функция накатки реализуется с помощью специальных накатных роликов или плашек. Эти инструменты под давлением вдавливаются в поверхность вращающейся заготовки, деформируя её и формируя заданный профиль. В отличие от резания, накатка не удаляет материал, а перераспределяет его, что приводит к упрочнению поверхности и повышению износостойкости детали.

Конструктивно токарно-накатной станок схож с обычным токарным станком, однако имеет ряд отличий:

Усиленная станина: Необходима для обеспечения жесткости и виброустойчивости при накатке.

Мощный шпиндель: Для обеспечения необходимого крутящего момента при накатке, особенно для деталей с большим диаметром.

Наличие накатного устройства: Может быть встроенным или съемным, в зависимости от конструкции станка.

Система охлаждения: Обязательна для предотвращения перегрева заготовки и инструмента при интенсивной обработке.

Система автоматизации (опционально): Современные токарно-накатные станки часто оснащаются системами ЧПУ (числового программного управления), что позволяет автоматизировать процесс обработки и повысить производительность.

Преимущества использования токарно-накатных станков:

Применение токарно-накатных станков предоставляет ряд существенных преимуществ по сравнению с использованием раздельных операций токарной обработки и накатки:

Повышение производительности: Объединение двух операций в одном станке сокращает время на переналадку и перемещение деталей, что существенно увеличивает производительность.

Улучшение качества поверхности: Накатка обеспечивает более гладкую и упрочненную поверхность по сравнению с резанием, что повышает износостойкость и долговечность детали.

Повышение точности: Совмещенная обработка позволяет обеспечить более точное взаимное расположение токарных и накатанных элементов детали.

Экономия материала: При накатке материал не удаляется, а перераспределяется, что позволяет снизить отходы и оптимизировать использование материала.

Упрочнение поверхности: Накатка создает на поверхности детали упрочненный слой, повышающий её сопротивление усталости и износу.

Области применения:

Токарно накатной станок широко используются в различных отраслях промышленности для производства деталей, требующих высокой точности и качества поверхности с наличием накатанных элементов. К наиболее распространенным областям применения относятся:

Автомобилестроение: Изготовление валов, осей, шестерен, крепежных элементов и других деталей, подверженных высоким нагрузкам и требующих высокой износостойкости.

Авиационная промышленность: Производство деталей для авиационных двигателей, шасси и других ответственных узлов.

Приборостроение: Изготовление деталей для прецизионных приборов, механизмов и устройств.

Производство крепежа: Массовое производство винтов, болтов, гаек и других крепежных элементов с накатанной резьбой.

Производство электроинструмента: Изготовление валов, шестерен и других деталей для электроинструмента, требующих высокой прочности и износостойкости.

Производство медицинской техники: Изготовление деталей для медицинских приборов и оборудования.

Классификация и типы токарно-накатных станков:

Токарно-накатные станки классифицируются по различным параметрам:

По степени автоматизации:

Ручные: Все операции выполняются вручную оператором.

Полуавтоматические: Часть операций автоматизирована, например, подача заготовки.

Автоматические (с ЧПУ): Все операции выполняются автоматически по заданной программе.

По расположению шпинделя:

Горизонтальные: Шпиндель расположен горизонтально. Наиболее распространенный тип.

Вертикальные: Шпиндель расположен вертикально. Используются для обработки крупных и тяжелых деталей.

По количеству шпинделей:

Одношпиндельные: Имеют один шпиндель.

Многошпиндельные: Имеют несколько шпинделей, что позволяет одновременно обрабатывать несколько заготовок и значительно повысить производительность.

По типу накатного устройства:

С радиальной подачей накатных роликов: Ролики подаются к заготовке радиально.

С тангенциальной подачей накатных роликов: Ролики подаются к заготовке тангенциально.

С планетарной подачей накатных роликов: Ролики вращаются вокруг заготовки по планетарной траектории.

Тенденции развития:

Современные токарно-накатные станки характеризуются следующими тенденциями развития:

Повышение степени автоматизации: Внедрение систем ЧПУ и роботизированных комплексов позволяет значительно повысить производительность и снизить влияние человеческого фактора.

Увеличение точности и производительности: Разработка новых конструкций станков и инструментов позволяет повысить точность обработки и скорость накатки.

Расширение функциональности: Создание многофункциональных станков, способных выполнять различные операции токарной обработки, накатки и фрезерования.

Разработка новых материалов для инструментов: Применение современных твердых сплавов и керамики позволяет повысить стойкость инструмента и обрабатывать труднообрабатываемые материалы.

Внедрение систем мониторинга и диагностики: Использование датчиков и программного обеспечения позволяет контролировать процесс обработки и предотвращать поломки оборудования.

Заключение:

Токарно накатной станок является эффективным и востребованным оборудованием для производства деталей, требующих высокой точности, качества поверхности и наличия накатанных элементов. Благодаря своим преимуществам, таким как повышение производительности, улучшение качества поверхности и экономия материала, эти станки широко используются в различных отраслях промышленности. Развитие технологий и внедрение новых решений позволяют постоянно совершенствовать токарно-накатные станки, делая их еще более производительными, точными и надежными.

ДАТА ПУБЛИКАЦИИ: 19.03.2025