Обрабатывающий центр: что это, виды, устройство и как выбрать

01Обрабатывающий центр: что это

Обрабатывающий центр (ОЦ, в учебной литературе — многоцелевой станок) — станок с ЧПУ и инструментальным магазином с автоматической сменой инструмента. Он фрезерует, сверлит, растачивает и нарезает резьбу за одну установку детали: программа сама вызывает нужную фрезу, сверло или расточную головку из магазина.

От обычного фрезерного станка с ЧПУ центр отличается двумя признаками: магазином со сменой инструмента без участия оператора и, как правило, более жёсткой рамой под силовые проходы. Отличие от универсального станка ещё заметнее: деталь не снимают и не выверяют заново между операциями. Какие ещё бывают фрезерные станки и когда хватает их — в статье «Виды фрезерных станков по металлу».

Как это влияет на выбор: центр окупается там, где у детали много операций и сторон, а партия повторяется. Для единичной простой детали хватает и более простого станка.

02Устройство обрабатывающего центра

Устройство обрабатывающего центра у всех типов строится из одних и тех же узлов, различается их компоновка:

Оси обозначают по стандарту: X, Y, Z — линейные, A, B, C — поворотные; положительным считают направление, при котором инструмент отходит от детали (ГОСТ 23597-79, ИСО 841-74).

Как это влияет на выбор: из всех узлов первыми проверяйте размер стола, конус и магазин — они определяют, что вы обработаете и каким инструментом.

03Типы обрабатывающих центров

Основное деление идёт по положению шпинделя и компоновке:

Отдельно есть пятиосевые центры для сложных поверхностей; здесь мы их не разбираем. Токарно-фрезерный центр устроен иначе — это токарный станок с приводным инструментом и осью Y, о нём в статье «Устройство токарного станка с ЧПУ».

Как это влияет на выбор: деталь, которую удобно обработать с одной стороны, — вертикальный центр. Корпус с отверстиями на нескольких гранях — горизонтальный. Очень крупная деталь — портальный.

04Вертикальный обрабатывающий центр

Вертикальный центр — самый распространённый тип. Серия ВОЦ нашего каталога: 13 исполнений со столом от 1000 × 500 до 2000 × 900 мм, ход X от 800 до 1800 мм, магазин на 24 инструмента, шпиндель до 8000 об/мин. Позиционирование у любого исполнения — не хуже ±0,007 мм, повторяемость — не хуже ±0,005 мм (по JIS 6338, по паспорту серии).

Конус определяет характер работ. BT-40 даёт быструю смену инструмента, BT-50 нужен для тяжёлого фрезерования крупной фрезой. Нагрузка на стол — от 500 кг у младших исполнений до 2000 кг у ВОЦ 1890.

Как это влияет на выбор: сначала габарит детали вместе с приспособлением, затем масса, затем конус. Питание цеха тоже проверяйте заранее: 25 кВА у меньших исполнений и 35 кВА у ВОЦ 1370–1890.

05Горизонтальный обрабатывающий центр

В горизонтальном центре деталь стоит на поворотном столе, и шпиндель подходит к ней с нужной стороны. Серия ГОЦ — 12 исполнений: столы от 500 × 500 до 1500 × 1500 мм, нагрузка до 8000 кг, инструмент в магазине до 25 кг на оправках BT50. Исполнения на направляющих скольжения с моментом шпинделя до 307 Н·м рассчитаны на тяжёлое черновое резание, у ГОЦ 500–800 на роликовых направляющих — на скорость: ускоренные 24 м/мин.

Для расточки глубоких соосных отверстий есть ГОЦ-Б: из шпинделя выдвигается борштанга Ø110 мм с ходом 500 мм, шпиндель держит 770 Н·м длительно. Столы — 1000 × 1000, 1250 × 1250 и 1500 × 1500 мм.

Для серийной работы — ГОЦ-2П с двумя паллетами: смена занимает 16–40 секунд, позиционирование по X, Y, Z — не хуже 0,018 мм, повторяемость — не хуже 0,01 мм.

Как это влияет на выбор: чем больше сторон у детали и чем крупнее партия, тем сильнее выигрыш горизонтального центра. Для единичных простых плит он не нужен.

06Портальный обрабатывающий центр

В портальном центре стойки и поперечина образуют единую жёсткую раму, а деталь лежит на столе под порталом. Серия ПОЦ — 38 исполнений: портал от 1600 до 5000 мм, стол от 1300 × 2000 до 3500 × 16 000 мм, нагрузка на стол 4–80 т, ход по Z 800–1500 мм.

Шпиндель с конусом BT50 на порталах 1600–2800 мм работает до 6000 об/мин, на порталах 3700–5000 мм — до 3500 об/мин через редуктор, который даёт больше момента для силового резания.

Как это влияет на выбор: ширина детали определяет портал, длина — стол, масса — нагрузку. Первые цифры в имени исполнения подсказывают ширину портала, последние — длину стола.

07Как выбрать обрабатывающий центр

Порядок такой, чтобы не выбирать по каталогу, а подбирать под деталь:

1. Деталь. Габариты с приспособлением, масса, материал, число сторон обработки.
2. Тип. Одна сторона — вертикальный, несколько сторон — горизонтальный, длина метры — портальный.
3. Точность. Сравнивайте не слово «высокая», а проверки с цифрами: позиционирование и повторяемость по ГОСТ 27843-2006, а также нормы точности для вашего типа станка. Класс точности станка — по ГОСТ 8-82; завышать его не стоит, это удорожает деталь.
4. Шпиндель и инструмент. Конус, момент на низких оборотах для силового резания, число и масса инструментов в магазине.
5. Система ЧПУ. Та, на которой работают ваши программисты: для ВОЦ — FANUC, Siemens или Mitsubishi, для ПОЦ — Siemens или FANUC; для ГОЦ, ГОЦ-Б и ГОЦ-2П систему согласуем при подборе.
6. Цех. Фундамент, масса, питание, кран, участок под станок.

Для подбора пришлите чертёж детали, материал, допуски и программу выпуска.