Карусельный станок: что это, устройство и как выбрать токарно-карусельный станок
Крупный диск, кольцо или корпус насоса не зажать в патроне обычного токарного станка, а на изношенной карусели размер такой детали выводят пробными проходами. Карусельный станок — это токарный станок с вертикальной осью вращения: тяжёлая деталь лежит на горизонтальной планшайбе, а не висит в патроне. Ниже — из чего он состоит, какие бывают виды, что даёт ЧПУ и как выбрать станок под диаметр, высоту и массу вашей детали.
Техническая редакция ЗМС
01Карусельный станок: что это
Токарно-карусельный станок точит тела вращения большого диаметра и небольшой относительно диаметра высоты: колёса, маховики, фланцы, корпуса насосов и редукторов, кольца подшипников, детали турбин и генераторов. Деталь устанавливают на планшайбу, она вращается вокруг вертикальной оси, а резец движется по вертикали и горизонтали.
Почему вертикальная схема. Тяжёлую деталь на горизонтальной оси пришлось бы держать патроном и задней бабкой: она провисает и давит на подшипники. На планшайбе вес распределён по всей площади и передаётся на подшипник планшайбы. Кроме того, деталь легче установить и выверить.
В классификации станков по ЭНИМС карусельные входят в первую, токарную группу — вместе с токарными станками с ЧПУ для валов и дисков (их устройство — в статье «Устройство токарного станка с ЧПУ»), но компоновка у них другая.
Как это влияет на выбор: вал или небольшой диск выгоднее точить на токарном станке; деталь большого диаметра при небольшой высоте и большой массе — на карусельном.
02Токарно-карусельный станок: схема и устройство
| Узел | Что делает | На что смотреть при выборе |
|---|---|---|
| Станина | основа станка, несёт планшайбу | жёсткость, масса, фундамент |
| Планшайба | вращает деталь, держит её вес | диаметр, грузоподъёмность, момент, тип подшипника |
| Стойка (одна или две) | держит траверсу и суппорты | одностоечный или двухстоечный |
| Траверса (поперечина) | перемещается по стойкам вверх-вниз | синхронность подъёма по обеим стойкам, ход |
| Вертикальный суппорт (ползун) | перемещает резец по осям | сечение ползуна, усилие резания, направляющие |
| Боковой суппорт | обрабатывает наружную поверхность сбоку | есть не у всех станков |
| Привод планшайбы | задаёт скорость и момент | мощность, момент, диапазон оборотов |
| Система ЧПУ | ведёт программу | знакомая программистам система |
Как работает схема. Деталь закреплена на планшайбе кулачками или на планшайбе-угольниках. Траверса опускается на нужную высоту, ползун с резцом подаётся по оси X (в радиальном направлении) и Z (по вертикали). Так протачивают наружные и внутренние цилиндры, торцы, конусы, канавки.
Как это влияет на выбор: смотрите не только на диаметр, но и на момент на планшайбе, мощность привода и жёсткость направляющих: от них зависит, сможет ли станок снимать большой припуск с тяжёлой детали.
03Какие станки карусельные: основные виды
По числу стоек
| Вид | Особенность | Диаметр обработки |
|---|---|---|
| Одностоечный | одна стойка, траверса консольная | небольшой и средний диаметры, станки вроде 1512, 1516 |
| Двухстоечный | две стойки, траверса закреплена с двух сторон | средние и крупные диаметры, станки вроде 1525 и тяжёлее |
По управлению: с ручной настройкой, с цифровой индикацией и с ЧПУ.
По операциям: только точение; точение с фрезерованием и сверлением (карусельно-фрезерный станок); тяжёлые станки с несколькими ползунами.
Классификацию и размерные ряды закрепляет ГОСТ 44-93: он распространяется на одностоечные и двухстоечные станки общего назначения классов точности Н и П, включая станки с ЧПУ.
Как это влияет на выбор: одностоечный компактнее, но консольная траверса теряет жёсткость на больших диаметрах; двухстоечный жёстче и держит силовое резание на крупных деталях. Второй вопрос — операции: если корпус после точения идёт на сверление, сразу смотрите карусельно-фрезерное исполнение.
04Карусельный станок с ЧПУ: что это и что даёт
Карусельный станок с ЧПУ — станок, у которого перемещения суппортов и вращение планшайбы ведёт программа, а не рабочий по лимбам. Что это даёт:
- Размер ведёт программа. На ручном станке крупный корпус выводят в размер пробными проходами и ручными замерами; на ЧПУ размер выдерживает цикл.
- Несколько операций за одну установку. В исполнениях с фрезерным шпинделем станок точит, фрезерует, сверлит и растачивает без переустановки: деталь не теряет базу, а выверка тяжёлой детали отнимает часы.
- Повторяемость. Партия одинаковых деталей идёт без подналадки между ними.
- Меньше зависимость от опыта. Требования к рабочему ниже, а к программисту выше.
Расплата за это — требования к подготовке: нужен программист, КД в понятном для ЧПУ виде и обученный оператор.
05Как выбрать токарно-карусельный станок
- Деталь. Наибольший диаметр точения, высота, масса. Запас по диаметру берите небольшой: чем крупнее станок, тем он дороже и тяжелее.
- Масса детали. Грузоподъёмность планшайбы и момент на ней — главное ограничение для тяжёлых заготовок.
- Операции. Только точение или ещё фрезерование и сверление: во втором случае нужен станок с расточно-фрезерным шпинделем.
- Число стоек. Для деталей крупнее среднего — двухстоечный.
- Мощность и жёсткость. Усилие резания на суппорте, тип направляющих, привод планшайбы.
- Система ЧПУ. Привычная вашим программистам — тогда не придётся переучиваться.
- Цех. Масса станка, высота помещения, фундамент, подъёмные средства.
- Точность. Класс по ГОСТ 8-82 и нормы по паспорту — сверьте с допусками чертежа.
06Ошибки при выборе
- Смотрят только на диаметр и забывают про высоту и массу детали.
- Выбирают одностоечный под тяжёлую крупную деталь: траверса не держит силовое резание.
- Не закладывают фрезерный шпиндель, а потом возят деталь на другой станок и выверяют заново.
- Не проверяют высоту цеха и фундамент: траверса поднимается выше детали, а станок высокий.
- Сравнивают только мощность, а не момент на планшайбе.
Наши станки
07Как это делают на месте
Станки поставляем, исполнение подбираем по диаметру, высоте и массе детали, операторов обучаем, станки обслуживаем; условия поставки и ввода в эксплуатацию называем в КП.
- ТКС — двухстоечный токарно-карусельный станок с ЧПУ: Ø1600–4000 мм, высота до 3000 мм, деталь до 50 т, усилие резания на суппорте до 63 кН. В исполнениях Ф и ФП добавлены фрезерование, сверление и растачивание за тот же установ. Система ЧПУ — Siemens или FANUC.
- ТКС-Т — тяжёлый: Ø5000–12 500 мм, деталь до 250 т, момент на планшайбе до 600 кН·м, в токарно-фрезерном исполнении — фрезерный шпиндель ISO 50 до 58 кВт.
| Серия | Диаметр, мм | Масса детали | Момент на планшайбе |
|---|---|---|---|
| ТКС 1600 | 1600 | 15 т | 32 кН·м |
| ТКС 2500 | 2500 | 25 т | 50 кН·м |
| ТКС 4000 | 4000 | 50 т | 100 кН·м |
| ТКС-Т 5000 | 5000 | 63 т | 160 кН·м |
| ТКС-Т 12500 | 12 500 | 250 т | 600 кН·м |
Все исполнения с характеристиками — в разделе «Токарно-карусельные станки». Если у вас в цехе стоит 1516 или 1525, смотрите таблицу замены советских станков.
Вопросы и ответы
Что такое карусельный станок?
Это токарный станок с вертикальной осью: деталь лежит на горизонтальной планшайбе и вращается, а резец движется по вертикали и горизонтали. Его применяют для крупных и тяжёлых деталей.
Для чего нужен карусельный станок?
Для точения дисков, колец, фланцев, корпусов и других тел вращения большого диаметра, которые невыгодно или невозможно обрабатывать на обычном токарном станке.
Какие станки карусельные?
По числу стоек — одностоечные и двухстоечные; по управлению — ручные, с цифровой индикацией и с ЧПУ; по операциям — токарные и карусельно-фрезерные.
Что такое карусельный станок с ЧПУ?
Станок, у которого цикл обработки ведёт программа. Размер выдерживает система ЧПУ, а в исполнениях с фрезерным шпинделем станок ещё и сверлит и фрезерует за тот же установ.
Чем карусельный станок отличается от токарного?
У токарного станка ось вращения горизонтальна, деталь зажата в патроне, часто с задней бабкой. У карусельного ось вертикальна, деталь лежит на планшайбе, а резец подходит сверху. Первый подходит для валов и небольших деталей, второй — для тяжёлых дисков и корпусов.
Источники: ГОСТ и нормативные документы
- ГОСТ 44-93 (ИСО 3655-86) «Станки токарно-карусельные. Основные параметры и размеры. Нормы точности и жёсткости» — действует, распространяется на одностоечные и двухстоечные станки классов Н и П, включая ЧПУ (docs.cntd.ru, gostinfo.ru).
- ГОСТ 8-82 «Станки металлорежущие. Общие требования к испытаниям на точность».
Читайте также
Промышленные станки
Классификация металлорежущих станков: группы, типы и как выбрать станок под детальГруппы и типы станков, расшифровка модели, классы точности по ГОСТ 8-82 и как перейти от чертежа к станкуСтатья · 10 мин чтения
Промышленные станки
Обрабатывающий центр: что это, виды, устройство и как выбратьЧем обрабатывающий центр отличается от станка с ЧПУ, какие бывают типы и как выбрать центр под корпусную детальСтатья · 9 мин чтения
Промышленные станки
Устройство токарного станка с ЧПУ: узлы, типы, точность и как выбратьИз чего состоит токарный станок с ЧПУ, какие бывают типы, от чего зависит точность и как выбрать станок под детальСтатья · 8 мин чтения