Классификация металлорежущих станков кратко

Обновлено: 05.07.2024

Металлорежущими станками называют технологические машины, предназначенные для обработки материалов резанием. Они должны обеспечивать заданные производительность, точность и качество обработанных поверхностей. Металлорежущие станки классифицируются по технологическому методу обработки, назначению, степени автоматизации, числу главных рабочих органов, точности изготовления, особенностям конструкции и т.д.

По технологическому методу обработки станки делят в соответствии с видом режущего инструмента, характером обрабатываемых поверхностей и схемой обработки. Это станки токарные, фрезерные, сверлильные, строгальные, шлифовальные и др.

По назначению станки делятся на универсальные, специализированные и специальные. Универсальные станки предназначены для изготовления широкой номенклатуры деталей малыми партиями, их используют в единичном и серийном производствах. Эти станки сложны по конструкции и требуют высококвалифицированного обслуживания. Специализированные станки используют для изготовления больших партий деталей одного типа в среднесерийном и крупносерийном производстве. Они требуют редкой переналадки и в большинстве случаев имеют высокий уровень автоматизации. Специальные станки применяют для обработки одной или нескольких малоразличающихся деталей в условиях крупносерийного и массового производства. Эти станки обеспечивают наивысшую производительность, просты в наладке и имеют высокий уровень автоматизации.

По степени автоматизации станки разделяют на станки с ручным управлением, полуавтоматы, автоматы и станки с программным управлением.

По числу главных рабочих органов различают станки одно- шпиндельные, многошпиндельные, односуппортные, многосуппортные и т.д.

По конструкционным признакам выделяют станки с горизонтальным или вертикальным расположением шпинделя и т.п.

По точности изготовления установлены пять классов станков: Н — нормальной, П — повышенной, В — высокой, А — особо высокой точности, С — особо точные (мастер-станки). Станки классов точности В, А и С обеспечивают требуемую точность изготовления только при эксплуатации их в термоконстантных цехах, где поддерживаются постоянные температура и влажность.

По комплексу признаков разработана полная классификация металлорежущих станков. В ней девять групп: 1 — токарные; 2 — сверлильные и расточные; 3 — шлифовальные, полировальные, доводочные и заточные; 4 — электрофизические и электрохимические; 5 — зубо- и резьбообрабатывающие; 6 — фрезерные; 7 — строгальные, долбежные и протяжные; 8 — отрезные; 9 — разные. Каждая группа станков делится на десять типов (подгрупп). По комплексной классификации станку присваивается определенный шифр. Первая цифра означает группу станка, вторая — тип, следующая за первой или второй цифрами буква означает уровень модернизации или улучшения, далее следуют цифры, характеризующие основные размеры рабочего пространства станка. Буквы, стоящие после цифр, указывают на модификацию базовой модели или на особые технологические возможности (например, повышенную точность). Например, станок 16К20П: цифра 1 означает токарную группу, 6 — токарно-винторезный тип, К — очередную модернизацию базовой модели, 20 — высоту центров (200 мм), П — повышенную точность. Для станков с программным управлением (ПУ) в обозначение добавляют букву Ф с цифрой: Ф1 — с предварительным набором координат и цифровой индикацией; Ф2 — с позиционной системой числового программного управления (ЧПУ); ФЗ — с контурной системой ЧПУ (например, 16К20ПФЗ); Ф4 — с универсальной системой управления ЧПУ. В обозначение станков с цикловыми системами ПУ вводится буква Ц, а с оперативными системами ПУ — буква Г.

Обозначения для специальных и специализированных станков устанавливают заводы-изготовители, используя буквенные индексы, закрепленные за каждым заводом.

Металлорежущие станки, выпускаемые отечественными производителями, подразделяются на несколько категорий, которые характеризует соответствующая классификация. Определить, к какой категории относится то или иное оборудование, можно по его маркировке, которая о многом говорит тем, кто в ней разбирается. Однако к какой бы категории ни относилось металлорежущее устройство, суть обработки на нем сводится к тому, что режущий инструмент и деталь совершают формообразующие движения, а именно они и определяют конфигурацию и размеры готового изделия.

Виды металлорежущего оборудования

Металлорежущие станки в зависимости от назначения подразделяются на девять основных групп. К ним относятся следующие устройства:

Группы и типы металлорежущих станков (нажмите, чтобы увеличить)

Кроме того, металлорежущие станки могут относиться к одному из следующих типов:

много- и одношпиндельные, специализированные (полуавтомат и автомат), копировальные многорезцовые, револьверные, сверлильно-отрезные, карусельные, лобовые и специальные типы токарных станков;
оборудование для выполнения технологических операций расточки и сверления: много- и одношпиндельные, полуавтоматы, сверлильные станки вертикального, горизонтального и радиального типа, расточные устройства координатного, алмазного и горизонтального типа, разные сверлильные модели;
различные типы шлифовальных станков (плоско, внутри- и круглошлифовальные), обдирочное и полировальное оборудование, заточные и специализированные агрегаты;
типы металлообрабатывающих станков, предназначенные для обработки элементов зубчатых и резьбовых соединений: зуборезные (в том числе предназначенные для обработки колес конической формы), зубострогальные — для цилиндрических зубчатых колес, зубофрезерные, резьбонарезные, резьбо- и зубошлифовальные, зубоотделочные, проверочные, резьбо-фрезерные, устройства для обработки торцов зубьев и элементов червячных пар;
металлорежущие станки, относящиеся к фрезерной группе: консольные (вертикальные, горизонтальные и широкоуниверсальные модели) и бесконсольные (вертикальные устройства, продольные, копировальные и гравировальные модели);
строгальное оборудование и модели подобного назначения: продольные станки, на которых установлена одна или две стойки; горизонтальные и вертикальные протяжные устройства;
разрезное оборудование: оснащенное абразивным кругом или гладким металлическим диском, резцом или пилами различной конструкции (ленточными, дисковыми, ножовочными); правильно-отрезные типы металлообрабатывающих станков;
остальные типы станков для обработки металлических заготовок: делительные, используемые для осуществления контроля сверл и шлифовальных кругов, опиловочные, балансировочные, правильно- и бесцентрово-обдирочные, пилокасательные.

Вертикально-фрезерный станок — один из представителей обширной фрезерной группы

Классификация металлорежущих станков также осуществляется по следующим параметрам:

по весу и габаритным размерам оборудования: крупное, тяжелое и уникальное;
по уровню специализации: станки, предназначенные для обработки заготовок одинаковых размеров — специальные; для деталей с разными, но однотипными размерами — специализированные; универсальные устройства, на которых можно выполнять обработку деталей любых размеров и форм;
по степени точности обработки: повышенной — П, нормальной — Н, высокой — В, особо высокой точности — А; также различают станки, на которых можно выполнять особо точную обработку — С, их еще называют прецизионными.

Маркировка станков

Классификация оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла, предполагает, что, увидев его маркировку, любой специалист сразу сможет сказать, какой металлорежущий станок перед ним находится. Такая маркировка содержит в себе буквенные и цифровые символы, которые обозначают отдельные характеристики устройства.

Первая цифра — это группа, к которой принадлежит металлорежущий станок, вторая — разновидность устройства, его тип, третья (а в некоторых случаях и четвертая) — основной типоразмер агрегата.

Расшифровка маркировки металлорежущих станков

После цифр, перечисленных в маркировке модели, могут стоять буквы, по которым определяется, обладает ли модель металлорежущего станка особыми характеристиками. К таким характеристикам устройства может относиться уровень его точности или указание на модификацию. Часто в обозначении станка букву можно встретить уже после первой цифры: это свидетельствует о том, что перед вами модернизированная модель, в типовую конструкцию которой были внесены какие-либо изменения.

Уровни автоматизации

Виды токарных станков, а также устройства любого другого назначения, которые используются в условиях массового и крупносерийного производства, называют агрегатными. Такое название они получили по причине того, что их комплектуют из однотипных узлов (агрегатов): станин, рабочих головок, столов, шпиндельных узлов и других механизмов. Совершенно другие принципы используются при создании станков, которые необходимы для мелкосерийного и единичного производства. Конструкция таких устройств, отличающихся высокой универсальностью, может быть совершенно уникальной.

Токарный станок с ЧПУ

Классификация токарных станков (а также оборудования любых других категорий) по уровню автоматизации подразумевает их разделение на следующие виды:

ручные модели, все операции на которых осуществляются в ручном режиме;
полуавтоматические, в которых часть технологических операций (установка заготовки, запуск устройства, снятие готовой детали) выполняется в ручном режиме (все остальные операции, относящиеся к вспомогательным, проходят в автоматическом режиме);
автоматические, для работы которых необходимо только задать параметры обработки, все остальные операции они выполняют самостоятельно, в соответствии с заданной программой;
металлорежущие агрегаты с ЧПУ (всеми процессами на таких станках управляет специальная программа, которая содержит закодированную систему числовых значений);
металлорежущее оборудование, относящееся к категории гибких автоматизированных модулей.

Наиболее яркими представителями металлорежущих станков являются устройства с ЧПУ, работой которых управляет специальная компьютерная программа. Такой программой, которую в память станка вводит его оператор, определяются практически все параметры работы агрегата: частота вращения шпинделя, скорость обработки и др.

Системой ЧПУ могут оснащаться даже самые компактные настольные станки

Все виды металлообрабатывающих станков, оснащенные системой ЧПУ, содержат в своей конструкции следующие типовые элементы.

Пульт (или консоль) оператора, посредством которого в память станка водится компьютерная программа, управляющая его работой. Кроме того, с помощью такого пульта можно выполнять и ручное управление всеми параметрами работы агрегата.
Контроллер — важный элемент системы ЧПУ, с помощью которого не только формируются управляющие команды, передаваемые на рабочие элементы оборудования, и контролируется правильность их выполнения, но также производятся все необходимые расчеты. В зависимости от степени сложности модели агрегата в качестве контроллера для его оснащения может быть использован как мощный компрессор, так и обычный микропроцессор.
Экран или дисплей, выступающие в роли управляющей и контрольной панели для оператора. Такой элемент позволяет в режиме реального времени наблюдать за работой металлорежущего станка, контролировать процесс обработки, а при необходимости оперативно менять параметры и настройки.

Принцип работы металлообрабатывающих станков, оснащенных системой ЧПУ, несложен. Предварительно пишется программа, учитывающая все требования к обработке конкретной заготовки, затем оператор вводит ее в контроллер станка, используя специальный программатор. Команды, заложенные в такую программу, подаются на рабочие элементы оборудования, а после их выполнения станок автоматически отключается.

Использование металлорежущих станков, оснащенных числовым программным управлением, позволяет выполнять обработку с высокой точностью и производительностью, что и является причиной их активного использования для оснащения промышленных предприятий, выпускающих изделия крупными сериями. Такие агрегаты благодаря высокому уровню своей автоматизации отлично встраиваются в крупные автоматизированные линии.

Устройство токарно-винторезного станка

Конструкция станков

Все станки, относящиеся к категории металлообрабатывающих, имеют много общих черт в своей конструкции. По сути, устройство и технические характеристики таких агрегатов должны обеспечивать правильность выполнения технологических движений двух типов:

движение подачи, которое совершает приспособление для резки или сама заготовка;
движение, посредством которого осуществляется резка.

Для выполнения этих движений, а также для обеспечения стабильности функционирования всех остальных элементов оборудования для металлообработки его конструкция включает в себя следующие рабочие органы:

систему управления, отвечающую за запуск и остановку станка, осуществление контроля за всеми параметрами его работы;
узел, с помощью которого движение от электродвигателя преобразовывается и передается исполнительному механизму;
непосредственно сам привод, который может быть электрическим, механическим, пневматическими или гидравлическим.

Важным элементом конструкции являются также узлы металлорежущего оборудования, на которых устанавливается и закрепляется режущий инструмент. Именно при помощи таких узлов реализуется основная функция устройства — обработка деталей, изготовленных из металла.

Станки для резки металла востребованы как на крупном промышленном производстве, так и в небольших частных мастерских. Они предназначены для придания металлу желаемой формы, габаритов и прочих характеристик. В этом обзоре будут рассмотрены основные разновидности металлообрабатывающих устройств, принципы их классификации и ключевые отличия.

Типы станков

Все агрегаты для резки металла относятся к одной из одной нижеперечисленных групп:

Токарные.
Расточные и сверлильные.
Доводочные, полировальные, шлифовальные.
Комбинированные, также известные как агрегаты специального назначения.
Зубо- и резьбообрабатывающие.
Фрезерные.
Протяжные, строгальные, долбежные.
Разрезные.
Разные.

У каждой группы есть общепринятое цифровое обозначение. Оно соответствует ее номеру в этом списке.

Металлорежущие станки

Независимо от группы, типа и модели устройства, обработка заключается в том, что заготовка и режущий инструмент выполняют формообразующие движения. За счет этих движений задаются габариты и конфигурация объекта. Для ЧПУ-моделей заранее прописывают программу с учетом всех нюансов конкретного объекта и посредством программатора загружают ее в контроллер. Из контроллера команды направляются к рабочим компонентам агрегата. По завершении программы устройство выключается автоматически.

Устройства с числовым программным управлением обеспечивают значительно более высокую скорость и точность обработки по сравнению с традиционными аналогами. Их закупают для крупносерийного производства, так как такие модели успешно интегрируются в крупные автоматизированные линии.

Технология, предполагающая изъятие из тела объекта некой части материала с целью получения желаемой геометрии, известна как субтрактивная. Объектом, к которому применяется воздействие, может выступать как листовой, так и массивный металлопрокат. Из листового получаются плоские объекты разнообразной конфигурации, из массивного — объемные с любым желаемым количеством поверхностей.

С точки зрения физики, металл удастся разрезать, если нарушить его кристаллическую решетку. Когда режущий инструмент погружается в объект и продвигается по его поверхности, он своими твердыми острыми кромками разрывает атомные связи в структуре объекта. Во время плазменной или лазерной резки связь между атомами распадается из-за высоких температур. При гильотинной резке или штамповке кристаллическая решетка разрушается из-за деформации сдвига. Достоинство этого метода заключается в том, что после него не остаются отходы.

Опилки представляют собой серьезную проблему для процесса металлообработки. Попадая внутрь станка, металлическая стружка способна привести к поломкам. Поэтому оборудование приходится закрывать предохранительными кожухами, а стружку своевременно удалять. Операторы устаревших моделей станков собирают опилки вручную. На современных моделях размещают транспортерные ленты, которые отгружают стружку в утилизационную емкость. На агрегатах для шлифовки и заточки устанавливают пылеотсосы, которые выводят отходы из зоны обработки.

Виды металлорежущих станков

Агрегаты для резки металла бывают весьма разнообразными. Вот их основные категории:

Станки фрезерной группы. Среди бесконсольных выделяют гравировальные, копировальные, продольные и вертикальные установки. Среди консольных — широкоуниверсальные, горизонтальные и вертикальные устройства.
Токарные. Они могут быть карусельными, лобовыми, сверлильно-отрезными, револьверными, копировальными многорезцовыми, одно- либо многошпиндельными, а также специализированными (то есть автоматами или полуавтоматами).
Шлифовальные. Они бывают кругло-, внутри- или плоскошлифовальными. Сюда же относятся разные типы заточных и специализированных агрегатов, полировального и обдирочного оборудования.
Строгальные. Это протяжные устройства вертикального либо горизонтального типа, а также продольные модели с одной или двумя стойками.
Разрезные. Это правильно-отрезные устройства, а также станки, оснащенные гладкими металлическими дисками либо абразивными кругами. В эту же категорию попадают модели с резцами либо пилами — ножовочными, дисковыми, ленточными.
Агрегаты для обработки компонентов резьбовых и зубчатых соединений. Они могут быть зубоотделочными, зубофрезерными, резьбо-фрезерными, резьбонарезными, резьбо- и зубошлифовальными, проверочными, для обработки элементов червячных пар и торцов зубьев, а также зубострогальными для цилиндрических зубчатых колес или зуборезными для работы с коническими колесами.
Модели для сверления и расточки. Их оснащают одним либо несколькими шпинделями. Расточные агрегаты бывают горизонтальными, алмазными либо координатными, сверлильные станки — радиальными, горизонтальными либо вертикальными.

Существуют и другие разновидности агрегатов, не относящиеся ни к одной из вышеперечисленных категорий. К примеру, станки бывают пилокасательными, опиловочными, делительными, балансировочными, бесцентрово- и правильно-обдирочными и так далее.

Классификация металлорежущих станков по параметрам

Помимо вышеперечисленных признаков, агрегаты можно классифицировать по следующим параметрам:

Масса и габариты. Установка может быть тяжелой, крупной либо уникальной.
Степень специализации. Модели, способные работать с заготовками самых разных форм и габаритов, являются универсальными. Устройства, обрабатывающие заготовки с одинаковыми габаритами, являются специальными. Агрегаты, обрабатывающие заготовки разных, но однотипных габаритов, называют специализированными.
Точность обработки. Нормальная точность обозначается литерой Н, повышенная — П, высокая — В, особо высокая — А.

Отдельно выделяют прецизионные агрегаты, обозначаемые буквой С. Они предназначены для особо точной обработки.

Согласно другой классификации по массе, станки бывают легкими (менее 1 т), средними (от 1 до 10 т), тяжелыми (от 10 до 16 т), крупными (от 16 до 30 т), собственно тяжелыми (от 30 до 100 т), особо тяжелыми (свыше 100 т).

Классификация по уровню автоматизации

В зависимости от того, насколько активным должно быть вмешательство оператора, все модели делятся:

На автоматические. Их действия контролируются программой, но оператор должен задавать в них параметры обработки.
C ЧПУ. Весь спектр процессов управляется программой, в которую введена закодированная система числовых значений.
Полуавтоматические. Оператор обязан вручную установить заготовку, запустить устройство, снять готовый объект. Автоматическое управление в таких моделях распространяется только на вспомогательные операции.
Ручные. Оператор обслуживает агрегат полностью вручную.

Отдельно выделяют гибкие автоматизированные модули.

Общие особенности конструкции всех типов металлорежущих станков

Как бы станки ни различались по своему функционалу, в их конструкции неизменно присутствует ряд общих элементов:

Операторская консоль, она же пульт. Она нужна для ввода в агрегат управляющего и контролирующего софта. Консоль позволяет управлять всеми аспектами функционирования устройства также и вручную.
Контроллер. Он формирует управляющие команды, которые направляются к рабочим элементам агрегата, и контролирует корректность их исполнения. Также контроллер отвечает за расчеты. В зависимости от того, насколько сложно устроен станок, его контроллер может быть как обычным микропроцессором, так и мощным компрессором.
Дисплей, он же панель для управления и контроля станка. Через этот экран можно смотреть на работу агрегата в режиме реального времени, корректируя при необходимости его настройки и параметры.

Модели для единичного либо мелкосерийного производства могут обладать уникальной конструкцией или существенно отличаться от типовых аналогов. Устройства для крупносерийного и массового производства называют агрегатными, и их конструкция более единообразна. Под агрегатами в данном случае подразумеваются однотипные узлы, из которых собирают станки: столы, станины, рабочие головки и так далее.

Конструкция металлорежущих станков, оснащенных ЧПУ

В любой модели станка присутствуют ключевые элементы, отвечающие за его функционирование. Они обеспечивают движение, благодаря которому происходит резка, и движение подачи, совершаемое заготовкой либо режущим инструментом. Ради осуществления обеих функций в агрегате обязательно присутствуют следующие три компонента:

Система контроля. Она запускает и останавливает устройство, контролирует все этапы его функционирования.
Привод — гидравлический, пневматический, механический либо электрический.
Узел, трансформирующий движение от электродвигателя и передающий его на исполнительный механизм.

Отдельно стоит упомянуть об узлах металлорежущей аппаратуры, на которых размещают инструменты для резки. Они присутствуют на всех станках, так как без них агрегаты не справлялись бы со своей функцией.

Маркировка металлорежущих станков

Маркировка агрегатов представляет собой буквенно-числовую комбинацию, которая позволяет понять, на каком предприятии было изготовлено устройство и каковы его основные характеристики.

Выделяют две разновидности маркировки:

Для агрегатов серийного производства. Первой цифрой обозначают группу устройства, второй — тип, третьей и четвертой — типоразмер. Буква после двух первых цифр свидетельствует о том, что модель была модернизирована. За ней следует пара цифр эксплуатационного номера. Потом идет комбинация из одной буквы и цифры — это тип числового программного управления. Завершающая комбинация буквы и цифры характеризует вычислительное устройство.
Для специализированных агрегатов. Двумя первыми буквами обозначается наименование компании-изготовителя в сокращенной версии. Затем идут три цифры основного эксплуатационного номера, а после них — буквенная модификация. Завершающие буква и цифра характеризуют вычислительное устройство.

Маркировка преследует две цели: облегчить поиск конкретной модели по каталогам и подбор комплектующих к ней в случае поломки или планового обслуживания.

Итак, теперь вы знаете, что собой представляют станки для резки металла, по каким параметрам они классифицируются и на какие нюансы следует обращать внимание при их выборе. Любые агрегаты с ЧПУ справляются со своими обязанностями качественнее, быстрее и эффективнее, чем традиционные аналоги. Приобретение такого устройства станет значимой инвестицией в ваш бизнес и быстро окупится

CNC Simulator - программа, которая пригодится тем, кто работает со станками с ЧПУ и тем кто только осваивает новые системы. После работы на симуляторе, теоретически, оператора можно сразу подпускать к станку не боясь получить кучу металлолома и поломаный станок.

Читайте также: