Статья объясняет, как устроен многошпиндельный токарный автомат, откуда берется его производительность и при какой серии он оправдан. Параметры приведены по станкам одного производителя. Программирование и подбор инструмента затронуты кратко.

Как работает многошпиндельный токарный станок

Прутковый многошпиндельный автомат работает так: прутки закреплены в шпинделях, которые собраны в одном поворотном барабане. Барабан поворачивается ступенями. Каждая ступень, или позиция барабана, отвечает за свой этап обработки: на одной точат наружный контур, на другой сверлят, на третьей идет нарезание резьбы, на последней отрезают готовую деталь.

У станков с индивидуальными приводами (моторшпинделями), например INDEX MS, скорость каждого шпинделя задается отдельно. После отрезки барабан делает шаг, и все заготовки переходят к следующему набору инструмента. За один шаг сходит одна деталь. Такая схема подходит для серийного выпуска втулок и осей, где форма одна, а серия велика.

Токарные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Инструмент стоит на суппортах вокруг барабана, и каждый суппорт выполняет свой переход. Суппорты перемещаются по одной или двум осям. По данным производителя, у INDEX MS24-6 и MS32-6 может быть до 12 инструментальных суппортов, у MS40-8 до 16. У INDEX MS32-6 есть поворотный синхронный шпиндель для обработки торца с обратной стороны.

Одновременная обработка заготовок и расчет цикла

Все ступени работают одновременно, поэтому время между двумя готовыми деталями равно времени самой нагруженной ступени плюс шаг барабана. Остальные ступени заканчивают переход раньше и ждут. Технолог делит операции так, чтобы нагрузка распределилась ровно.

Пример. Одношпиндельный станок обрабатывает деталь 60 секунд. Те же переходы разнесены по барабану, самый долгий занимает 12 секунд, шаг барабана 2 секунды. Цикл равен 14 секундам, и станок выдает в 4,3 раза больше деталей, чем одношпиндельный при тех же переходах.

Выигрыш ломается, когда один переход съедает большую часть времени. Если глубокое сверление отнимает 40 секунд из тех же 60, цикл составит 42 секунды, а выигрыш упадет до 1,43 раза. Остальные ступени при этом простаивают. Перед покупкой технолог раскладывает обработку изделия по времени и ищет самый длинный переход.

Токарные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

Параметры многошпиндельных автоматов INDEX

Таблица показывает три станка с барабаном: диаметр прутка, предельные обороты и мощность при непрерывной работе.

СтанокШпинделейПруток, ммОбороты до, об/минМощность при 100 %, кВт
INDEX MS24-662410 0008,7
INDEX MS32-66328 00010,5
INDEX MS40-88407 00013

С ростом диаметра предельные обороты падают. Скорость на поверхности прутка максимального диаметра при предельных оборотах составляет 754, 804 и 880 м/мин. Это расчет для максимального диаметра и предельных оборотов; рабочую скорость резания технолог выбирает по материалу и инструменту.

Мощность в паспорте дается для двух режимов. Кратковременная нагрузка выше длительной: у MS24-6 она составляет 15 кВт против 8,7 кВт при непрерывной работе. Поэтому станки сравнивают по значению для непрерывной работы.

Многошпиндельные и одно- и двухшпиндельные станки

Тип станкаЗаготовки в работеКак идет обработкаДля какой серии
Одношпиндельный автомат, в том числе продольного точенияОднаПереходы идут один за другимМалые и средние серии
Двухшпиндельный токарныйОдна, передается между шпинделямиГлавный шпиндель и противошпиндель обрабатывают обе стороны без ручной перестановкиСредние серии, детали с двумя торцами
Многошпиндельный автоматНесколько сразуВсе ступени барабана работают одновременноКрупные серии одной детали

Двухшпиндельный токарный станок экономит перестановку, но ведет деталь последовательно. Многошпиндельный распараллеливает сами переходы.

Токарные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Для малых диаметров и длинных тонких деталей подходят автоматы продольного точения с ЧПУ. Заготовка проходит через направляющую втулку, и резец работает вплотную к ней, поэтому изгиб мал.

Когда автомат с барабаном не оправдан

Мелкая серия и частая смена изделий. Наладка барабана и суппортов делается один раз на серию, поэтому ее стоимость делится на число деталей. Выигрыш цикла на малой серии ее не покрывает. Каждая смена изделия требует перестановки инструмента на всех суппортах.

Штучные заготовки (поковки, отливки). Барабан прутковой схемы их не принимает. Для них выпускают патронные многошпиндельные станки, в том числе вертикальные: ось барабана стоит вертикально, а заготовка лежит в патроне.

Изделие с одним тяжелым переходом выигрыша почти не дает: расчет приведен выше.

Токарные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Как выбрать многошпиндельный токарный автомат

Максимальный диаметр прутка станка выбирают больше самого толстого изделия серии с учетом допуска на калиброванный прокат. Число шпинделей и суппортов должно соответствовать числу переходов: лишнее место барабана простаивает, нехватка вынуждает объединять переходы.

Предельные обороты сверяют с материалом. Латунь и автоматные стали обрабатывают на высоких скоростях резания, у нержавеющих и жаропрочных сплавов на первое место выходят момент и жесткость.

Отдельный вопрос представляет стружка. Инструмент всех ступеней работает в одной зоне, и без обильной подачи СОЖ и надежного отвода стружки станок останавливают засорения. Податчик прутка и цанги подбирают под диаметр и длину заготовки.

Фасонный резец формирует профиль за один ход поперечного суппорта. На станках с ЧПУ смена изделия сводится к смене программы и наладке инструмента. У станков с распределительными кулачками переналадка требует замены самих кулачков.