Двухшпиндельный токарный станок с ЧПУ

Если вы часто посещаете механообрабатывающий завод, вы обнаружите, что во все большем количестве мастерских встречается своего рода токарный станок с ЧПУ, который выглядит «немного по-другому» - в отличие от традиционных токарных станков, которые имеют только один вращающийся патрон, он оснащен двумя рабочими шпинделями на одном станке. После того как рабочие меняют материалы, им не нужно постоянно возиться с ними, и машина может обрабатывать детали от начала до конца за один проход. Это двухшпиндельный токарный станок с ЧПУ, который в настоящее время становится все более популярным в сфере точного производства. Сегодня давайте объясним это чудо эффективности в обрабатывающей промышленности простым языком.

1.Что такое двухшпиндельный токарный станок с ЧПУ? Объясните логику проектирования в одном предложении

Начнем с самой простой концепции: обычный токарный станок с ЧПУ имеет только один шпиндель и патрон, которые используются для удержания заготовки при вращении и для перемещения инструмента во время обработки. Если требуется обработать два конца длинного вала или конструкцию передней и задней сторон детали, то необходимо сначала закончить обработку одного конца, затем остановиться, снять заготовку, перевернуть ее, повторно зажать и выровнять, а затем обработать другой конец. Этот процесс не только отнимает время, но также может привести к небольшим отклонениям во время повторного зажима. В результате два конца изготавливаемой детали не концентричны, а точность не соответствует стандарту.

Двухшпиндельный токарный станок с ЧПУ объединяет два независимо управляемых шпинделя на одном станке, что принципиально решает эту проблему. Существует два распространенных типа компоновки с двумя шпинделями: одна — противопоставленная с двумя шпинделями, где два шпинделя расположены слева и справа соответственно. Заготовка сначала обрабатывается на одном конце левого шпинделя. После обработки правый шпиндель непосредственно захватывает заготовку. Левый шпиндель освобождает заготовку, а правый шпиндель продолжает обрабатывать другой конец заготовки. Весь процесс не требует ручного вмешательства, и все процедуры можно выполнить за один зажим. Другой тип — параллельный двухшпиндель, в котором два шпинделя расположены рядом, что позволяет одновременно обрабатывать две идентичные детали. Это эквивалентно тому, что один станок выполняет работу двух традиционных токарных станков, что непосредственно удваивает эффективность.

Проще говоря, суть конструкции с двумя шпинделями заключается в следующем: меньше зажимов, больше работы, выше точность и меньше места.

2. Чем он лучше традиционных токарных станков? Три преимущества решают болевые точки отрасли

Многие предприятия предпочли бы потратить немного больший бюджет, чем обычные токарные станки с ЧПУ, на двухшпиндельное оборудование, поскольку оно решает три неизбежные проблемы традиционной обработки:

Первое преимущество заключается в том, что эффективность действительно повысилась. В качестве примера возьмем обработку приводных валов автомобилей. В традиционном процессе необходимы два обычных токарных станка. Рабочие сначала обрабатывают один конец, а затем переходят на другую станину, чтобы зажать и обработать другой конец. На обработку одной детали уходит около 12 минут. Однако на двухшпиндельном токарном станке с ЧПУ оба конца зажимаются и обрабатываются одновременно, и на это уходит всего 7 минут. Время на изготовление одной детали экономится почти вдвое. Если осуществить массовое производство, за год можно сэкономить несколько тысяч или даже десятков тысяч рабочих часов, и сразу же возрастет производственная мощность. Производитель трансмиссии подсчитал и обнаружил, что после использования двухшпиндельного токарного станка он без проблем изготовил более 150 000 деталей более чем за год.

Второе преимущество заключается в том, что точность действительно стабильна. При выполнении вторичного зажима при традиционной обработке, даже если рабочие имеют высокую квалификацию, трудно обеспечить точно такое же позиционирование, как и в первый раз. Ошибка соосности часто превышает 0,01 мм, что составляет одну восьмую диаметра человеческого волоса. Для деталей высокого класса эта ошибка считается нестандартной. Двухшпиндельный токарный станок с ЧПУ не требует вторичного зажима. Погрешность соосности можно стабильно контролировать в пределах 0,005 мм, а некоторые высокоточные модели могут достигать даже 0,003 мм, что эквивалентно одной двадцатой диаметра человеческого волоса. Он может полностью удовлетворить строгие требования к точности в автомобильной и авиационной областях. После того, как некоторые заводы по производству двигателей внедрили двухшпиндельные токарные станки, степень квалифицированной обработки коленчатого вала резко выросла с 92% до 98%. С меньшим количеством бракованной продукции стоимость, естественно, снизилась. Третье преимущество заключается в том, что это экономит пространство и рабочую силу. Многие думают, что один станок с двумя шпинделями должен занимать больше места, чем два станка, верно? На самом деле все как раз наоборот: двухшпиндельный станок может выполнять работу двух обычных токарных станков, а его площадь почти на 20% меньше, чем у двух отдельных станков. Это чрезвычайно практично для заводов с ограниченным пространством цеха. Кроме того, в настоящее время многие двухшпиндельные токарные станки оснащены механическими рычагами автоматической загрузки и разгрузки. Рабочим необходимо лишь регулярно менять заготовки и проверять готовую продукцию. Один человек может управлять несколькими машинами, а также существенно экономятся затраты на рабочую силу.

3. Где используются двухшпиндельные токарные станки с ЧПУ? Многие детали вокруг нас сделаны из него.

Возможно, вы думаете, что двухшпиндельный токарный станок — это огромная машина на заводе, не имеющая ничего общего с нашей повседневной жизнью. Фактически, машина, в которой вы ездите, мобильный телефон, которым вы пользуетесь, и даже медицинские устройства, используемые для операций, — все детали обработаны им.

Наиболее распространенное применение — в автомобильной промышленности. Основные компоненты наших автомобилей, такие как приводные валы, коленчатые валы, валы двигателей и полуоси дифференциала, почти все обрабатываются на двухшпиндельных токарных станках с ЧПУ. Особенно сейчас, когда автомобили на новой энергии очень популярны, к валам двигателей транспортных средств на новой энергии предъявляются более высокие требования к соосности. Двухшпиндельный токарный станок точно соответствует этим требованиям. Он может выполнить обработку обоих концов за один зажим с достаточной точностью и эффективностью.

Затем есть область медицинского оборудования. Ручки искусственных суставов, крепежные винты, используемые в ортопедии, зубные имплантаты — эти детали не только предъявляют высокие требования к точности, но и не могут быть загрязнены при вторичной обработке. Двойные шпиндели завершают обработку за один зажим, что позволяет не только обеспечить точность, но и избежать загрязнения, точно отвечая требованиям медицинских деталей.

В аэрокосмической области многие высокоточные детали валов и соединительные компоненты имеют сложную форму и предъявляют высокие требования. Двухшпиндельные токарные станки могут объединять в себе такие функции, как точение, фрезерование и сверление, выполняя все процессы за один раз и избегая деформации тонкостенных деталей, вызванной множеством зажимов. Поэтому они также стали основным оборудованием в авиастроении.

4. Какими станут двухшпиндельные токарные станки в будущем? Все умнее и умнее, все более и более гибкий

В настоящее время многие отечественные заводы модернизируют свое оборудование, также постоянно совершенствуется технология двухшпиндельных токарных станков с ЧПУ. В настоящее время некоторые производители применяют новые технологии, такие как цифровые двойники и визуальное позиционирование, на двухшпиндельных токарных станках: например, установка визуальной системы на вторичном шпинделе может повысить точность выравнивания заготовки. Создание цифровой модели станка позволяет предсказать на три дня вперед, когда подшипники изнашиваются, что позволяет провести техническое обслуживание на ранней стадии и предотвратить внезапные простои, которые могут задержать производство. Его также можно комбинировать с тележками AGV и механическими рычагами, чтобы сформировать гибкую производственную линию. При обработке разных деталей время смены модели сокращается с исходных двух часов до пятнадцати минут. Даже если вы занимаетесь мелкосерийным и многосортным производством, все равно справитесь.

В прошлом технология высокопроизводительных двухшпиндельных токарных станков с ЧПУ находилась в основном в руках иностранных производителей. Сейчас отечественные производители станков постоянно делают прорывы. Все более экономичные отечественные двухшпиндельные токарные станки могут удовлетворить потребности большинства отечественных производственных предприятий. Многие заводы автозапчастей перешли на отечественное оборудование, а эффект не хуже, чем от импортного, да и стоимость значительно ниже.

В целом, двухшпиндельный токарный станок с ЧПУ — это изобретение современного производства, которое «упрощает сложные задачи». Благодаря конструкции с двумя шпинделями он решил старые проблемы низкой эффективности и низкой точности традиционной обработки, помогая обрабатывающей промышленности двигаться к большей эффективности и точности. В будущем, с развитием интеллектуального производства, на различных заводах появится более умное и гибкое двухшпиндельное оборудование, которое поможет нам производить больше промышленной продукции с более высокой точностью и лучшим качеством.