Токарные станки с противошпинделем — что даёт вторая позиция и кому она нужна
Что даёт перехват детали на второй шпиндель, как считается выигрыш по времени и точности, каким деталям вторая позиция нужна и что проверяется в характеристиках станка.
Противошпиндель — второй шпиндель токарного станка, расположенный соосно основному и способный перехватить деталь на ходу. После перехвата обрабатывается вторая сторона: подрезается торец, растачивается отверстие, снимаются фаски, нарезается резьба. Деталь выходит из станка готовой, без переустановки на другом оборудовании.
Ниже — что именно даёт вторая позиция, как считается выигрыш по времени и по точности, каким деталям противошпиндель не нужен и какие данные требуются, чтобы подобрать токарный станок с противошпинделем под конкретную номенклатуру.
Что даёт перехват детали
- Исключается вторая установка. Обработка второй стороны на том же станке в том же цикле убирает отдельную операцию: снять, перебазировать, выставить, запустить.
- Сохраняется соосность. Перехват выполняется по обработанной поверхности при синхронном вращении обоих шпинделей. Погрешность базирования складывается из биения патрона противошпинделя, а не из повторной установки в кулачки.
- Сокращается незавершённое производство. Деталь не лежит в межоперационном заделе — из станка выходит готовое изделие.
- Уменьшается число комплектов оснастки. Не нужны отдельные кулачки и приспособления для второй операции на другом станке.
- Часть перехода идёт параллельно. В станках с двумя револьверными головами обработка на основном шпинделе и на противошпинделе ведётся одновременно, и время цикла сокращается ещё заметнее.
Как считается выигрыш
| Составляющая | Две установки на одношпиндельном станке | Одна установка с перехватом |
|---|---|---|
| Машинное время первой стороны | Одинаково | Одинаково |
| Машинное время второй стороны | Одинаково либо параллельно первой | Может идти параллельно при двух головах |
| Вспомогательное время на установку | Две ручные установки на деталь | Одна установка, перехват автоматический |
| Переналадка на вторую операцию | Отдельная наладка, кулачки, привязка | Входит в общую наладку |
| Погрешность взаимного расположения сторон | Определяется повторной установкой | Определяется биением противошпинделя |
| Контроль между операциями | Требуется | Не требуется |
Порядок величины для мелкой и средней детали: вспомогательное время на одну ручную установку составляет от 20 до 60 секунд. На партии в тысячу деталей исключение второй установки даёт от шести до семнадцати часов, не считая переналадки и межоперационного контроля. Именно на такой арифметике противошпиндель окупается, а не на машинном времени резания.
Каким деталям вторая позиция нужна
- Детали с обработкой с двух сторон. Втулки, штуцеры, переходники, корпуса клапанов — всё, где после отрезки требуется подрезать торец и обработать внутреннюю поверхность.
- Серийная номенклатура из прутка. При работе из прутка перехват завершает деталь до отрезки, и цикл идёт без участия оператора.
- Детали с требованиями к соосности сторон. Когда допуск на биение между поверхностями, обработанными с разных сторон, жёстче, чем даёт повторная установка.
- Номенклатура с частой сменой позиций. Единая наладка на обе стороны сокращает суммарное время переналадки.
Вторая позиция не нужна валам и длинным деталям, обрабатываемым в центрах, деталям с обработкой только с одной стороны, а также единичным изделиям, где вспомогательное время не влияет на итог. Для них проще и дешевле станок с наклонной станиной или с горизонтальной станиной без второго шпинделя.
Что проверяется в характеристиках станка
- Диаметр и длина обработки на противошпинделе. Они, как правило, меньше, чем на основном шпинделе. Деталь должна укладываться в параметры именно второй позиции.
- Проходное отверстие противошпинделя. Ограничивает длину участка, который может уходить внутрь шпинделя при перехвате.
- Мощность и предельные обороты второго шпинделя. Обработка на нём чаще черновая только по торцу, но при расточке глубокого отверстия мощность становится определяющей.
- Синхронизация шпинделей. Перехват на ходу возможен только при управляемой синхронизации оборотов и углового положения. Без неё перехват выполняется с остановкой, и часть выигрыша теряется.
- Число револьверных голов и приводной инструмент. Две головы позволяют вести обработку на обеих позициях одновременно. Приводной инструмент добавляет сверление и фрезерование без переноса на другой станок.
- Наличие оси Y. Если у детали есть внеосевые элементы, они закрываются на том же станке — это отдельный класс оборудования, станки с осью Y.
- Устройство приёма детали. Лоток или транспортёр, принимающий готовую деталь из противошпинделя. Без него автоматический цикл прерывается.
- Стружкоудаление. При работе обеих позиций стружка образуется в двух зонах, и конвейер должен справляться с суммарным объёмом.
Оснастка для второй позиции
Противошпиндель комплектуется собственным зажимным устройством, и оно подбирается отдельно от основного. Проверяются диаметр зажима, усилие и биение. Перечень — в разделе зажимных патронов; для прутковой работы и деталей малого диаметра применяются цанги, дающие меньшее биение и более быстрый зажим.
Режущий инструмент для второй позиции подбирается под материал и характер перехода: перечень исполнений — в разделе пластин. Для контроля положения детали после перехвата применяются датчики и щупы: измерение в цикле подтверждает, что деталь захвачена и выставлена верно, до начала резания.
Что учитывается при внедрении
Станок с противошпинделем сложнее в наладке, чем одношпиндельный: добавляются программирование перехвата, синхронизации и передачи системы координат. Поэтому вместе с оборудованием планируются:
- Разработка технологии. Распределение переходов между позициями и между головами определяет фактический цикл. Это отдельная работа — разработка технологии.
- Подготовка участка. Требования к основанию, питанию, воздуху и отводу стружки выясняются до поставки — пусконаладка и ввод в эксплуатацию.
- Обучение операторов. Работа с двумя позициями требует понимания порядка перехвата и действий при сбое — обучение персонала.
- Схема закупки. Расчёт платежа и сопоставление вариантов — лизинговые программы.
Частые вопросы
Насколько точно совпадают стороны после перехвата? Взаимное биение определяется биением зажима противошпинделя и точностью синхронизации. На исправном станке это единицы сотых миллиметра — лучше, чем при повторной установке в кулачки.
Можно ли добавить противошпиндель к имеющемуся станку? Нет. Вторая позиция закладывается в компоновку станины и в систему управления при изготовлении.
Обязательна ли прутковая подача? Нет, станок работает и со штучной заготовкой. Но именно в сочетании с прутком автоматический цикл получается замкнутым.
Что делать, если деталь длиннее допустимой для противошпинделя? Обработка второй стороны выполняется отдельной операцией. В этом случае вторая позиция не даёт выигрыша, и рассматривается станок без неё.
Что прислать для подбора? Чертежи двух-трёх характерных деталей, материал, размер партии и годовую программу, вид заготовки и требования по допускам между сторонами.
Что мы поставляем
Токарные станки с противошпинделем, а также остальные исполнения из раздела токарных станков с ЧПУ, включая вертикальные. Комплектуем оснасткой и инструментом, ведём подбор станка по чертежу детали, пусконаладку и обучение.
Пришлите чертежи характерных деталей и годовую программу на stanki@erher.ru — посчитаем цикл с перехватом и без него, подберём исполнение и назовём срок поставки.
