ТМ-160 Станок токарный патронно-центровой ЧПУ
описание, схемы, характеристики

Сведения о производителе токарного станка с ЧПУ ТМ-160

Производитель токарного станка с ЧПУ ТМ-160 - Станкостроительный завод Туламаш НПП, ООО г. Тула, основанный в 2013 году.

ТМ-160 Станок токарный патронно-центровой высокой точности с ЧПУ. Назначение и область применения

Токарный cтанок ТМ-160 предназначен для токарной обработки деталей Ø 160 х 460 мм со ступенчатым и криволинейным профилем в осевом сечении в замкнутом полуавтоматическом цикле.

Высокоточный токарный cтанок ТМ-160 сконструирован для обработки деталей современной высокотехнологичной продукции, такой как гидравлическая и топливная аппаратура, подшипники, изделия точного приборостроения, медицинская техника, штампы, резьбовые и гладкие калибры и др.

При всём разнообразии конструкций прецизионных деталей и используемых материалов требования к точности формы - неплоскостность, некруглость, нецилиндричность и др. - составляют 0,1... 1,0 мкм, требования к шероховатости поверхности обрабатываемых поверхностей находятся в диапазоне Ra 0,1...0,2 мкм, при этом твёрдость поверхностного слоя может достигать HRC > 65.

Принцип работы и особенности конструкции станка ТМ-160

Особенностью конструкции серии являются прямые приводы всех осей, включая револьверную головку, гранитную станину и направляющие качения.

Использование U-образных линейных маловиброактивных двигателей позволяет снизить вероятность появления люфта и гарантирует плавность и стабильность перемещений линейных узлов станка.

Прямой привод шпинделя позволяет получить большие обороты, что в свою очередь позволяет использовать различные режимы обработки.

Такие конструктивные особенности делают станки серии жесткими, что в свою очередь позволяет реализовать технологию твердого и алмазного точения.

Базовая модель представляет собой 5-осевой станок особо высокой точности (А по ГОСТ 8-82) с тремя линейными координатами X (поперечный суппорт), Z (продольный суппорт) и Z1 (продольный суппорт подвижного противошпинделя) и двумя вращательными S/C (главный шпиндель) и S1/C1 (противошпиндель). Все основные исполнительные узлы и механизмы установлены в одной плоскости, под углом 45 градусов, на станине, представляющей собой плиту из природной твёрдой каменной породы (натурального гранита или габбро-диабаза). Гранитная станина обеспечивает на протяжении всего срока эксплуатации станка следующие свойства рабочих поверхностей: отсутствие поводок вызванных внутренними напряжениями материала; температурную устойчивость (низкие коэффициенты теплопроводности и расширения); высокую твёрдость и износостойкость; сохранение точностных характеристик на протяжении всего срока службы. Станина, в свою очередь, базируется на сварном основании (расчёт жёсткости и несущей способности основания был проведён методом конечных элементов). С целью комплексной обработки деталей, соосно друг другу установлены шпиндель главного движения и противошпиндель, который имеет возможность программируемого перемещения вдоль линейной оси Z1. Шпиндель главного движения и противошпиндель идентичны по своим техническим характеристикам: диапазон вращения в режиме осей S и S1 составляет 0...6000 об/мин, крутящий момент 100 Нм. В режиме полярных координат С и C1 шпиндели имеют частотные характеристики в диапазоне вращения n = 0...2000 об/мин, с разрешающей способностью программирования 0,0036 угл. сек. В станке реализована функция автоматической передачи обрабатываемой детали от одного шпинделя к другому на заданной частоте вращения. Револьверная 12-позиционная головка фирмы Sauter (Германия) с радиальным расположением инструмента под хвостовик типа VDI 30 работает от прямого привода и позволяет проводить токарную, сверлильную, фрезерную обработку и резьбонарезание метчиком с высокой жесткостью и производительностью.

С целью повышения кинематической точности работа всех осей станка реализована от прямого привода по схеме «direct drive» при этом, для исключения негативного влияния электромагнитных возмущений и уменьшения тепловыделения, линейные оси X, Z и Z1 оснащены безжелезными линейными электродвигателями фирмы HIWIN (Тайвань), а оси S/C и S1/C1 оснащены специальными встроенными синхронными маловиброактивными электродвигателями фирмы Siemens. Управление системы приводов адаптировано индивидуально к каждому электродвигателю и гарантирует максимальную плавность хода. Тепловыделение при разгоне и торможении шпиндельных узлов минимизировано посредством принудительного охлаждения хладогентом, прогоняемым через винтовые канавки, выполненные в корпусах статоров электродвигателей, а также через втулки, смонтированные на шпиндельной бабке, с установленными в них ультрапрецизионными шпиндельными подшипниками. Тепло, снятое с контуров охлаждения, отводится в водяной теплообменник по циркуляционным контурам охлаждения. Поддержание заданной температуры хладогента осуществляется специальным холодильником, установленным на раме основания станка.

На Рис. 4 приведены параметры зоны резания токарного обрабатывающего центра с ЧПУ модели «ТМ-160».

Максимальный диаметр заготовки, закрепляемой в патроне, составляет 160 мм, однако высота центров шпиндельного узла позволяет вести обработку заготовок диаметром до 340 мм при креплении непосредственно к фланцу шпинделя. Максимальная длина обрабатываемой заготовки - 460 мм.

Каретки суппортов осей Z, Z1 и X перемещаются по ультрапрецизионным направляющим качения фирмы Bosh Rexroth (Германия), смонтированным на высокоточных рабочих поверхностях станины и продольного суппорта. Суппорты оснащены пневматическими тормозными устройствами фирмы Bosh Rexroth (Германия). Для улучшения динамических характеристик и уменьшения влияния веса на точность перемещений и позиционирования суппорт оси X дополнительно оснащён пневматической системой разгрузки. Точность позиционирования и отработки заданных перемещений контролируются высокоточными оптическими линейками Renishaw (Великобритания) с разрешающей способностью 0,01 мкм.

На станке ТМ-160 доступны такие технологии как:

Твердое точение - Замена точением операций шлифования закаленных деталей с твердостью от HRC > 47...65, за счет определенной кинематики обработки, тепло, выделяемое при точении, переходит в стружку, а сама деталь не деформируется. Жесткость станка позволяет обрабатывать деталь с высокой точностью, т.к. резец имеет постоянный контакт с обрабатываемой поверхностью, а комплектующие не имеют люфтов. Как следствие, не происходит произвольного отхода резцы от детали.

Алмазное точение - Классическое алмазное точение с использованием монокристаллических алмазов. Позволяет получать высокие показатели по Ra из «под резца».

Станина станка выполнена из натурального гранита и установлена на основании под углом 45 градусов. По сравнению с традиционной станиной из серого чугуна, станина из гранита обладает более высокой демпфирующей способностью, что значительно повышает вибрационную устойчивость станка, а следовательно и его производительность.

Главный шпиндель станка и противошпиндель идентичны, выполнены по схеме прямого привода и установлены на ультрапрецизионных подшипниках качения, а так же оснащены электромагнитными тормозными муфтами оригинальной конструкции.

• Число оборотов шпинделя 6000 об/мин
• Привод Direct Drive
• Ультрапрецизионные подшипники качения
• Электромагнитные тормозные муфты оригинальной конструкции
• Принудительное водяное охлаждение статора и подшипников

Револьверная 12-и позиционная головка с приводным инструментом выполнена по схеме прямого привода и смонтирована на поперечном суппорте. Контрольно-измерительные датчики позволяют производить обмер обрабатываемой детали, вводить необходимую коррекцию в управляющую программу без снятия ее со станка, что существенно сокращает время обработки и повышает качество.

• Привод револьверной головки Direct Drive
• Система измерения обрабатываемой детали
• Внесение корректировок в управляющую программу без снятия детали

Суппорты осей Z, Z1 и X установлены на ультрапрецизионных направляющих качения и выполнены по схеме direct drive на основе встроенных линейных маловиброактивных безжелезных синхронных электродвигателей, оптических датчиков обратной связи по скорости и положению с дискретностью 10 нм.

Разгрузка поперечного суппорта оси X обеспечивается пневмоцилиндром.

• Привод подачи Direct Drive
• Оптические датчики обратной связи
• Дискретность 10 нм
• Ультрапрецизионные направляющие качения
• Система принудительного воздушного охлаждения

Ось Y позволяет существенно расширить номенклатуру обрабатываемых деталей на станке ТМ-160, поскольку вертикальное перемещение револьверной головки обеспечивает фрезерование плоскостей, а также выполнение внеосевых пазов.

Высокая точность и жесткость станка позволяет изготавливать следующие высокоточные изделия: рамки гироскопов или элементы ферритовых фазовращателей, элементы гидравлических соединений и т.д.

Габаритные размеры рабочего пространства токарного станка ТМ-160

Габаритные размеры рабочего пространства токарного станка ТМ-160

Габаритные размеры рабочего пространства токарного станка ТМ-160. Смотреть в увеличенном масштабе

Габаритные размеры рабочего пространства токарного станка ТМ-160

Габаритные размеры рабочего пространства токарного станка ТМ-160. Смотреть в увеличенном масштабе

Общий вид токарного станка с ЧПУ ТМ-160

Фото токарного станка с ЧПУ ТМ-160

Фото токарного станка с ЧПУ ТМ-160. Смотреть в увеличенном масштабе

Фото токарного станка ТМ-160 без кабинетного ограждения

Фото токарного станка ТМ-160 без кабинетного ограждения. Смотреть в увеличенном масштабе

Фото токарного станка ТМ-160 с противошпинделем

Фото токарного станка ТМ-160 с противошпинделем. Смотреть в увеличенном масштабе

Фото токарного станка ТМ-160 с осью Y

Фото токарного станка ТМ-160 с осью Y. Смотреть в увеличенном масштабе

Гранитная станина токарного станка с ЧПУ ТМ-160

Гранитная станина токарного станка с ЧПУ ТМ-160

Система ЧПУ «Ресурс-31ТФ»

Система ЧПУ Ресурс-31ТФ

Система ЧПУ Ресурс-31ТФ. Смотреть в увеличенном масштабе

Система ЧПУ Ресурс-31ТФ

Система ЧПУ Ресурс-31ТФ. Смотреть в увеличенном масштабе

Система ЧПУ Ресурс-31ТФ

Система ЧПУ Ресурс-31ТФ. Смотреть в увеличенном масштабе

Система ЧПУ Ресурс-31ТФ (Рис. 5-8) разработки ЭНСИ, ООО г. Москва, включает в себя следующие компоненты:

• пульт ручного ввода информации с алфавитно-цифровой клавиатурой, широким набором режимных и функциональных ЧПУ - ориентированных клавиш и цветным 10-дюймовым ЖК сенсорным дисплеем высокого разрешения;
• пульт управления станком;
• выносной пульт управления;
• контроллер управлением движения и логикой (КУДЛ); в основе контроллера - новейший российский двухъядерный процессор Байкал-Т, включающий модуль питания, управляющий модуль, объединительные модули, модули дискретных входов МДВ, модули релейных выходов МРВ.

Прикладное программное обеспечение УЧПУ «Ресурс-31ТФ» компании ООО «ЭНСИ» является отечественной разработкой, его основные преимущества:

• обеспечивает дружественный человеко-машинный интерфейс и технологические функции высокоточного точения;
• реализует планирование движения во всех видах интерполяции с субмикронной точностью, с разрешением программирования по линейным осям 0,001 мкм и по круговым осям 0,0036 угл. сек;
• обеспечивает привязку режущего инструмента и измерение отклонения формы детали с помощью измерительных щупов.

УЧПУ Ресурс-31ТФ обеспечивает автоматическую обработку заготовок в соответствии с выбранной управляющей программой, ручное управление перемещениями подвижных органов станка, ввод и редактирование управляющих программ, ввод и редактирование конструктивных параметров станка, параметров инструментов, технологических параметров обработки и настраиваемых параметров УЧПУ.

КУДЛ УЧПУ, модули реле, пускатели и прочие элементы, необходимые для управления электроавтоматикой станка, монтируются в специальном шкафу электрооборудования, установленном на несущей раме станка.

В процессе обработки с помощью соответствующего программного обеспечения можно произвести измерение точности выполнения заданных геометрических параметров обрабатываемой детали контактным датчиком фирмы Renishaw (Великобритания). Тем самым, можно заблаговременно, не снимая обрабатываемую деталь со станка, определить отклонения от запрограммированного контура обработки и внести изменения в управляющую программу. Измерительный щуп фиксируется на суппорте оси Z в системе зажима устройства крепления режущего инструмента. Для получения максимально точных результатов измерения, измерительный щуп после каждой установки или после смены комплекта щупа проходит обязательную калибровку.

С целью привязки и диагностики состояния режущего инструмента на станке устанавливается съёмная прецизионная рука модели HPRA и датчик модели RP3 фирмы Renishaw (Великобритания), которые обеспечивают привязку режущего инструмента с точностью 3 мкм.

За счёт высокой жёсткости основных исполнительных узлов станка и частоты вращения шпиндельных узлов до 6000 об/мин, на высокоточном токарном обрабатывающем центре с ЧПУ модели «ТМ-160» реализуются технологические процессы твёрдого точения закалённых сталей и высокопроизводительная обработка цветных металлов и их сплавов.

Комплектный электропривод, разработанный ООО «Модем-Техно», г. Тула, включает в себя три привода подач с блоками управления линейными осями X, Z и Z1, два привода шпинделя с блоками управления осями S/C и S1/C1 и привод револьверной головки с блоком управления оси А. Управление приводами осуществляется по специальному протоколу посредством «адресных» и «групповых» команд, подаваемых в приводы от УЧПУ по цифровому дифференциальному каналу связи RS-485. Приводы, интерфейсы датчиков положения и электроавтоматика для обеспечения работы приводов монтируются в специальном электрошкафу, установленном на несущей раме станка.

Модификации прецизионного токарного обрабатывающего центра «ТМ-160»

Модификации токарного станка ТМ-160

Модификации токарного станка ТМ-160. Смотреть в увеличенном масштабе

Модификации токарного станка ТМ-160

Модификации токарного станка ТМ-160. Смотреть в увеличенном масштабе

Высокоточный токарный обрабатывающий центр с ЧПУ модели ТМ-160 может быть выполнен в нескольких модификациях (Рис. 9):

• с противошпинделем
• с задней бабкой
• без противошпинделя и задней бабки
• c револьверной головкой со встроенной осью Y

Опционально станки могут комплектоваться различными станочными комплектующими существенно расширяющими их технологические возможности в т.ч.:

• 12-позиционная револьверная головка с осью Y, с диапазоном перемещений ±50 мм фирмы Buruffaidi (Италия);
• станция СОЖ высокого давления (Р = 40атм.), для подачи смазочно-охлаждающей жидкости, через внутренние полости режущего инструмента;
• датчик обмера обрабатываемой детали

Технические характеристики высокоточного токарного обрабатывающего центра модели ТМ-160 сопоставимы с характеристиками лучших зарубежных аналогов, однако, он обладает следующими неоспоримыми преимуществами: использование систем ЧПУ и приводов российского производства, станина из натурального гранита, принудительное охлаждение.

Технические характеристики высокоточного токарного обрабатывающего центра модели «ТМ-160»

Технические характеристики высокоточного токарного центра «ТМ-160»

Технические характеристики высокоточного токарного обрабатывающего центра «ТМ-160». Смотреть в увеличенном масштабе

Читайте также: Производство обрабатывающих центров в России

ТМ-160 Станок токарный патронно центровой с ЧПУ. Видеоролик.

Связанные ссылки. Дополнительная информация