Технологический процесс изготовления станины токарного станка

Технологический процесс изготовления станины токарного станка включает в себя несколько этапов, направленных на обеспечение точности, прочности и стабильности станины для удовлетворения потребностей высокоточной обработки на токарном станке. Ниже представлено описание основных технологических процессов и ключевых технических моментов обработки станины токарного станка, составленное на основе имеющейся информации:

1. Выбор материала

• Используемые материалы: Станины токарных станков обычно изготавливаются из высокопрочного чугуна (например, HT250 или HT300), благодаря его хорошей виброустойчивости, жесткости и износостойкости. В некоторых высокоточных станках могут использоваться чугун с шаровидным графитом или сварные конструкции из стальных листов.
• Причины: Чугун обладает отличными литейными свойствами и способностью к гашению вибраций, что позволяет ему выдерживать силы резания и вибрации; стальные конструкции используются для облегчения веса или при особых конструктивных требованиях.

2. Литье (или сварка)

• Процесс литья:
  • Проектирование пресс-формы: Изготовление прецизионных песчаных или металлических форм в соответствии с чертежами станины, обеспечивающих точность размеров и формы отливки.
  • Плавление и заливка: Плавление чугуна с использованием индукционной печи средней частоты, контроль химического состава (например, содержания углерода и кремния), заливка должна производиться при равномерной температуре для предотвращения дефектов, таких как пористость и усадка.
  • Охлаждение и очистка: После охлаждения отливки производится пескоструйная или дробеструйная очистка для удаления песка и окалины с поверхности.
• Процесс сварки (при использовании стальной конструкции):
  • Использование высокопрочных стальных листов, разрезанных по форме, для сборки каркаса станины путем сварки.
  • Необходима термообработка для снятия сварочных напряжений и обеспечения стабильности конструкции.

3. Черновая обработка

• Цель: Удаление припуска с поверхности отливки или сварной конструкции, предварительное формирование.
• Оборудование: Крупногабаритные портальные фрезерные станки, расточные станки или обрабатывающие центры с ЧПУ.
• Процесс:
  • Обработка базовой поверхности: Определение базовой поверхности станины (например, нижней поверхности или поверхности направляющих) для обеспечения точности позиционирования при последующей обработке.
  • Фрезерование: Черновое фрезерование основных плоскостей станины (например, поверхности установки направляющих, нижней поверхности) с оставлением припуска на обработку (обычно 2-5 мм).
  • Сверление: Обработка монтажных отверстий, каналов для охлаждающей жидкости и других конструктивных элементов, обеспечение точности расположения отверстий.

4. Термическая обработка

• Старение:
  • Естественное старение: Размещение отливки на несколько месяцев или год для снятия внутренних напряжений под воздействием окружающей среды, низкая стоимость, но длительный период.
  • Искусственное старение: Снятие остаточных напряжений путем вибрационного старения или термического старения (нагрев до 500-600°C с последующим медленным охлаждением), повышение стабильности размеров.
• Цель: Уменьшение деформации при последующей обработке и эксплуатации, обеспечение долговременной стабильности станины.

5. Чистовая обработка

• Оборудование: Высокоточные портальные фрезерные станки с ЧПУ, шлифовальные станки или станки для шлифования направляющих.
• Процесс:
  • Обработка поверхности направляющих: Поверхность направляющих станины токарного станка является ключевым элементом, требующим высокой прямолинейности и чистоты поверхности (Ra0.8-1.6). Обычно используется прецизионное фрезерование с последующим шлифованием или непосредственная обработка на станке для шлифования направляющих.
  • Контроль плоскостности: Погрешность плоскостности поверхности направляющих должна контролироваться в пределах 0.01-0.02 мм/м.
  • Чистовая обработка системы отверстий: Растачивание или развертывание отверстий для установки шпиндельной бабки, задней бабки и т.д., обеспечение соосности и точности расположения.
  • Поверхностное упрочнение (опционально): Высокочастотная закалка поверхности направляющих или нанесение пластикового покрытия (например, ленты PTFE), повышение износостойкости и предотвращение заедания.

6. Обработка поверхности

• Полировка или покраска: Полировка или покраска нефункциональных поверхностей антикоррозийной краской для улучшения внешнего вида и коррозионной стойкости.
• Канавки для смазки направляющих: Обработка канавок для смазки или установка системы смазки для обеспечения длительной и плавной работы направляющих.

7. Контроль и калибровка

• Контрольное оборудование: Трехкоординатные измерительные машины, лазерные интерферометры, уровни и т.д.
• Содержание контроля:
  • Геометрическая точность: Проверка параллельности, плоскостности и прямолинейности поверхности направляющих.
  • Точность позиционирования: Проверка допусков на расположение и соосность системы отверстий.
  • Качество поверхности: Измерение шероховатости и твердости поверхности.
• Калибровка: При обнаружении отклонений используется шабрение (ручное или механическое) для незначительной корректировки поверхности направляющих, обеспечивая точность.

8. Сборка и отладка

• Сборка: Установка шпиндельной бабки, задней бабки, суппорта и других компонентов на станину, регулировка точности сопряжения компонентов.
• Отладка: Проведение пробного запуска, проверка вибрации, шума и точности обработки станины, при необходимости тонкая настройка направляющих или повторное шабрение.

Ключевые технические моменты

• Выбор параметров резания: В зависимости от материала и этапа обработки, рациональный выбор скорости резания, подачи и глубины резания, чтобы избежать чрезмерного износа инструмента или деформации заготовки.
• Контроль точности: Точность обработки поверхности направляющих напрямую влияет на производительность токарного станка, необходимо строго контролировать плоскостность и прямолинейность.
• Снятие напряжений: Термическая обработка после литья или сварки является важным этапом для предотвращения деформации при длительном использовании.
• Выбор оборудования: Для обработки крупногабаритных станин необходимо использовать станки с ЧПУ с большим ходом (например, портальные фрезерные станки) для обеспечения эффективности и точности обработки.