Металлорежущие станки: классификация, виды и таблица

Виды металлорежущего оборудования

Металлорежущие станки в зависимости от назначения подразделяются на девять основных групп. К ним относятся следующие устройства:

токарные — все разновидности станков токарной группы (в маркировке обозначаются цифрой «1»);
сверлильные и расточные — станки для выполнения сверлильных операций и расточки (группа «2»);
шлифовальные, полировальные, доводочные — металлорежущие станки для выполнения доводочных, шлифовальных, заточных и полировальных технологических операций (группа «3»);
комбинированные — металлорежущие устройства специального назначения (группа «4»);
резьбо- и зубообрабатывающие — станки для обработки элементов резьбовых и зубчатых соединений (группа «5»);
фрезерные — станки для выполнения фрезерных работ (группа «6»);
долбежные, строгальные и протяжные — металлорежущие станки различных модификаций соответственно для строгания, долбежки и протяжки (группа «7»);
разрезные — оборудование для выполнения отрезных работ, в том числе пилы (группа «8»);
разные — примеры таких металлорежущих агрегатов — бесцентрово-обдирочные, пилонасекательные и другие (группа «9»).

Группы и типы металлорежущих станков (нажмите, чтобы увеличить)

Кроме того, металлорежущие станки могут относиться к одному из следующих типов:

много- и одношпиндельные, специализированные (полуавтомат и автомат), копировальные многорезцовые, револьверные, сверлильно-отрезные, карусельные, лобовые и специальные типы токарных станков;
оборудование для выполнения технологических операций расточки и сверления: много- и одношпиндельные, полуавтоматы, сверлильные станки вертикального, горизонтального и радиального типа, расточные устройства координатного, алмазного и горизонтального типа, разные сверлильные модели;
различные типы шлифовальных станков (плоско, внутри- и круглошлифовальные), обдирочное и полировальное оборудование, заточные и специализированные агрегаты;
типы металлообрабатывающих станков, предназначенные для обработки элементов зубчатых и резьбовых соединений: зуборезные (в том числе предназначенные для обработки колес конической формы), зубострогальные — для цилиндрических зубчатых колес, зубофрезерные, резьбонарезные, резьбо- и зубошлифовальные, зубоотделочные, проверочные, резьбо-фрезерные, устройства для обработки торцов зубьев и элементов червячных пар;
металлорежущие станки, относящиеся к фрезерной группе: консольные (вертикальные, горизонтальные и широкоуниверсальные модели) и бесконсольные (вертикальные устройства, продольные, копировальные и гравировальные модели);
строгальное оборудование и модели подобного назначения: продольные станки, на которых установлена одна или две стойки; горизонтальные и вертикальные протяжные устройства;
разрезное оборудование: оснащенное абразивным кругом или гладким металлическим диском, резцом или пилами различной конструкции (ленточными, дисковыми, ножовочными); правильно-отрезные типы металлообрабатывающих станков;
остальные типы станков для обработки металлических заготовок: делительные, используемые для осуществления контроля сверл и шлифовальных кругов, опиловочные, балансировочные, правильно- и бесцентрово-обдирочные, пилокасательные.

Вертикально-фрезерный станок — один из представителей обширной фрезерной группы

Классификация металлорежущих станков также осуществляется по следующим параметрам:

по весу и габаритным размерам оборудования: крупное, тяжелое и уникальное;
по уровню специализации: станки, предназначенные для обработки заготовок одинаковых размеров — специальные; для деталей с разными, но однотипными размерами — специализированные; универсальные устройства, на которых можно выполнять обработку деталей любых размеров и форм;
по степени точности обработки: повышенной — П, нормальной — Н, высокой — В, особо высокой точности — А; также различают станки, на которых можно выполнять особо точную обработку — С, их еще называют прецизионными.

Особенности конструкции

Вне зависимости от специализации, автоматизации и назначения токарных станков, у всех, у них присутствуют одни и те же составные узлы и элементы, что делает их конструкцию во многом универсальной, а узлы — взаимозаменяемыми:

Станина

Самая массивная часть станка. Она является базисной основой для установки на ней всех прочих узлов. В задачи станины входит:

обеспечение жесткости всей станочной конструкции в целом;
сосредоточение на себе и гашение всех возникающих вибраций.

Станина, как правило, отливается из чугуна и делается монолитной.

Впрочем, существуют варианты легкой станины из профилированных труб (квадратного сечения). Такие станки устанавливают на виброопоры.

Фартук

Это каретка, перемещающаяся по направляющим (при воздействии ходового винта), на которой жестко закреплен суппорт. Помимо автоматизированного движения фартук может быть оборудован и ручным приводом.

Шпиндельная бабка

Иное ее название – передняя бабка. Это часть станка, в которой расположена коробка скоростей и где крепится главный вал со шпинделем (отсюда и название), в котором крепится заготовка.

Суппорт

Это конструкционный элемент токарного станка, располагающийся на фартуке. На суппорте, в свою очередь, расположены резцедержатели, где и укрепляется режущий инструмент. Обычно говорят о поперечном или продольном перемещении не резца или фартука (соответственно), а именно суппорта.

Коробка скоростей

Конструкционно она размещается в передней бабке. На переднюю панель выведены ручки переключателей скоростей. Если станок не оборудован бесступенчатым приводом, то для изменения передачи (то есть, частоты вращения заготовки и усилия на валу) требуется сначала выключить станок и дождаться остановки главного вала.

Электрическая часть

Данный элемент конструкции включает в себя тяговый электродвигатель, а также прочее электрооборудование, с помощью которого производится управление станком.

Разновидности станков

На сегодняшний день существует множество типов токарных станков. Каждый из них отличается своими характеристиками, функциональными возможностями, системой управления и конструкцией.

Виды токарного оборудования:

Токарно-винторезные. Считаются самыми распространёнными станками. Используются для изготовления единичных деталей и серийного производства. С их помощью можно изготавливать резьбу с наружной и внутренней стороны заготовок, обтачивать цилиндрические и конусовидные заготовки, обрабатывать торцы. Винторезные модели позволяют мастеру создавать отверстия различного диаметра, проводить зенкеровку и развертку. При наличии копировального устройства появляется возможность создавать сложные контуры без фасонных резцов.
Сверлильные. Большая группа оборудования, к которой относится вертикальный токарный станок, радиальный, одношпиндельный, многошпиндельный и горизонтальный. С помощью таких машин сверлятся отверстия разного диаметра, создаётся резьба

При выборе сверлильных станков требуется уделять внимание ходу шпинделя, мощности электродвигателя, расстоянию от рабочего стола до патрона, максимальному диаметру создаваемых отверстий.

Расточные. Многофункциональное оборудование, которое позволяет создавать отверстия в заготовках, нарезать резьбу мечиками, создавать пазы на поверхности деталей, зенкеровать и растачивать отверстия

Для точной обработки используют алмазные расточные станки.
Шлифовальные. Станки, на которые устанавливаются диски со сменными шлифовальными кругами. С их помощью обрабатываются детали различной формы с наружной и внутренней стороны. Дополнительно можно разрезать заготовки, затачивать режущие инструменты. Качество обработки зависит от зернистости шлифовального круга. Крупной фракцией снимают грубые слои металла с заготовки. Мелкая фракция предназначена дли финишной шлифовки.
Притирочные. На рабочей части устанавливаются специальные притиры, на поверхности которых нанесён абразивный порошок.
Хонинговальные. На шпинделе таких станков закрепляется специальная головка (хонон), которая представляет собой бруски с нанесение абразивного порошка. Рабочая часть вращается и движется в двух направлениях, обрабатывая неподвижное отверстие в заготовке.
Зубообрабатывающие. На таком оборудовании устанавливается множество фасонных резцов.

Также нельзя забывать про резьбообрабатывающее и фрезерное оборудование. Они используются для обработки отверстий, нарезания резьбы, торцевания, создания деталей различной формы. В магазинах можно увидеть универсальные токарные станки с ЧПУ. Это универсальное оборудование, которое может выполнять различные задачи. После настройки программы оператором, система сама начинает работу.

Токарно-сверлильный станок

Нумерация и масса

Классификация сверлильных станков включает в себя разделение их по весу. Отличают рассматриваемое оборудование по данному фактору таким образом:

Масса до одной тонны — легкие агрегаты.
До 10 тонн — средние.
Тяжелые — до 16 тонн.
Крупные — до 30 т.
Особо тяжелые — до 100 т.

Классификация шлифовальных станков и их аналогов определяется буквенно-цифровым кодом. В этом индексе указывается принадлежность инструмента к определенной группе, а также предельные габариты обрабатываемых заготовок и диаметры сверления. Оборудование одного размера, но с разными параметрами характеризуется литерой, помещенной между первой и второй цифрой. К примеру, модели 162 и 1К62 отличаются по скорости оборотов. Первая версия имеет 600 вращений в минуту, вторая — 2000. Кроме того, отличить станки можно по последней букве в конце определяющего индекса. Базовая модификация горизонтального фрезерного станка — 6Н82, упрощенный вариант — 6Н82Г.

В некоторых типоразмерах нумерация свидетельствует о назначении аппаратов и классификации по четвертой цифре. Например, расточный горизонтальный станок 262 имеет усовершенствованную версию 2620. Подобная идентификация дает возможность с легкостью определить необходимое оборудование в специальных каталогах, а также подобрать соответствующие запасные части.

Виды металлорежущего оборудования

Металлорежущее оборудование широко применяются на больших предприятиях и в маленьких мастерских. Все установки предназначены для различного рада работы с заготовкой или изделием.

Согласно наиболее распространенной классификации, виды металлорежущего оборудования условно делят на девять обширных категорий:

токарные;
сверлильные и расточные;
для шлифовки, полировки, доводки;
комбинированные;
резьбо- и зубообрабатывающие;
фрезерные;
долбежные, строгальные и протяжные;
разрезные;
разные.

Все виды металлорежущего оборудования имеют свою функцию и предназначение.

Маркирование металлообрабатывающих станков и оборудования

Согласно приведенной классификации проводят маркировку металлорежущих станков, что позволяет специалистам легко определять, к какому типу это оборудование относится и какими рабочими особенностями обладает.

По существу маркировка – это нанесение на станок нескольких цифр и букв, которые являются условными обозначениями основных параметров конкретного агрегата. При этом первая цифра обозначает группу, вторая – вид, третья (изредка также четвертая) говорит о типоразмере.

Если за всеми цифрами проставляют еще и литеру, то она указывает на особые характеристики такого агрегата (к примеру, уровень точности), а также на модификацию этого оборудования.

Если же литеру указывают за первой цифрой, то это свидетельствует о проведенной модернизации такого станка или же о другом исполнении, которое отличается от базового.

Конструкция металлорежущих станков, оснащенных ЧПУ

В любой модели станка присутствуют ключевые элементы, отвечающие за его функционирование. Они обеспечивают движение, благодаря которому происходит резка, и движение подачи, совершаемое заготовкой либо режущим инструментом. Ради осуществления обеих функций в агрегате обязательно присутствуют следующие три компонента:

Система контроля. Она запускает и останавливает устройство, контролирует все этапы его функционирования.
Привод — гидравлический, пневматический, механический либо электрический.
Узел, трансформирующий движение от электродвигателя и передающий его на исполнительный механизм.

Отдельно стоит упомянуть об узлах металлорежущей аппаратуры, на которых размещают инструменты для резки. Они присутствуют на всех станках, так как без них агрегаты не справлялись бы со своей функцией.

История возникновения и дальнейшего развития оборудования

Если посмотреть на современные модели, может сложиться впечатление, что токарный станок был изобретен относительно недавно.

Однако сведения о самом далеком предке современного станка относятся к Древнему Египту 2-го тысячелетия до нашей эры. Токарные технологии были и в древнем Китае, в Индии 1-го тысячелетия нашей эры.

В XIV веке был изобретен ножной привод, в XVIII русский ученый Андрей Нартов изобрел токарно-винторезный станок с механизированным суппортом и сменными зубчатыми колесами.

Особенно бурный период развития пришелся на промышленную революцию конца XIX века – станок менял источники привода, приобретал всё большие размеры, усложнялся.

Сейчас его основной источник энергии – электричество. Наиболее современная версия станка появилась в 1950-х годах, когда для управления обработкой начали применять числовое программное управление (ЧПУ) и сервомеханизмы.

Токарный станок часто называют «матерью всех станков», потому что с его помощью впервые стали создавать и другие станки.

Классификация по типам

В пределах каждой из 10 групп происходит разделение на 10 типов в соответствии со следующими критериями:

компоновка базовых узлов,
способ обработки и используемого инструмента,
уровень автоматизации и прочих технологических особенностей.

К примеру, в группу шлифовальных и полировальных аппаратов входят кругло и плоскошлифовальные станки, продольно-шлифовальные и притирочные. В группе строгальных и долбежных станков – продольно-строгальные одностоечные, поперечно-строгальные и долбежные.

В пределах одного типа происходит деление на 10 типоразмеров.

Классификация металлорежущих станков по совокупности технологических параметров наглядно представлена в таблице.

Весь парк станков для механической обработки поделен на 10 групп. В каждой группе присутствует деление из 10 типов, а каждый еще поделен на 10 типоразмеров.

Критерием группы является общность технологического способа обработки либо сходство назначения. Например, строгальные и протяжные, зубообрабатывающие и резьбообрабатывающие.

Каждый тип объединяет степень универсальности, количество основных рабочих органов, назначение, конструктивное исполнение. Внутри типа оборудование различается по шести техническим параметрам.

В резервную группу 0 относят станки, работающие с применением новейших технологических методов.

Металлорежущие станки

Шифр станков токарной группы

При обозначении шифра станков токарной группы, первая цифра 1 указывает группу станков. Вторая цифра указывает тип токарного станка. Последующие цифры, как правило, показывают технологический параметр станка, а именно: максимальный диаметр обрабатываемой детали, высоту центров и др. Буква после первой или второй шифры может символизировать поколение станка, завод-изготовитель или модификацию. Буква, поставленная в конце цифрового шифра, может указывать на усовершенствование базовой модели или на класс точности станка.

Приведем несколько примеров обозначения моделей токарных станков.

1К62 — цифра 1 — группа токарных станков; 6 — токарно-виноторезный; 2 — высота центров, дм; буква К — поколение.

1A616 — цифра — группа токарных станков; 6 — токарно-винторезный станок; 16 — высота центров, см; А — поколение.

1Б811— цифра 1 — группа токарных станков; 8 — токарно-затыловочный; 1 — технологический параметр, определяющий размеры обрабатываемых заготовок; Б — поколение.

16К20П — цифра 1 — группа токарных станков; 6 — токарно-винторезный; 20 — высота центров, см; К — поколение; П — класс точности — повышенный.

Следует отметить, что в шестой тип станков входят токарно-винторезные, в восьмой— токарно-затыловочные станки. В станкостроении больщинство изготовляемых металлорежущих станков, в том числе и токарных, выпускается по государственным стандартам; в которых главные параметры отвечают нормальным или размерным рядам. Под размерным или нормальным рядом понимают группу однотипных станков, состоящих в основном из унифицированных узлов и деталей, каждый из которых предназначен для обработки деталей определенных размеров,

Размерные ряды (типоразмеры) универсальных токарно-винторезных станков и двухстоечных токарно-карусельных станков приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Из таблицы видно, что основным параметром, определяющим типоразмеры станков, приняты размеры устанавливаемой детали. При этом каждый последующий типоразмер станка дает возможность обрабатывать деталь, имеющую диаметр в 1,26 раза больше, чем у предыдущей детали. Таким образом, у универсальных токарно-винторезных и карусельных станков установлен знаменатель размерного ряда — 1,26. Другими словами, ряд чисел 250; 320; 400; 500; 630; 800; 1000 (2300; 3200; 4000; 5000; 6300; 8000) образуют геометрическую прогрессию со знаменателем 1,26.

Наибольшая высота устанавливаемой детали у карусельных станков изменяется также по закону геометрической прогрессии со знаменателем равным — 1,26: 2000, 2500, 3200. Наличие двух закономерно изменяющихся основных параметров: наибольшего диаметра устанавливаемой детали и ее высот дает возможность также закономерно изменять и другие технические характеристики станка: мощность главного привода, масса устанавливаемой детали и др..

По степени специализации все станки подразделяют на универсальные, специализированные и специальные.

Универсальные — это станки, на которых возможно выполнение различных операций на деталях широкой номенклатуры.

Специализированные — это станки, на которых возможно выполнение ограниченного числа операций на деталях одного наименования.

Специальные это станки, предназначенные для выполнения ограниченного числа операций на детали, одного типоразмера.

Конструкция станков

Все станки, относящиеся к категории металлообрабатывающих, имеют много общих черт в своей конструкции. По сути, устройство и технические характеристики таких агрегатов должны обеспечивать правильность выполнения технологических движений двух типов:

движение подачи, которое совершает приспособление для резки или сама заготовка;
движение, посредством которого осуществляется резка.

Для выполнения этих движений, а также для обеспечения стабильности функционирования всех остальных элементов оборудования для металлообработки его конструкция включает в себя следующие рабочие органы:

систему управления, отвечающую за запуск и остановку станка, осуществление контроля за всеми параметрами его работы;
узел, с помощью которого движение от электродвигателя преобразовывается и передается исполнительному механизму;
непосредственно сам привод, который может быть электрическим, механическим, пневматическими или гидравлическим.

Сверлильные станки с ЧПУ

Оборудование с числовым программным управлением имеет расширенные функциональные возможности, что позволяет обрабатывать ту или иную деталь в кратчайшие сроки.

Рассматриваемые агрегаты предназначены для работы с разными материалами. Такое оборудование распространено в мелкосерийном и крупносерийном производствах. С его помощью изготавливают рамные конструкции, корпусные элементы.

Эксплуатация станков с ЧПУ

Изделия, в составе которых есть ЧПУ, нужно использовать с соблюдением ряда правил во избежание нарушения работоспособности устройства. Есть несколько требований:

устройство должно быть установлено в помещении, котором поддерживается комнатная температура. Т.е. место, где размещается агрегат, должно отапливаться, в нём также нужно поддерживать оптимальную влажность воздуха;
на станке с числовым программным управлением нельзя обрабатывать заготовки, не отвечающие требованиям изготовителя сверлильного оборудования;
обслуживать станок. Все элементы аппарата надо периодически смазывать, следить за их чистотой, чтобы продлить срок службы агрегата. Требования к смазыванию данных станков прописаны в инструкции, идущей в комплекте;
прежде чем начинать работу, станок не помешает проверить на работоспособность. Необходимо удостовериться, что на изделии установлен защитный экран, и оно способно отключаться при возникновении аварийных ситуаций. Практически все сверлильные станки оснащаются кнопкой экстренного отключения, расположенной на панели управления;
если изделие неисправно или работает некорректно, то нельзя приступать к сверлению отверстий на нём и выполнению других операций;
если в процессе обработки на станке прекратилась подача охлаждающей жидкости, то надо незамедлительно отключить электропитание устройства во избежание его поломки;
нельзя прикасаться к вращающимся элементам станка во время его работы.

Обратите внимание! Подобные требования также выдвигаются к вертикально-сверлильному станку. Они описаны в инструкции по эксплуатации изделия.

Преимущества сверлильных станков с ЧПУ

У данных агрегатов есть несколько преимуществ, благодаря которым они стали популярны на рынке и попали в рейтинг лучших сверлильных станков по металлу:

высокая точность расположения сверла в нужном месте над поверхностью заготовки;
возможность многоступенчатой обработки, выставление нескольких режимов работы;
регулировка скорости вращения шпинделя, выставление значения крутящего момента на собственное усмотрение;
возможность выставить угол сверления на станке;
простое исполнение ЧПУ. При необходимости программу можно будет поменять для выполнения другой задачи;
встроенная система контроля над состоянием станка, которая сообщает пользователю о возникших неисправностях;
высокий уровень надёжности, минимальная вероятность возникновения сбоев во время работы агрегата;
защита от перегревов сверла;
наличие нескольких типов свёрл в комплекте с оборудованием;
большой выбор. На рынке представлено огромное количество моделей с ЧПУ. Выбирать следует, исходя из преследуемых целей;
простая установка, обслуживание, ремонт в случае поломок;
безопасность работы обеспечена. На станках нет открытых элементов, которые могут повредить руки при работе.

Важно! Станки с ЧПУ не годятся для решения простеньких задач в домашних мастерских. Данное оборудование рассматривается как профессиональное.

Недостатки

У сверлильных агрегатов, оснащенных ЧПУ, есть свои минусы:

высокая стоимость;
большие габариты изделия, проблематично, а иногда невозможно установить станок на верстак;
для работы потребуется несколько специалистов. Например, наладчик и оператор.

Таблица групп и типов металлорежущих станков:

Для удобства данную классификацию можно представить в виде таблицы:

Группа	Типы станков
1	2	3	4
1	Автоматы и полуавтоматы	Револьверные	Сверлильно-отрезные
Одношпиндельные	Многошпиндельные
2	Вертикально-сверлильные	Одношпиндельные полуавтоматы	Многошпиндельные полуавтоматы	Координатно-расточные одностоечные
3	Круглошлифовальные	Внутришлифовальные	Обдирочношлифовальные	Специализированные шлифовальные
4	Универсальные	Полуавтоматы	Автоматы	Электрохимические
5	Зубострогальные для цилиндрических колес	Зуборезные для конических колес	Зубофрезерные для для цилиндрических колес и шлицевых валов	Зубофрезерные для червячных колес
6	Вертикально-фрезерные	Фрезерные непрерывного действия	—	Копировальные и гравировальные
7	Продольные	Поперечно-строгальные	Долбежные
Одностоечные	Двухстоечные
8	Отрезные, работающие	Правильно-отрезные
Токарным резцом	Абразивным кругом	Фрикционным блоком
9	Муфто- и трубообрабатывающие	Пилонасекательные	Правильно- и бесцентровообдирочные	—

Группа	Типы станков
5	6	7	8	9
1	Карусельные	Винторезные	Многорезцовые	Специализированные для фасонных изделий	Разные токарные
2	Радиально-сверлильные	Горизонтально-расточные	Алмазно-расточные	Горизонтально-сверлильные	Разные сверлильные
3	—	Заточные	Плоскошлифовальные с прямоугольным или круглым столом	Притирочные или полировальные	Разные станки с абразивным инструментом
4	Электроискровые	—	Электроэрозионные, ультразвуковые	Анодно-механические	—
5	Для обработки торцов зубьев	Резьбофрезерные	Зубоотделочные	Зубо- и резьбошлифовальные	Разные зубо- и резьбобрабатывающие
6	Вертикальные консольные	Продольные	Широкоуниверсальные	Горизонтальные консольные	Разные фрезерные
7	Протяжные горизонтальные	—	Протяжные вертикальные	—	Разные строгальные
8	Пилы
ленточные	Дисковые	Ножовочные	—	—
9	Для испытательного инструмента	Делительные машины	Балансировочные	—	—