Виды токарных станков

Токарные станки являются основным, наиболее распространенным типом металлорежущего оборудования в мире. Их назначение — обработка тел вращения: валов, втулок, дисков, колец, фланцев. Несмотря на развитие аддитивных технологий (3D-печать металла), процесс механической обработки резанием остается фундаментом промышленного производства. Без преувеличения, токарные станки формируют базу промышленности, работая на предприятиях от оборонного комплекса до ювелирных мастерских.

Данная статья представляет собой экспертный обзор, где детально разобраны виды токарных станков и их характеристики. Мы не просто перечисляем модели — мы даем инженеру-технологу, руководителю производства или частному мастеру инструмент для выбора оптимального решения. Здесь вы найдете описание токарного станка любого типа: от настольных ручных до тяжелых карусельных и обрабатывающих центров с ЧПУ.

История токарного дела насчитывает тысячелетия. Первый прообраз — лучковый станок Древнего Египта, где заготовка вращалась вручную, а резец держал рабочего. Настоящая революция произошла в XVIII веке: Андрей Нартов (Россия) создал механический суппорт, а Генри Модсли (Англия) внедрил ходовой винт и коробку подач, превратив станок в винторезные машины.

XX век — эра автоматизации. Сначала автоматические кулачковые автоматы, затем станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Современные обрабатывающие центры — это гибриды, объединяющие токарно-фрезерные операции, шлифовальные модули и даже лазерные системы упрочнения. Анализируя характеристики токарного станка XIX века и сегодня, мы видим рост точности с десятых долей миллиметра до микрон (0,001 мм) и рост производительности в сотни раз.

1. По степени автоматизации: ручные, полуавтоматические, автоматические, станки с ЧПУ.
2. По компоновке: горизонтально, вертикальные, с наклонной станиной.
3. По массе: легкие станки (до 1 тонн), средним (1–10 т), тяжелые (10–100 т), уникальные (свыше 100 т, до 400 тонн).
4. По точности: Н — нормальная, П — повышенной, В — высокой, А — особо высокая, С — сверхточные.
5. По количеству шпинделей: одношпиндельные, многошпиндельные.

Ниже — детальный разбор каждого типа.

2.1 Токарно-винторезные станки: универсальный стандарт

Токарно-винторезные станки — это абсолютные универсальные солдаты производства. Они предназначены для выполнения широкий спектра операций: точения, растачивания, нарезания резьбы различного профиля (метрической, дюймовой, модульной, питчевой), сверления, зенкерования, накатки рифлений.

Конструктивные особенности:

• Наличие коробки подач, синхронизирующей вращение шпинделя и продольное перемещение суппорта.
• Ходовой вал — для чистового точения, ходовой винт — для нарезания резьбы.
• Продольного и поперечном суппорты с механической подачей.

Технические характеристики токарного станка этого типа варьируются в широких пределах. Например, модель 16К20 (высота центров 215 мм, диаметр обработки над станиной 400 мм, мощность 11 кВт, масса токарного станка от 2,835 т в зависимости от расстояния между центрами). Важно отметить: станок 16К20 давно снят с производства и доступен преимущественно на вторичном рынке; его современными аналогами являются МК6056, ГС526У, продукция TRENS и других производителей.

Другая распространенная модель — 1М65. Её масса токарного станка варьируется от 9,85 т (РМЦ=1000 мм) до 24,3 т (РМЦ=10000 мм), а не «до 13 т», как часто ошибочно указывают. Данная модель также снята с производства; при выборе б/у станка следует учитывать фактическое состояние и комплектацию.

Параметры токарного станка определяют его применение: небольших цехах используют 16К20, в ремонтных мастерских — 1К62, в тяжелом машиностроении — 1М65.

2.2 Токарно-карусельные станки: гиганты вертикальной компоновки

Карусельные станки — единственный тип, где ось вращения вертикальные (точнее: вертикальная ось вращения планшайбы). Планшайбой вращается в горизонтальной плоскости, что обеспечивает устойчивое базирование крупных деталей с большого диаметра.

Классификация карусельных станков:

• Одностоечные (диаметр обработки до 2000–2500 мм, масса до 30 тонн).
• Двухстоечные (диаметр обработки может превышать 20 метров; значение 25 000 мм требует уточнения по конкретной модели, так как подобные уникальные станки выпускались по спецзаказам).

Оснащаются они, как правило, несколькими суппортами (боковой и револьверный/расточной), работающими одновременно. Это позволяет вести черновую и чистовую обработку за один установ. Приводом главного движения — регулируемые электродвигатели постоянного или переменного тока.

Параметры токарного станка карусельного типа критичны для выбора: максимальный диаметр планшайбы, допустимая нагрузка на планшайбу, высота под суппортом. Например, модель 1512 — диаметр планшайбы 1250 мм, высота обрабатываемой заготовки 1000 мм. Внимание: в доступной технической документации на станок 1512 допустимая масса заготовки не регламентирована; при эксплуатации необходимо руководствоваться паспортными данными конкретного экземпляра или проводить проверочные расчеты.

Подробнее о токарно-карусельных станках в нашем каталоге.

2.3 Лоботокарные станки: короткие и широкие

Лоботокарные станки специализируются на обработке торцов и коротких деталей большого диаметра (диски, шкивы, маховики, кольца). Их главная особенность — передняя бабка с увеличенным планшайбой. Вопреки распространенному мнению, станок 1А693 оснащается задней бабкой в базовой комплектации — она расположена на общей плите и используется для поддержки длинных заготовок.

Технические характеристики токарного станка лоботокарного типа (на примере 1А693): диаметр обработки над станиной — 3200 мм, наибольшая длина обрабатываемой детали — 3200 мм. Станок снят с производства, но широко представлен на вторичном рынке. Современные аналоги выпускают отдельные предприятия под заказ.

2.4 Токарно-револьверные станки: серийная эффективность

Револьверные станки — это решение для серийном производства. Вместо задней бабки или вместо верхнего суппорта устанавливается револьверная головка (вертикальная или горизонтальная, поворотной типа). В головки закрепляется несколько инструментов (до 6–16 позиций): резцы, сверла, метчики, плашки, развертки, фрезы.

Последовательность операций настраивается жестко (механические упоры) или программно (ЧПУ). Это позволяет сократить время цикла в 2–5 раз по сравнению с универсальными станками. Характеристика токарного станка револьверного типа включает индекс позиционности головки и точность фиксации (до 5 мкм).

Смотрите токарные станки по металлу в каталоге.

2.5 Многошпиндельные токарные автоматы: масс-продакшн

Многошпиндельные автоматы — вершина производительности для изготовление простых деталей из прутка или труб. Они имеют несколько шпинделей (4, 6, 8), закрепленных в шпиндельном барабане. Обработка происходит одновременно на разные позициях: на 1-й — подача прутка, на 2-й — черновое точение, на 3-й — сверление, на 4-й — нарезание резьбы и т.д.

Важно различать модели:

• 1Б240-6 — шестишпиндельный горизонтальный патронный полуавтомат (масса 11,6 т, мощность 15 кВт, частота вращения шпинделя 80–1120 об/мин, класс точности Н, габариты 4500×1700×2010 мм).
• 1А240-6 — шестишпиндельный прутковый автомат (масса 9 т, максимальный диаметр прутка 40 мм, длина подачи 180 мм, частота вращения 142–1600 об/мин, габариты 6050×1600×1945 мм).

Автоматы этого типа работают в режиме полного цикла без оператора. Производительность многошпиндельных автоматов значительно выше одношпиндельных и может достигать нескольких сотен деталей в смену для простых изделий; точное значение зависит от конкретной детали, материала и режимов.

2.6 Автоматические и полуавтоматические станки: механика vs программирование

Здесь важно разделять два принципиально разных класса:

1. Кулачковые автоматы и полуавтоматы (гидрокопировальные, многорезцовые). Управление — жесткое, переналадка — замена кулачков и упоров. Дешево в серийном производстве, долго в переналадке.
2. Автоматизированные станки с ЧПУ. Управление — программным кодом. Переналадка — замена программы и оснастки.

Токарный станок ручной (универсальный) — антоним автоматике. Он прост, дешев, но требует высокой квалификации оператора. Ручные модели незаменимы в единичном и ремонтном производстве.

В каталоге представлены ручные токарные станки по металлу и токарные станки с ЧПУ.

2.7 Специализированные и комбинированные станки

Специализированные станки созданы под конкретной типоразмер детали:

• Для обработки труб и муфт (трубогибы, трубообрабатывающие, включая оборудование для гибки труб и профилей).
• Для колец подшипников (бесцентрово-токарные).
• Для коленчатых валов (копировальные).
• Для валков прокатных станов (валкотокарные).

Комбинированные станки — это токарно-фрезерные обрабатывающие центры. Здесь фрезерные и сверлильные операции выполняются с помощью приводного инструмента (ось С, ось Y). Лазерные технологии (лазерная наплавка) интегрируются в токарные центры премиум-класса (например, DMG MORI LASERTEC); лазерное термоупрочнение в составе токарного станка — крайне редкое решение, чаще выполняется на отдельном оборудовании.

Отдельный сегмент — станки по дереву. Это настольные и легкие станки для столярных мастерских, образовательных учреждений, хобби. Они отличаются меньшей жесткостью, скоростями резания и массой (типовая мощность 250–500 Вт, обороты 500–2500 об/мин), но принцип работы аналогичен металлические станкам.

Токарные станки с ЧПУ — это оборудование, где движение рабочих органов задается математически, а не вращением маховиков. Программным обеспечением (CAM-системы) генерируется управляющая программа (G-код).

Уровни сложности станков с ЧПУ

1. 2-осевые (X, Z) — простая токарка.
2. 3-осевые (X, Z, C) — ось С позволяет фиксировать шпиндель для фрезерования и сверления.
3. 4-осевые (X, Z, C, Y) — фрезерование эксцентричных отверстий, лысок.
4. 5-осевые и более — сложные центры с двумя револьверными головками, верхним и нижним инструментом, противошпинделем.

Технические характеристики станка с ЧПУ включают: количество управляемых осей, точность позиционирования (мкм), скорость быстрых перемещений (до 60 м/мин), мощность привода шпинделя, наличие противошпинделя, тип револьверной головки (приводной/неприводной).

Технические характеристики токарного станка с ЧПУ позволяют достигать точности IT6–IT7 (квалитет) и шероховатости Ra 0,32–1,25 мкм без дополнительного шлифования при соответствующих режимах резания и инструменте. Точной обработки сложнопрофильных деталей добиваются благодаря прецизионным направляющим и системам ЧПУ.

Вся линейка токарных станков с ЧПУ доступна в каталоге.

4.1 Станина и приводы

Станиной — фундамент. Чугун (СЧ20, СЧ25), коробчатая форма, ребра жесткости. Масса токарного станка на 60–70% определяется массой станины. Нижний предел частоты вращения шпинделя и диапазон подач зависят от типа привода:

• Асинхронный двигатель + коробка скоростей (классика).
• Регулируемые двигатели постоянного тока (устарело).
• Частотно-регулируемые приводы переменного тока (современный стандарт).
• Гидравлические приводы — редко, только в тяжелых станках для вспомогательных движений.

4.2 Передняя бабка

Передняя бабка (шпиндельная головка) — корпусной узел, вмещающий шпинделя и коробку скоростей (или редуктор). Шпиндельная группа определяет точность станка. Параметры: диаметр сквозного отверстия, класс точности подшипников (P4, P5), биение посадочного конуса (менее 3 мкм для станков В-класса). На передний конец шпинделя устанавливаются патроны (поводковые, трехкулачковые, цанговые, гидравлические). От точности устанавливаемой оснастки напрямую зависит биение обрабатываемой детали.

Оснастка для токарных станков — патроны, цанги, люнеты, центры.

4.3 Задняя бабка

Задней бабка — узел для поддержки длинных заготовок (вращающийся центр) и для установки осевого инструмента (сверл, зенкеров). Корпус перемещается по направляющим. Пиноль имеет гидравлический или механический зажим. Фиксация положения пиноли обеспечивает необходимую жесткость системы. В станках с ЧПУ задняя бабка программируемая, может управляться по оси Z.

4.4 Суппорт и инструментальная система

Суппорт обеспечивает продольного (вдоль станины) и поперечном (перпендикулярно) перемещение режущего инструмента. Состоит из каретки, поперечных салазок, поворотной части (для конусов) и резцедержателя. В современных станках — револьверные головки с 8–24 позициями.

Инструмент: резцы (проходные, расточные, канавочные, резьбовые, фасонные), фрезы, сверла (спиральные, центровочные), метчики, развертки, плашки. Оснастка: патроны, цанги, люнеты (неподвижные и подвижные), оправки, втулки.

Выбрать и купить токарные резцы, токарные патроны и другие принадлежности можно в разделе «Оснастка».

Виды обработки на токарном станке делятся на наружные, внутренние и торцевые.

5.1 Обточка наружных поверхностей

• Цилиндрических — продольная подача.
• Конических — смещение задней бабки, поворот салазок, копир, ЧПУ.
• Фасонные — фасонные резцы, копирование, ЧПУ.
• Канавок и уступов — поперечная подача.
• Торцов — поперечная подача.

5.2 Сверление, растачивание, зенкерование

Сверление и растачивание — операции получения отверстий. Зенкерование — финишная обработка литых или штампованных отверстий. Внутренней расточка — сложный вид обработки из-за пониженной жесткости расточных оправок. Требует правильного выбора режим резания: скорость, подача, глубина.

Техника безопасности при работе на станке при сверлении: запрет на рукавицы, защита экраном, отвод стружки крючком.

5.3 Центрирование

Центрирование заготовки — создание центровых отверстий на торцах вала. Выполняется комбинированным сверлом (центровкой). Обеспечивает базирование детали в центрах задней и передней бабок для последующей обработки с минимальным биением.

Маркировки станков по системе ЭНИМС (Россия, СНГ) — это язык инженера.

Расшифровка модели 16К25:

• 1 — токарная группа.
• 6 — тип (токарно-винторезный).
• К — модернизация (К — второе поколение).
• 25 — 1/10 высоты центров = 250 мм (высота центров над станиной). Следовательно, диаметр обработки над станиной — 500 мм.

Для модели 16К20: высота центров составляет 215 мм (число 20 в обозначении — округленно 1/10 от 200, но фактическая высота 215 мм). Диаметр обработки над станиной — 400 мм.

Токарный станок обозначение зарубежных производителей (HAAS, Mazak, DMG MORI) строится по другим принципам (серия, размер станины, тип управления). Но основные данные всегда включают максимальный диаметр и длину обработки.

Выбор оборудования — многофакторная задача. Чтобы купить или заказать станок, который окупится, следуйте алгоритму:

На сайте компании-поставщика смотрите каталог товаров, прайс-лист, наличие на складе в Москва или регионах. Часто можно добавить в корзина и оформить заказ онлайн. Если вариант сложный — оставьте заявку на расчет, связаться с менеджером можно по телефону, через форму или мессенджеры.

Важно: политика конфиденциальности при передаче данных соблюдается. На сайте также есть разделы новости, вакансии, карта сайта, адрес, информация о услуги сервиса. Контакты всегда открыты для звонок.

Современный рынок предлагает сотни моделей токарного оборудования: от ручных настольных до гигантских обрабатывающих центров с ЧПУ массой в сотни тонн. Чтобы выбрать станок, недостаточно знать характеристики токарных станков — нужно понимать зависимости между жесткостью и производительностью, цена и качеством, универсальностью и специализацией.

Основное, что должен усвоить технолог или руководитель:

1. Для мастерских, ремонта, обучения — легкие станки или б/у универсалы.
2. Для серийном производства деталей средней сложности — револьверные станки или токарные станки с ЧПУ без приводного инструмента.
3. Для сложных деталей с фрезерными переходами — токарно-фрезерные центры.
4. Для массового выпуска простых деталей — многошпиндельные автоматы.

Применения станков зависит от конкретной задачи. Параметры токарного станка — это не просто цифры в каталоге. Это инструмент производить прибыль. Производительность, надежность, срок службы, обслуживание, наличие запчастей и оснастки — вот истинные критерии.

Мы надеемся, что данное содержание помогло вам систематизировать знания. Если у вас остались вопросы, наши специалисты готовы быстро и эффективно помочь. Использование профессионального подхода к выбору — залог успеха вашего производства.