Эволюция оси Y токарно-фрезерного станка

Внедренная в токарно-фрезерной металлообработке примерно в 1996 году, ось Y была впервые использована в одношпиндельном токарно-фрезерном станке с вспомогательным шпинделем. Идея использования оси Y в станках с числовым программным управлением порождена качественными ограничениями полярной интерполяции и трудностями программирования, а не достижениями в области электронного управления или сервоприводной технологии, как часто полагают. В сущности, полярная интерполяция есть плоская интерпретации круглой детали с использованием оси X инструментальной головки и оси С шпинделя.

Главным недостатком полярной интерполяции является то, что при плоско-диаметральной резке получается вогнутая поверхность.Истинно же плоская поверхность не может быть получена с помощью этого метода из-за движения оси X, которая, достигнув максимального значения положительного перемещения, должна совершить движение в обратном направлении для завершения обхода плоскости.

В центральной точке возникает небольшая пауза при движении оси X, вследствие чего на детали остается небольшой знак. Должен был быть найден лучший способ фрезеровать плоскость. С помощью оси Y эту проблему удалось решить. Введение оси Y в конструкцию фрезерно-токарного центра помогло устранить потребность во вторичных операциях и позволило во многих случаях доводить обработку детали до конца.

Одним из преимуществ оси Y является упрощение программирования и более эффективный выбор инструмента при фрезеровании плоских или шестигранных фрагментов на наружных диаметрах деталей. С осью Y стало возможно получение истинно плоской поверхности путем обхода всей поверхности, что позволяет гораздо лучше контролировать линейные допуски. Кроме того, с помощью этой оси стали реализуемы такие внецентренные функций, как сверление периметрального отверстия на плоскости.

Еще говорят об использовании оси Y для настройки инструмента на центральную точку детали. Все же лучшим решением является выравнивание инструментальной головки и использование качественных резцедержателей. В некоторых случаях ось Y должна быть использована для наведения инструмента на центр. Если есть риск уровневой ошибки, используются небольшой инструмент, втулки и расширения. В этом случае пользователь может находиться выше или ниже центра. В этом случае ось Y способствует центрированию инструмента для улучшения соответствия допускам и условий резки.

Внедряя ось Y в конструкции токарно-фрезерных станков, можно забыть об ограничениях степени фрезерования, которая может быть достигнута. При фрезеровании простого четвертьйдюймового паза на валу ось Y может быть полностью использована для обеспечения оптимального результата. Как правило, без оси Y станочник может использовать концевую фрезу на 3/16 дюйма для грубого фрезерования паза и четвертьдюймовую концевую фрезу для отделки.

В то же время допуски при фрезеровании четвертьдюймовых пазов слишком строги, это плюс-минус 0,001 дюйма, чтобы делать это стандартной четвертьдюймовой концевой фрезой, поскольку допуски производителей концевых фрез находятся в пределах от нуля до минус 0,001 дюйма. Так что нет никакой гарантии, что допуск удастся выдержать, работая по этому методу. Используя же ось Y, пользователь может легко резать каждую сторону паза, и получаемое им отверстие будет в пределах допуска.

Если приходится изготавливать детали с более сложными частями, прямоугольный или квадратный фрагмент может быть выполнен карманным фрезерованием так же, как это делается на вертикальных обрабатывающих центрах. Другим большим преимуществом оси Y является возможность снятия заусенцев на фрезерно-токарном станке. Без оси Y есть определенные ограничения по части снятия заусенцев, что не позволяет полностью изготавливать на одном станке.

Некоторые последние модели станков вооружены функцией оси Y как на верхней, так и на нижней инструментальной головке, что позволяет выполнять мелкое фрезерование, а также значительно сокращает цикл обработки. Современные трехголовочные станки предназначены для обработки больших партий деталей и имеют функцию оси Y на всех трех башнях. Станок с тремя головками и тремя осями Y гораздо более сложен, поэтому при работе на нем всегда нужно учитывать тепловое расширение, собственно, тепло, вырабатываемое двигателями оси. Тщательный выбор такого станка обеспечивает эффективное и высококачественное производство сложных деталей.

Степень присутствия в технике все более и более сложных деталей постоянно возрастает. Поэтому металлообрабатывающим производствам необходимы станки с осью Y как обязательное средство, а не в качестве опции.Способность полностью изготавливать деталь на одном станке является залогом успеха большинства сегодняшних металлообрабатывающих предприятий. Наличие оси Y стало столь же важным фактором, что и фрезерная мощность фрезерно-токарного станка. В условиях постоянного усложнения компонентов и устрожения геометрических допусков это является обязательным.

Сергей ЗОЛОТОВ