Перевозка промышленного оборудования — это не просто забрать груз и привезти. Особенно если речь идёт о станках, тяжеловесном или негабаритном оборудовании.

Логистика ВЦМ logistic.vcm74.ru организует доставку из Китая в Россию — от загрузки на заводе до площадки вашего предприятия.

Что перевозим:
металлообрабатывающие станки
обрабатывающие центры
промышленное оборудование
негабаритные и тяжеловесные грузы
производственные линии

Что берём на себя:

Подбираем маршрут и транспорт под конкретное оборудование.

Используем специализированные низкорамные тралы длиной до 15 м и грузоподъёмностью до 45 т.

Контролируем перевозку на всём маршруте: Китай → Россия → ваше предприятие.

Организуем доставку непосредственно до места эксплуатации.

Вы предоставляете инвойс и контакты фабрики — остальное организуем мы.

А если вместе с оборудованием нужна пуско-наладка и ввод в эксплуатацию — поможем организовать и эти работы.

А если вы ещё выбираете оборудование?

У ВЦМ — широкий выбор металлообрабатывающих станков с ЧПУ: токарные, фрезерные, горизонтальные и вертикальные обрабатывающие центры, 5-осевые станки, шлифовальное оборудование и многое другое.

Станки в наличии на складе:
F-TECH — оборудование в наличии (sklad.vcm74.ru)

Полный каталог станков F-TECH:
Каталог оборудования F-TECH(ftech-cnc.ru)

Свяжитесь с нами: +7 (351) 200-23-11
office@vcm74.ru

Подберём оборудование, организуем доставку и поможем довести станок до вашего производства.

Сообщение 🚛 Купили оборудование в Китае? Доставку можем взять на себя! появились сначала на F-Tech.

Схема обработки методом Gear Skiving с пересекающимися осями

Инструмент и заготовка вращаются синхронно, а угол наклона образует скорость резания.

В последние годы технология Gear Skiving (скрайвинг, зубошевингование) вновь стала активно обсуждаться в зубообрабатывающей промышленности. Одна из важных причин заключается не в том, что этот метод внезапно стал универсальной технологией, а в том, что пятиосевые многофункциональные станки, системы управления шпинделями, конструкция режущего инструмента и возможности мониторинга процесса наконец приблизились к условиям, необходимым для его эффективного применения.

Сам процесс далеко не новый. Его основная идея восходит к началу XX века: используется многозубый инструмент, напоминающий небольшую шестерню, который работает с зубчатым колесом при перекрещивающихся осях вращения. При этом шпиндель инструмента и шпиндель заготовки вращаются синхронно в соответствии с передаточным отношением, определяемым числом зубьев.

Инструмент и заготовка совершают движение подобно паре зацепленных зубчатых колес. Однако ось инструмента наклонена относительно оси заготовки, и именно этот угол наклона формирует скорость резания.

Инструмент перемещается вдоль ширины зубчатого венца. За каждый оборот из впадины зуба снимается небольшое количество материала. После выполнения серии радиальных подач формируется полный профиль зубьев.

Именно здесь чаще всего возникает неправильное понимание принципа Gear Skiving. Внешне технология напоминает зубодолбление, поскольку инструмент также имеет зубчатую форму. Одновременно она обладает характерным для зубофрезерования непрерывным зацеплением. С точки зрения движений станка в процессе присутствуют элементы, напоминающие точение и фрезерование.

Однако реальный результат определяется не отдельным движением, а комбинацией синхронного движения, перекрещивания осей, радиальной глубины резания и формирования профиля зуба.

Если точность синхронизации шпинделей, жесткость инструмента, жесткость крепления заготовки или динамическая устойчивость системы недостаточны, преимущество высокой производительности быстро превращается в вибрации, волнистость поверхности зубьев и сколы режущих кромок инструмента.

Сравнение стратегий уменьшения глубины резания

При практическом планировании необходимо одновременно учитывать интенсивное черновое снятие материала и стабильность резания на завершающей стадии.

По сравнению с зубодолблением преимущество Gear Skiving заключается в использовании непрерывного резания, что обычно обеспечивает более высокую производительность.

Зубодолбление основано на возвратно-поступательном движении инструмента, поэтому холостые ходы и инерционные нагрузки оказывают заметное влияние на производительность.

В Gear Skiving инструмент и заготовка вращаются непрерывно, что позволяет существенно сокращать производственный цикл.

По сравнению с зубофрезерованием скрайвинг предъявляет меньшие требования к осевому пространству для выхода инструмента. Поэтому технология особенно привлекательна при обработке зубчатых элементов, расположенных рядом с уступами, буртами и другими конструктивными элементами.

По сравнению с протягиванием Gear Skiving не требует изготовления дорогостоящей специальной протяжки для конкретного внутреннего зубчатого профиля. Кроме того, технология лучше подходит для гибкого производства.

По сравнению с зубошлифованием скрайвинг чаще используется на стадии обработки материала в мягком состоянии — для черновой или получистовой обработки. После термической обработки для получения окончательной точности может потребоваться последующее зубошлифование, хонингование или другая финишная обработка.

Таким образом, утверждение, что скрайвинг способен полностью заменить зубофрезерование, зубодолбление, протягивание и зубошлифование, является некорректным.

Скорее, Gear Skiving представляет собой высокопроизводительную технологию, которая при определенной геометрии детали, объеме производства и соответствующих возможностях станка позволяет выполнять сложную зубообработку с минимальным количеством установок.

Эталонное зубчатое колесо Pulsator и скрайвинговый инструмент

Используются для формирования повторяемого диапазона условий проведения испытаний.

Исследования AMRC позволяют рассматривать эту технологию в контексте пятиосевых многофункциональных станков.

Именно в этом заключается ее практическая ценность.

Специализированный станок для Gear Skiving, безусловно, может быть оптимизирован непосредственно под данный технологический процесс. Однако на производстве все чаще используются токарно-фрезерные многофункциональные станки и пятиосевые обрабатывающие центры.

Если один станок способен выполнять точение, фрезерование, сверление и обработку зубчатого профиля, это позволяет:

• сократить количество производственных единиц оборудования;
• снизить капитальные затраты;
• уменьшить количество переустановок;
• снизить погрешности позиционирования, возникающие при повторном базировании детали.

Для таких отраслей, как авиастроение, автомобилестроение и ветроэнергетика, подобная гибкость может иметь большее значение, чем простое сокращение времени обработки одной детали.

Однако пятиосевой многофункциональный станок одновременно создает ряд ограничений.

1. Синхронизация шпинделей

Количество зубьев инструмента и количество зубьев заготовки определяют соотношение скоростей вращения.

Любая ошибка фазовой синхронизации будет непосредственно отражаться на поверхности зуба.

2. Жесткость и динамический диапазон

Силы резания при скрайвинге, а также высокая частота вращения увеличивают риск возникновения вибраций и автоколебаний.

На результат влияют:

• конструктивная жесткость станка;
• инструментальная оснастка;
• вылет инструмента;
• жесткость крепления заготовки;
• толщина стенок зубчатого венца;
• динамические характеристики системы.

3. Специализация инструмента

Несмотря на высокую гибкость самого технологического процесса, инструмент по-прежнему тесно связан с геометрией обрабатываемого зубчатого профиля.

Для внутреннего и наружного зацепления, шлицев, косозубых колес и других вариантов геометрии требуются соответствующие конструкции инструмента.

Один инструмент не может универсально охватывать все виды геометрии.

Кинематическая структура пятиосевого токарно-фрезерного многофункционального станка

Синхронизация шпинделей и жесткость системы являются необходимыми условиями реализации процесса.

Планирование режимов также не сводится к простому заданию частоты вращения и подачи.

В ходе испытаний AMRC исследовались:

• частота вращения инструмента;
• частота вращения заготовки;
• линейная подача;
• стратегия изменения радиальной глубины резания;
• управление силами резания.

Если глубина резания в начале процесса слишком велика, силы резания и вибрации могут быстро выйти из-под контроля.

Если же глубина резания на завершающем этапе становится слишком малой, может не обеспечиваться стабильное условие резания.

В исследовании сравнивались стратегии логарифмического и экспоненциального уменьшения глубины резания.

Основная задача заключается не в форме самой кривой, а в том, чтобы количество удаляемого материала за каждый проход, силы резания и качество поверхности зубьев находились в управляемом диапазоне.

Именно поэтому технология Gear Skiving долгое время воспринималась как своего рода «черный ящик».

Опытный технолог способен методом проб и ошибок подобрать подходящее технологическое окно, однако стоимость таких испытаний может быть высокой: расходуется материал, станочное время и ресурс инструмента.

Если необходимо распространить технологию на более широкий спектр деталей, опыт необходимо превратить в систематизированный технологический инструментарий:

сначала определить геометрию зацепления → затем спрогнозировать силы резания → после этого скорректировать режимы на основе фактической нагрузки, акустических сигналов, вибраций и результатов измерений на КИМ.

Где технология Gear Skiving наиболее эффективна?

Наиболее привлекательными объектами для скрайвинга являются:

• внутренние зубчатые венцы;
• внутренние шлицы;
• наружные зубья, расположенные рядом с буртами и уступами;
• детали, для которых требуется выполнение нескольких операций за одну установку.

Наружные зубья, косозубые колеса и крупногабаритные зубчатые венцы также могут рассматриваться для применения технологии, однако сложность процесса возрастает по мере увеличения:

• размеров детали;
• количества зубьев;
• твердости материала;
• тонкостенности конструкции;
• требований к стойкости инструмента.

Gear Shaft B

Деталь одновременно содержит внутренние шлицы и наружные косые зубья, что позволяет оценить возможность переноса технологии между различными типами зубчатых профилей.

Пятиосевые многофункциональные станки позволяют вывести Gear Skiving за пределы специализированного оборудования и внедрить технологию в более гибкие производственные ячейки.

Однако одновременно это предъявляет повышенные требования к системе управления станком, конструкции инструмента и технологической подготовке производства.

Реальная возможность применения скрайвинга заключается не в вопросе:

«Насколько быстро он сможет заменить традиционные методы?»

Главное — определить:

• какие типы зубчатых профилей действительно подходят для скрайвинга;
• при каком объеме производства технология экономически оправдана;
• какие требования к точности предъявляются к детали;
• насколько стабильны синхронизация шпинделей и кинематическая система;
• достаточно ли жесткости станка и крепления;
• правильно ли подобран инструмент;
• находится ли процесс в устойчивом технологическом диапазоне.

Если эти условия обеспечены, Gear Skiving становится эффективным инструментом высокопроизводительной зубообработки.

Данная статья предназначена исключительно для профессионального обмена информацией и ознакомления с технологией изготовления зубчатых деталей.

Сообщение Скрайвинг — новая эффективность зубообработки появились сначала на F-Tech.

«Точность 1 мкм», «погрешность ±0,005 мм», «точность позиционирования 0,003 мм» — такие характеристики мы регулярно встречаем в описаниях станков и измерительного оборудования.

Но что скрывается за этими цифрами? И можно ли просто сравнить две цифры в паспортах разных станков и определить, какой точнее?

Не всегда.

Чтобы разобраться, начнём с простого примера.

Двое весов — какие выбрать?

Представим, что вам нужны электронные весы. У вас есть эталонная гиря массой ровно 50 кг, и вы решили проверить два варианта.

Первые весы показывают:

46,01 → 45,98 → 45,97 → 45,99 → 46,02 кг

Вторые:

50,32 → 49,78 → 49,63 → 50,42 → 49,78 кг

Какие весы лучше?

Первые весы каждый раз показывают практически одно и то же — около 46 кг. Разброс минимальный, но реальная масса гири составляет 50 кг.

То есть они стабильно ошибаются.

Вторые весы дают гораздо больший разброс, зато их показания находятся примерно вокруг реальных 50 кг. Среднее значение пяти измерений — около 49,99 кг.

Получается интересная ситуация:

первые весы — стабильные, но неточные;
вторые — менее стабильные, но в среднем точнее.

Именно здесь проявляется главное различие между точностью и повторяемостью.

Точность и повторяемость

Точность показывает, насколько фактический результат близок к заданному или истинному значению.

Например, станку необходимо переместиться в координату:

X = 500,000 мм.

Фактически он остановился на 500,003 мм. Отклонение составляет 3 мкм.

Повторяемость показывает, насколько стабильно станок получает один и тот же результат при многократном повторении.

Если при пяти перемещениях фактическое положение составило:

500,002 → 500,002 → 500,003 → 500,002 → 500,002 мм,

повторяемость высокая.

Но если заданная координата была 500,000 мм, станок каждый раз приходит практически в одно и то же место — просто немного не туда.

Поэтому точность отвечает на вопрос «насколько близко к цели?», а повторяемость — «насколько одинаково получается снова и снова?».

Для станка важны обе характеристики.

А что такое погрешность?

Погрешность — это отклонение фактического результата от заданного значения.

Например, необходимо получить отверстие Ø50,000 мм, а после обработки получаем Ø50,008 мм.

Погрешность составляет +0,008 мм, или +8 мкм.

На неё могут влиять точность перемещения осей, люфты, геометрические ошибки, температурные деформации, вибрации, жёсткость конструкции, инструмент, закрепление заготовки и точность измерения.

Поэтому точность — характеристика не одного узла, а всей системы.

Почему точность позиционирования не равна точности детали?

Допустим, в характеристиках станка указано:

точность позиционирования оси X — ±0,005 мм.

Это означает, что при определённых условиях и по установленной методике фактическое положение оси соответствует заданному с указанным отклонением.

Но это не означает, что любая изготовленная на станке деталь автоматически будет иметь погрешность не более 0,005 мм.

На результат обработки дополнительно влияют инструмент, шпиндель, жёсткость станка, температура, режимы резания, закрепление и деформация детали.

Поэтому паспортная точность станка и точность готовой детали — не одно и то же.

Почему станок может терять точность?

Станок работает в постоянно меняющихся условиях.

Шпиндель, приводы и другие узлы нагреваются, металл расширяется, изменяется геометрия отдельных элементов. При обработке появляются нагрузки, вибрации и деформации.

При обычной обработке эти изменения могут быть незаметны. Но при высокоточной обработке даже несколько микрометров уже имеют значение.

Поэтому современные станки используют системы охлаждения и температурной компенсации, высокоточные направляющие и ШВП, линейные измерительные системы, обратную связь и жёсткие конструкции.

Их задача — обеспечить не разовую точность, а стабильность результата во времени.

А что означает «точность 0,005 мм»?

Одной этой цифры недостаточно.

При сравнении станков важно понимать:

• какая именно характеристика измеряется;
• какая ось проверяется;
• по какой методике и стандарту проводилось испытание;
• в каких условиях;
• отдельно ли указаны точность и повторяемость.

Для контроля применяются специальные измерительные системы — например, лазерные интерферометры и Ballbar, а сами испытания проводятся по установленным методикам.

Поэтому корректнее говорить не просто «точность станка — 0,005 мм», а учитывать, что именно означает эта цифра и при каких условиях она получена.

Точность — не соревнование цифр

Если один станок имеет заявленную точность ±0,005 мм, второй — ±0,003 мм, а третий — ±0,002 мм, это ещё не означает, что третий автоматически лучше.

Важно учитывать не только точность позиционирования, но и повторяемость, геометрическую точность, жёсткость конструкции, стабильность шпинделя, систему обратной связи, температурную стабильность и реальные условия обработки.

В конечном счёте хороший станок — это не тот, у которого самая маленькая цифра в паспорте.

Это станок, который стабильно и предсказуемо обеспечивает требуемый результат в реальном производстве.

А какая точность вообще нужна?

На первый взгляд кажется, что выбор очевиден: первые весы ошибаются почти на 4 кг, а вторые показывают значения, близкие к реальным 50 кг.

Но для обычного взвешивания человека разброс в несколько сотых или десятых килограмма может быть несущественным. А если те же весы использовать для взвешивания драгоценных металлов или точного дозирования вещества в лаборатории, требования будут совсем другими.

Получается простой вывод: точность должна соответствовать конкретной задаче.

То же самое относится и к металлообрабатывающим станкам.

Для одной детали отклонение в несколько сотых миллиметра может быть вполне допустимым. Для другой даже несколько микрометров способны сделать деталь непригодной.

Поэтому при выборе станка первый вопрос должен быть не «насколько он точный?», а:

«Какая точность нужна именно для моей задачи?»

И только после этого имеет смысл разбираться, что означают цифры точности в характеристиках станка.

Почему в одном случае мы выбрали бы первые весы, а в другом — вторые?

Вернёмся к нашим весам.

Для обычного взвешивания человека логичнее выбрать вторые: они показывают значение, близкое к реальному, а небольшой разброс показаний не имеет большого значения.

Но если нужно взвесить, например, 50 граммов золота, ситуация меняется. Несколько десятых грамма разброса уже могут иметь ощутимую стоимость.

А первые весы? Они показывают около 46 г вместо 50 г, зато делают это очень стабильно. Если ошибка постоянная, её можно определить при калибровке и компенсировать поправочным коэффициентом:

50 / 46 ≈ 1,087.

Получается парадокс: стабильно ошибающуюся систему иногда проще откалибровать, чем систему, которая каждый раз ошибается по-разному.

Именно поэтому, говоря о «точности», важно понимать, что конкретно мы оцениваем.

Для станков это особенно важно. Например, фраза «точность 1 мкм» сама по себе ещё мало что говорит. Речь может идти о точности позиционирования, повторяемости или другой характеристике.

Точность позиционирования

Представим, что станку задана координата:

X = 100,000 мм.

Если фактическое положение при испытании находится в диапазоне:

99,999 → 100,001 мм,

максимальное отклонение составляет ±0,001 мм, или ±1 мкм.

Это характеризует точность позиционирования оси.

Но означает ли это, что станок каждый раз будет приходить в одну и ту же точку с точностью до 1 мкм?

Нет. Для этого существует другая характеристика — повторяемость позиционирования.

Повторяемость позиционирования

Теперь несколько раз отправим ось в одну и ту же координату — 100,000 мм.

Например:

99,9995 → 100,0001 → 100,0000 → 99,9998 → 100,0001 мм.

Если разброс между результатами минимальный, станок обладает высокой повторяемостью: он способен снова и снова возвращаться практически в одно и то же положение.

И здесь мы снова видим принцип наших первых весов.

Они тоже имели высокую повторяемость — почти всегда показывали около 46 кг. Их проблема заключалась не в стабильности, а в постоянном смещении относительно истинного значения.

Со станком может быть так же: он способен очень точно повторять одно и то же движение, но каждый раз останавливаться немного не там, где задано.

Поэтому точность позиционирования и повторяемость — разные характеристики, и при оценке станка важно учитывать обе.

Точность обработки

Для производства зачастую важнее не сама точность перемещения, а то, какой результат в итоге получается на детали.

Представим, что необходимо изготовить деталь размером 100,000 мм. Если серия деталей после обработки имеет размеры в диапазоне:

99,999–100,001 мм,

отклонение не превышает ±1 мкм.

Но это уже результат работы не только механики станка. На него влияют точность и повторяемость осей, шпиндель, инструмент, жёсткость конструкции, температура, режимы резания, закрепление детали и измерительная система.

Поэтому нельзя рассуждать так:

«В паспорте указано ±0,005 мм — значит, любую деталь станок изготовит с точностью ±0,005 мм».

Паспортная характеристика относится к конкретному параметру и условиям испытания, а готовая деталь является результатом работы всей технологической системы.

А что такое разрешение?

Разрешение часто путают с точностью.

Если линейка позволяет различить 1 мм, микрометр — 0,01 мм, а измерительная система — 0,001 мм, это говорит о её разрешении: минимальном изменении, которое она способна обнаружить.

Но высокое разрешение не делает станок автоматически точнее.

Представим старый станок с изношенной механикой и установим на него современную измерительную систему, способную видеть изменения в нанометровом диапазоне.

Мы сможем гораздо точнее измерить ошибки станка, но сама механика от этого лучше не станет.

Это как поставить очень точный термометр на старую печь: мы лучше увидим изменения температуры, но печь не начнёт нагреваться равномернее. 😄

Поэтому разрешение измерительной системы и точность станка — разные характеристики.

Так что же мы называем «точностью»?

Если собрать всё вместе, получаем четыре разных понятия:

Поэтому, увидев в характеристиках фразу «точность станка — 1 мкм», не стоит сразу делать вывод, что станок «сверхточный».

Первый вопрос должен быть проще:

«А что именно здесь измеряли?» 😎

Что важнее для станка: точность или повторяемость?

Если точность позиционирования и повторяемость — разные характеристики, какая из них важнее?

Для реального производства особенно важна повторяемость.

Представим, что станок несколько раз должен прийти в координату X = 100,000 мм.

Если он показывает:

100,001 → 100,001 → 100,002 → 100,001 → 100,001 мм,

у него есть небольшое отклонение, но оно стабильно и предсказуемо. Такую систематическую ошибку во многих случаях можно скорректировать с помощью компенсации.

Это похоже на первые весы: они стабильно показывали около 46 кг вместо 50 кг. Если величина ошибки известна, её можно учесть при калибровке.

А теперь другая ситуация:

99,998 → 100,003 → 99,999 → 100,004 → 99,997 мм.

Здесь ошибка каждый раз разная. Одной поправкой такой разброс не устранить.

Именно поэтому систематическую ошибку можно во многих случаях компенсировать, а случайный разброс — гораздо сложнее.

Для серийного производства это принципиально важно. Если станок способен снова и снова приходить практически в одно и то же положение, его поведение становится предсказуемым, а детали — стабильными от одной к другой.

Поэтому при оценке станка недостаточно спросить:

«Насколько точно он приходит в заданную координату?»

Нужно спросить и:

«Насколько стабильно он делает это снова и снова?»

Высокая точность показывает, насколько близко станок может работать к заданному значению. Высокая повторяемость — насколько стабильно он способен воспроизводить этот результат.

Для реального производства нужны обе характеристики.

Почему так сложно обеспечить высокую повторяемость?

Станок — это не просто механика. В его работе одновременно участвуют механические узлы, приводы, измерительные системы, электроника и ЧПУ.

Чтобы станок мог точно управлять движением, ему сначала нужно понять, где ось находится на самом деле.

Принцип работы выглядит примерно так:

реальное положение → измерительная система → электрический сигнал → ЧПУ → корректирующая команда.

Например, ЧПУ задаёт координату X = 100,000 мм. Привод перемещает ось, а линейный энкодер или оптическая линейка сообщает системе её фактическое положение.

И первая проблема возникает уже здесь: измерить положение с микронной точностью — непростая задача.

Но даже идеальная измерительная система не решит всё.

Сама механика постоянно меняется под воздействием:

• трения и вибраций;
• нагрева приводов и ШВП;
• температурного расширения;
• нагрузок и деформаций;
• износа инструмента;
• изменения условий обработки.

Поэтому даже одинаковая команда ЧПУ не всегда выполняется в абсолютно одинаковых физических условиях.

При обычной обработке изменение на несколько сотых миллиметра может быть незаметным. Но:

0,01 мм = 10 мкм.

Когда речь идёт о точности в несколько микрометров, значение начинают иметь даже небольшие изменения температуры, зазоров, нагрузки или положения механических элементов.

Именно поэтому высокая повторяемость — это не просто хороший датчик.

Необходимо, чтобы вся система — механика, приводы, измерение и управление — работала стабильно и согласованно.

И чем выше требования к точности, тем больше мелких физических факторов приходится контролировать и компенсировать.

Но измерить движение — ещё не значит получить идеальный результат

Даже если измерительная система точно определяет положение оси, это ещё не гарантирует стабильного результата.

Во время работы станок испытывает нагрузки: при ускорении возникают инерционные силы, при резании — силы резания, а при нагреве изменяются размеры деталей и узлов.

В результате элементы конструкции могут немного деформироваться или смещаться. При точности в несколько микрометров даже такая деформация уже влияет на результат.

Есть и обратная проблема: чем жёстче конструкция, тем меньше её деформация — но тем сложнее её измерить.

Поэтому одного высокоточного датчика недостаточно. Чтобы обеспечить высокую повторяемость, необходимо одновременно контролировать:

жёсткость механики → точность перемещения → обратную связь → температуру → обработку измерительных данных.

Только согласованная работа всей системы позволяет станку стабильно воспроизводить одно и то же движение.

Откуда берётся нестабильность?

Одной точной измерительной системы недостаточно. Чтобы получить высокую повторяемость, механика должна одинаково реагировать на одну и ту же команду.

И здесь возникает проблема трения.

При небольшом перемещении привод сначала преодолевает сопротивление направляющих, передач и предварительного натяга. Ось может некоторое время не двигаться, а затем резко сместиться.

Так возникает эффект stick-slip — «прилипание–проскальзывание»:

усилие растёт → движение отсутствует → сопротивление преодолено → происходит скачок → движение снова останавливается.

При точности в несколько микрометров даже такие небольшие скачки уже могут влиять на результат.

Кроме того, положение оси может зависеть от направления движения, нагрузки, температуры и времени простоя. Поэтому одна и та же команда не всегда приводит к абсолютно одинаковому результату.

Если ошибка каждый раз разная, компенсировать её одной поправкой невозможно.

Поэтому высокая повторяемость начинается с механики

Конструкция станка должна минимизировать влияние:

• трения и люфтов;
• вибраций;
• деформаций;
• температуры;
• изменения нагрузки.

Для этого применяются точные направляющие, предварительно нагруженные ШВП, прецизионные приводы и системы обратной связи.

Чем выше требования к точности, тем важнее не только измерить движение, но и обеспечить стабильное поведение самой механики.

Точность должна сохраняться во всём диапазоне

Есть ещё одна характеристика, о которой часто забывают, — линейность.

Представим, что у нас снова есть весы.

На них встаёт человек массой 75 кг — и весы показывают ровно 75 кг.

Отлично.

Но затем мы проверяем их с другими нагрузками:

50 кг → весы показывают 44 кг
75 кг → показывают 75 кг
100 кг → показывают 108 кг

Получается, что в одной точке весы работают практически идеально, а при других нагрузках начинают заметно ошибаться.

Такая система обладает плохой линейностью.

Хорошая линейность означает, что показания системы предсказуемо соответствуют реальному значению во всём рабочем диапазоне, а не только в одной выбранной точке.

И это очень важно для станка.

Причём здесь станок?

Представим, что ось станка имеет ход 1000 мм.

Было бы недостаточно проверить её точность только в одной координате — например, около середины диапазона.

Допустим, на отметке 500 мм станок показывает практически идеальный результат.

Но что происходит в начале и в конце рабочего хода?

Если при:

100 мм → ошибка +2 мкм
500 мм → ошибка 0 мкм
900 мм → ошибка −5 мкм

то назвать такую систему одинаково точной по всему диапазону уже нельзя.

Для реальной обработки важно, чтобы характеристики станка сохранялись на всём рабочем перемещении, а не только в одной удобной точке.

Именно поэтому при испытаниях станка проверяют не только отдельное положение, но и поведение оси на различных участках её рабочего диапазона.

Почему линейность может нарушаться?

Причин может быть много.

Например:

• геометрические ошибки направляющих;
• погрешности шарико-винтовой пары;
• изменение шага винта по длине;
• температурное расширение;
• деформация элементов конструкции;
• ошибки измерительной системы;
• особенности работы приводов;
• изменение нагрузки на разных участках перемещения.

Получается ещё одна важная составляющая общей точности.

Станок должен быть не просто точным в одной точке. Он должен оставаться предсказуемым во всём диапазоне своих рабочих перемещений.

Три разных вопроса к одному станку

Теперь у нас уже можно выделить сразу несколько характеристик.

Точность позиционирования:
насколько близко станок приходит к заданной координате?

Повторяемость позиционирования:
насколько стабильно он возвращается в эту координату снова и снова?

Линейность:
насколько равномерно сохраняется эта точность по всему рабочему диапазону?

А если добавить сюда точность обработки, мы получаем уже гораздо более полную картину реальных возможностей станка.

Именно поэтому фраза «точность станка — 1 мкм» без уточнений может быть недостаточно информативной.

Нужно понимать:

1 мкм — чего именно?
В какой координате?
На каком диапазоне?
При каком количестве повторений?
По какой методике измеряли?

Только после этого цифра начинает действительно что-то нам говорить.

Главное — смотреть не на цифру, а на принцип

Теперь можно сформулировать главный вывод.

Оценивая измерительную систему или станок, недостаточно смотреть на цифру в паспорте. Сначала нужно понять:

что измеряется → каким физическим принципом → насколько стабильно работает система → какие ошибки возникают → можно ли их компенсировать.

Особенно важна повторяемость.

Если система ошибается примерно одинаково, такую ошибку можно измерить и во многих случаях компенсировать. Если же результат каждый раз меняется непредсказуемо, одной коррекцией проблему не решить.

Поэтому правильный вопрос звучит не:

«Какая точность заявлена?»

а:

«За счёт какого физического принципа эта точность вообще достигается?»

Можно установить на станок сверхчувствительный датчик, способный фиксировать изменения в микрометрах и нанометрах. Но если сама механика нестабильна, датчик станок точнее не сделает — он лишь точнее покажет его ошибки.

Настоящая точность — это результат согласованной работы механики, приводов, измерительной системы, ЧПУ, компенсации ошибок и температурной стабилизации.

Именно поэтому при выборе оборудования важно смотреть не только на точность позиционирования, но и на повторяемость, точность обработки и условия, в которых эти характеристики получены.

Потому что измерить ошибку и устранить ошибку — две совершенно разные задачи.

Сообщение Что такое точность станка: позиционирование, повторяемость и точность обработки появились сначала на F-Tech.

Смотрим визуализацию работы станка в цифровой среде с демонстрацией его конструкции, перемещений и основных рабочих процессов.

Сообщение ⚙️ Цифровой двойник станка появились сначала на F-Tech.

При выборе горизонтального обрабатывающего центра важно учитывать не только технические характеристики, мощность шпинделя и размеры рабочего пространства. Конструкция станка напрямую влияет на его жёсткость, точность, устойчивость при обработке и возможности работы с различными типами деталей.

Сегодня на рынке наиболее распространены три основные конструктивные схемы горизонтальных обрабатывающих центров: прямая T-образная, перевёрнутая T-образная и конструкция с крестообразным столом.

Каждая из них имеет свои особенности, преимущества и ограничения. От правильного выбора конструкции зависит не только производительность оборудования, но и качество обработки, стабильность работы и эффективность станка в конкретном производственном процессе.

В этой статье разберёмся, чем отличаются три основные конструкции горизонтальных обрабатывающих центров, в чём их сильные и слабые стороны и для каких задач каждая из них подходит лучше всего.

Горизонтальный обрабатывающий центр с прямой T-образной конструкцией.

Конструкция:

Станина имеет прямую T-образную компоновку: верхняя часть шире нижней, а при взгляде с передней стороны станка конструкция напоминает букву «T». Рабочий стол перемещается по оси Z, а колонна — по оси X.

Преимущества:

• высокая жёсткость и устойчивость конструкции;
• оптимальное распределение нагрузок;
• уверенная работа при тяжёлой обработке;
• высокая несущая способность при обработке крупных и тяжёлых деталей;
• стабильная точность и хорошая сохранность геометрии станка;
• эффективный отвод стружки;
• подходит для обработки сложных корпусных деталей, пресс-форм и крупногабаритных заготовок.

Особенно эффективна для:

тяжёлых и сложных корпусных деталей, пресс-форм, деталей для авиационной и автомобильной промышленности, а также высокоточного серийного производства и гибких автоматизированных производственных линий.

Пример оборудования:

Одним из примеров оборудования для тяжёлой обработки является FHM-100 — горизонтальный обрабатывающий центр с рабочей зоной 1600×1300×1300 мм, столом 1000×1000 мм и максимальной нагрузкой до 3000 кг. Масса станка составляет 20 тонн, а шпиндель BT50 мощностью 22/26 кВт рассчитан на силовую обработку. В опциональном исполнении крутящий момент шпинделя достигает 1360 Н·м, что позволяет эффективно работать с труднообрабатываемыми материалами, включая титановые и никелевые сплавы.

Особенности:

Такая конструкция отличается высокой массой и сложностью изготовления, поэтому занимает больше производственного пространства и, как правило, стоит дороже. Большая масса подвижных узлов может несколько ограничивать динамические характеристики станка.

Пример оборудования: Посмотреть подходящие модели можно в каталоге горизонтально-фрезерные центры F-TECH® с ЧПУ

Перевёрнутая T-образная конструкция горизонтального обрабатывающего центра

Конструкция:

Станина имеет перевёрнутую T-образную компоновку: нижняя часть шире верхней, а при взгляде с передней стороны станка конструкция напоминает перевёрнутую букву «T». Рабочий стол перемещается по оси X, а колонна — по оси Z.

Преимущества:

• низкий центр тяжести, высокая устойчивость и сопротивление опрокидыванию;
• жёсткая и стабильная конструкция;
• компактная компоновка и меньшая занимаемая площадь;
• сниженная масса подвижных узлов обеспечивает высокую динамику и скорость перемещений;
• удобная интеграция системы смены паллет и двух рабочих столов;
• высокая производительность и эффективность автоматизированного производства;
• более привлекательное соотношение цена/возможности по сравнению с прямой T-образной конструкцией.

Особенности:

При работе с особо тяжёлыми заготовками и выполнении интенсивного тяжёлого резания жёсткость конструкции несколько ниже, чем у прямой T-образной схемы. Несущая способность рабочего стола также обычно уступает прямой T-образной конструкции.

Пример оборудования:

Для серийного и среднесерийного производства, где важны производительность и сокращение вспомогательного времени, хорошим примером является горизонтальный обрабатывающий центр MH-50APC с двухпаллетным автоматическим сменщиком. Два паллетных стола 500×500 мм позволяют совмещать обработку детали с установкой следующей заготовки, повышая загрузку оборудования. Быстрые перемещения до 24 000 мм/мин и шпиндель BT50 делают станок подходящим для интенсивной обработки корпусных деталей из стали, чугуна и труднообрабатываемых сплавов.

Особенно эффективна для:

серийной высокопроизводительной обработки деталей малого и среднего размера, корпусных и клапанных деталей, дисков, а также для автоматизированных производственных линий, оборудования для новой энергетики и универсальной высокоточной обработки.

Горизонтальный обрабатывающий центр с крестообразным столом

Конструкция:

Колонна станка неподвижна. Рабочий стол выполняет двунаправленное перемещение по осям X и Z непосредственно по станине, формируя крестообразную схему перемещений. Шпиндельная бабка перемещается по колонне в направлении оси Y.

Преимущества:

• простая и проверенная временем конструкция;
• сравнительно низкая стоимость изготовления;
• компактные габариты и небольшая занимаемая площадь;
• удобство сборки и технического обслуживания;
• хорошие динамические характеристики при обработке лёгких заготовок;
• высокая стабильность точности при соответствующих нагрузках.

Особенности и ограничения:

• грузоподъёмность рабочего стола обычно ограничена и, как правило, составляет до 1 т;
• большая инерция подвижного узла по оси Z ограничивает возможность увеличения скорости перемещений;
• относительно высокий общий центр тяжести снижает жёсткость и виброустойчивость при тяжёлой обработке;
• при работе с крупногабаритными деталями возможно ограничение рабочей зоны из-за взаимных перемещений узлов;
• пространство для отвода стружки обычно менее свободное, чем у более тяжёлых конструктивных схем.

Особенно эффективна для:

обработки небольших и лёгких деталей, мелко- и среднесерийного производства, а также задач, где приоритетом являются доступная стоимость оборудования и высокоточная лёгкая обработка.

Пример оборудования:

Для обработки небольших и средних корпусных деталей в мелко- и среднесерийном производстве может применяться компактный горизонтальный обрабатывающий центр MH-500. Станок оснащён рабочим столом 500×500 мм с максимальной нагрузкой до 600 кг, поворотом стола с шагом 1° и перемещениями по осям X/Y/Z 800/700/700 мм. Конструкция рассчитана на многостороннюю обработку деталей за один установ, что позволяет сократить количество переустановок и повысить точность обработки.

Сравнение трех конструктивных схем

При выборе конструктивной схемы станка ключевыми критериями являются жесткость, способность воспринимать высокие нагрузки, динамические характеристики, стоимость изготоления и занимаемая площадь. Наиболее распространенными решениями являются прямая Т-образная схема, перевернутая Т-образная схема и конструкция с крестовым столом.

Прямая Т-образная схема отличается максимальной жесткостью и высокой несущей способностью. Такое исполнение хорошо подходит для тяжелого резания и обработки крупных деталей, однако требует значительных габаритов и более высоких затрат на изготовление.

Перевернутая Т-образная схема представляет собой более сбалансированный вариант. Распределение подвижных узлов позволяет получить высокую жесткость при относительно компактных габаритах и обеспечить хорошие динамические характеристики. Благодаря этому данная конструкция хорошо подходит для станков, где требуется сочетание производительности, точности и способности работать под значительной нагрузкой.

Конструкция с крестовым столом является наиболее простой и экономичной. Неподвижная колонна упрощает компоновку и позволяет сократить занимаемую площадь. При этом перемещение рабочего стола сразу по двум координатам увеличивает подвижную массу, что ограничивает динамические характеристики и несущую способность конструкции. Поэтому такая схема преимущественно применяется в станках легкого и среднего класса.

Таким образом, выбор конструктивной схемы напрямую зависит от назначения станка: для тяжелого резания приоритетом становится максимальная жесткость, для универсального оборудования — оптимальное сочетание жесткости, динамики и стоимости, а для компактных экономичных станков — простота конструкции и минимальные габариты.

Выбор конструктивной схемы горизонтального обрабатывающего центра

Выбор конструктивной схемы горизонтального обрабатывающего центра определяется прежде всего характером обрабатываемых деталей, требуемой производительностью, уровнем нагрузок и предъявляемыми требованиями к точности. Каждая из рассмотренных схем имеет свою область рационального применения.

Прямая Т-образная схема целесообразна там, где на первый план выходят жесткость конструкции и способность станка стабильно работать при значительных силах резания. Она особенно востребована при обработке крупных и тяжелых деталей, а также при необходимости обеспечения высокой точности в течение длительного срока эксплуатации.

Перевернутая Т-образная схема является более универсальным решением. Она сочетает достаточную жесткость с хорошими динамическими характеристиками, позволяет повысить скорость перемещений и производительность оборудования. Поэтому данная схема особенно эффективна для обработки деталей малого и среднего размера, серийного производства и автоматизированных производственных участков. При этом она обеспечивает привлекательное соотношение производительности, технических возможностей и стоимости.

Конструкция с крестовым столом ориентирована прежде всего на компактные и экономичные станки. Она подходит для обработки небольших деталей при относительно невысоких нагрузках и легких режимах резания. Основными преимуществами такой схемы являются простота конструкции, небольшая занимаемая площадь и сравнительно низкая стоимость оборудования. При этом по жесткости и возможностям тяжелой обработки она уступает Т-образным компоновкам.

Таким образом, выбор схемы определяется не только техническими характеристиками станка, но и конкретными условиями его эксплуатации: массой и габаритами деталей, режимами резания, требуемой производительностью, уровнем автоматизации и бюджетом проекта.

Сообщение Как выбрать конструкцию горизонтального обрабатывающего центра: T-образная, перевёрнутая T-образная или крестообразная? появились сначала на F-Tech.

Компания ООО ТД «Вторцветмет» приняла участие в выставке, представив на собственном стенде (Павильон 1, стенд 1D3) разработки в области цифровизации процессов металлообработки и автоматизации производственных процессов.

Ключевым направлением экспозиции стала совместная с ЧелГУ разработка компании — программное обеспечение для систем ЧПУ металлорежущих обрабатывающих центров и  роботизированных систем. Решение ориентировано на задачи импортозамещения и развитие отечественных технологий в области станкостроения.

На стенде посетители могли ознакомиться с возможностями разработки:

• визуализацией процессов 5D-обработки;
• синхронной работой сервоприводов и систем управления по заданным траекториям в формате 5D обработки;
• возможностями интеграции программного обеспечения в современные производственные комплексы;
• решениями для автоматизации и высокоточной обработки деталей.

Разработка ООО ТД «Вторцветмет» и ЧелГУ направлена на создание отечественной альтернативы зарубежным системам ЧПУ и позволяет повысить точность обработки, автоматизировать производственные процессы и обеспечить интеграцию оборудования в современные российские производственные системы.

Помимо демонстрации собственной разработки, специалисты компании провели деловые встречи с представителями промышленного сектора, обсудили актуальные задачи предприятий и перспективы внедрения современных решений для металлообработки.

Представление проекта губернатору Челябинской области

В рамках участия в международной промышленной выставке ИННОПРОМ-2026 состоялась встреча генерального директора группы компании АО «ЧВЦМ» Борисова Владимира Олеговича с губернатором Челябинской области Алексеем Текслером.

В ходе встречи Владимир Олегович представил проект компании — разработку отечественного программного обеспечения для систем ЧПУ металлорежущих станков и  роботизированных систем, рассказал о его возможностях и значении для развития современных производственных технологий.

В мероприятии приняли активное участие учредители компании Федоров Павел Александрович и Федоров Анатолий Александрович, которые присутствовали при презентации проекта и обсуждении перспектив развития отечественных решений в области станкостроения.

В рамках встречи были представлены возможности программного обеспечения: визуализация процессов 5D-обработки, управление технологическими траекториями, работа сервоприводов и интеграция решения в современные производственные комплексы.

Проект ООО ТД «Вторцветмет» направлен на развитие отечественных технологий в сфере ЧПУ, повышение технологической независимости предприятий и создание современных решений для автоматизации производственных процессов.

Переговоры с промышленными предприятиями и развитие партнерских отношений

В рамках выставки ИННОПРОМ-2026 команда ООО ТД «Вторцветмет» провела ряд деловых встреч с представителями крупнейших промышленных предприятий России. В числе компаний, с которыми состоялись переговоры, — ПАО «ММК», Группа «Синара», «ДСТ-Урал», «Завод Роботов», АО «Красный Октябрь», ПАО «ТМК» и другие предприятия промышленного сектора.

В ходе встреч специалисты компании представили возможности ООО ТД «Вторцветмет», рассказали о собственных разработках в области программного обеспечения для систем ЧПУ, а также обсудили перспективы сотрудничества в сфере поставки современного металлообрабатывающего оборудования, автоматизации производственных процессов и реализации совместных проектов.

Проведенные переговоры позволили установить новые деловые контакты, укрепить существующие партнерские связи и обозначить дальнейшие направления взаимодействия с ведущими промышленными предприятиями страны. Особый интерес промышленные предприятия региона проявили к проекту создания 5-ти осевого обрабатывающего центра FVT-650-5Х на площадке ООО «ВЦМ» в рамках комплексного проекта по созданию Станкостроительного производства. Линейка локализуемых в Челябинске станков серии FVT – это на 90% Российское оборудование, со столами 500\650\800мм и кол-вом управляемых координат до 5.

Подписание соглашения о сотрудничестве с Челябинским государственным университетом

Важным событием деловой программы ИННОПРОМ-2026 стало подписание соглашения о сотрудничестве между Челябинским государственным университетом и ООО ТД «Вторцветмет».

Церемония состоялась на полях выставки в присутствии губернатора Челябинской области Алексея Текслера. Документ подписали ректор Челябинского государственного университета Сергей Таскаев и учредитель ООО ТД «Вторцветмет» Павел Федоров.

Соглашение вошло в число трех партнерских документов, подписанных ЧелГУ с ведущими промышленными предприятиями региона. Документы направлены на развитие долгосрочного сотрудничества в сфере наукоемких технологий, подготовки инженерных кадров и реализации совместных научно-практических проектов.

Все подписанные соглашения интегрированы в проект межуниверситетского кампуса мирового уровня, создаваемого в рамках национального проекта «Молодежь и дети». Для ООО ТД «Вторцветмет» участие в данной инициативе открывает новые возможности для взаимодействия с научным сообществом, развития перспективных технологий и подготовки квалифицированных специалистов для отечественной промышленности.

Совместный стенд ООО ТД «Вторцветмет» и Челябинского государственного университета

Одной из особенностей участия ООО ТД «Вторцветмет» в ИННОПРОМ-2026 стала совместная работа с Челябинским государственным университетом.

На выставочной площадке был представлен общий стенд, объединивший промышленную экспертизу компании и научный потенциал университета. Такой формат наглядно продемонстрировал важность взаимодействия бизнеса, науки и образования в развитии современных технологических решений.

Ключевым направлением экспозиции стала собственная разработка компании — российская система ЧПУ для управления 5-осевыми станками и роботизированными комплексами «Кванта+».

Решение разработано для задач импортозамещения и развития отечественных технологий в области станкостроения. Система обеспечивает управление сложными технологическими процессами, открывает возможности для автоматизации производства и применения современных цифровых решений в промышленности.

Объединение компетенций ООО ТД «Вторцветмет» и Челябинского государственного университета создает основу для реализации перспективных проектов, направленных на развитие отечественных технологий и повышение технологической независимости промышленности.

Представитель ООО ТД «Вторцветмет» вошел в число лучших молодых промышленников России

В рамках Международной промышленной выставки ИННОПРОМ-2026 состоялась церемония награждения финалистов V Всероссийской премии «Молодой промышленник года».

Главный технолог ООО ТД «Вторцветмет» Алексей Бузыкин вошел в ТОП-200 финалистов престижной премии, которая проводится при поддержке Министерства промышленности и торговли Российской Федерации и объединяет перспективных представителей промышленной отрасли со всей страны.

Алексей Бузыкин является одним из ключевых специалистов компании и принимает участие в развитии направления современного станкостроения, внедрения металлообрабатывающего оборудования F-TECH™ и реализации проектов в области промышленной автоматизации.

Под его руководством был реализован ряд технологических задач, связанных с развитием оборудования с ЧПУ, включая разработку технологии сборки вертикально-фрезерного обрабатывающего центра F-TECH серии FMC 1160 с применением российской системы ЧПУ FMS 3300, поддерживающей управление до 5 осей.

Вклад специалистов такого уровня является важной частью развития отечественного станкостроения и подтверждает высокий уровень инженерной экспертизы ООО ТД «Вторцветмет».

Включение представителя компании в число финалистов премии стало признанием профессиональных компетенций команды ВЦМ и подтверждением значимости инженерных кадров в реализации технологических проектов компании.

Итоги участия в ИННОПРОМ-2026

Участие ООО ТД «Вторцветмет» в Международной промышленной выставке ИННОПРОМ-2026 стало не просто презентацией компании, а важным шагом в развитии новых технологических направлений и укреплении позиций в сфере современного станкостроения.

За время работы выставки компания продемонстрировала собственные инженерные разработки, представила российскую систему ЧПУ «Кванта+», расширила партнерские связи с ведущими промышленными предприятиями, укрепила сотрудничество с научным сообществом и подтвердила готовность участвовать в создании технологических решений будущего.

Сегодня ООО ТД «Вторцветмет» — это не только поставщик современного металлообрабатывающего оборудования, но и компания, которая развивает компетенции, формирует партнерские экосистемы и создает условия для внедрения передовых технологий в российскую промышленность.

Являясь официальным представителем бренда F-TECH™ в России, компания обеспечивает полный цикл сопровождения проектов: от подбора оборудования и поставки станков до внедрения, сервисного обслуживания и технической поддержки на протяжении всего срока эксплуатации.

Объединяя опыт промышленного предприятия, инженерную экспертизу специалистов и сотрудничество с научными организациями, ООО ТД «Вторцветмет» продолжает двигаться вперед — создавая решения, которые помогают российской промышленности развиваться, повышать эффективность производства и укреплять технологическую независимость страны.

ИННОПРОМ-2026 стал еще одной важной страницей в истории компании и подтвердил — будущее промышленности создается теми, кто уже сегодня развивает технологии завтрашнего дня!

Сообщение Компания ООО ТД «Вторцветмет» представила решения для развития отечественного станкостроения на выставке ИННОПРОМ-2026 появились сначала на F-Tech.

5-осевые портальные обрабатывающие центры широко применяются при производстве авиационных компонентов, космической техники, железнодорожного транспорта, а также сложной инструментальной оснастки. Благодаря одновременному управлению по пяти координатам оборудование позволяет обрабатывать детали сложной пространственной формы за одну установку, сокращая производственный цикл и обеспечивая высокую точность геометрии.

Рассматриваемый в исследовании обрабатывающий центр был специально разработан для изготовления пресс-форм, предназначенных для производства прозрачных авиационных изделий методом литья под давлением. Конструкция станка обеспечивает выполнение как черновой, так и чистовой обработки, гарантируя высокую точность размеров и превосходное качество поверхности готовых изделий.

1. Общая концепция конструкции станка

1.1 Общая компоновка механической системы

Общая компоновка высокоскоростного 5-осевого портального обрабатывающего центра 2550 представлена на рис. 1. Станок построен по портальной схеме, обеспечивающей высокую жесткость конструкции, стабильность геометрии и точность обработки крупногабаритных деталей.

Конструкция предусматривает неподвижное расположение рабочего стола и боковых стоек портала. Поперечная балка, каретка и ползун перемещаются вдоль оси X по направляющим, установленным на боковых стойках, с приводом от линейных двигателей. По оси Y каретка и ползун также приводятся в движение линейными двигателями, перемещаясь по поперечной балке. Перемещение по оси Z осуществляется посредством шарико-винтовой передачи (ШВП), обеспечивающей вертикальное движение ползуна.

Обрабатывающий центр оснащен двухосевой поворотной фрезерной головкой A/C, обеспечивающей полноценную 5-осевую обработку. Поворот вокруг оси Z в диапазоне ±360° формирует ось C, а качание вокруг оси X в пределах ±110° — ось A.

Для повышения универсальности обработки используется сменная конструкция фрезерной головки. Внутри ползуна располагается базовый механизм оси C, а автоматическая система смены головок позволяет выбирать одну из двух головок оси A, предназначенных соответственно для черновой и чистовой обработки. Смена выполняется полностью автоматически с использованием магазина головок, что значительно сокращает время переналадки оборудования.

Перемещение по оси X осуществляется по четырем высоконагруженным линейным направляющим, разделенным на две группы и установленным на боковых стойках портала (рис. 2). Первичная часть линейного двигателя закреплена на поперечной балке, а вторичная расположена между направляющими каждой группы, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки и высокую динамическую точность перемещения.

По оси Z применяется двухприводная система на базе шарико-винтовых передач, повышающая надежность конструкции и обеспечивающая стабильность точностных характеристик станка в процессе эксплуатации.

Все линейные оси оснащены оптическими линейными измерительными системами (линейными энкодерами), работающими по схеме полного замкнутого контура управления. Такое решение позволяет существенно повысить точность позиционирования, повторяемость обработки и компенсировать влияние температурных и механических погрешностей.

Совместная работа трех линейных осей (X, Y, Z) и двух поворотных осей (A, C) обеспечивает полноценную 5-осевую интерполяционную обработку, необходимую для изготовления деталей со сложными пространственными поверхностями.

Предложенная компоновка полностью соответствует требованиям высокоскоростной обработки крупногабаритных авиационных пресс-форм для изготовления прозрачных элементов, а также обеспечивает эффективную обработку сложных силовых конструкций и деталей современных воздушных судов.

Рисунок 1. Общая компоновка высокоскоростного 5-осевого портального обрабатывающего центра 2550

Обозначения:

1. Левая стойка портала
2. Поперечная балка
3. Каретка (ось Y)
4. Рабочий стол
5. Магазин сменных фрезерных головок
6. Двухосевая поворотная фрезерная головка (A/C)
7. Ползун (ось Z)
8. Правая стойка портала

1.2 Конструктивное проектирование и методы инженерного анализа

При проектировании высокоскоростного 5-осевого портального обрабатывающего центра применялся современный подход, основанный на методах динамического моделирования и цифрового инженерного анализа. С учетом необходимости создания семейства станков основные конструктивные узлы разрабатывались по модульному принципу, что позволяет упростить модернизацию оборудования, расширить его функциональные возможности и сократить сроки разработки новых моделей.

Трехмерное проектирование конструкции выполнялось в системе PTC Creo (Pro/ENGINEER), обеспечивающей высокую точность цифровой модели и удобство последующего инженерного анализа.

Для исследования кинематики и динамики механизмов, прежде всего двухосевой поворотной фрезерной головки A/C, использовался программный комплекс MSC ADAMS. Проведение виртуального моделирования позволило оценить характеристики движения, динамические нагрузки и оптимизировать конструкцию еще на этапе проектирования.

Прочностной расчет несущих элементов станка и их оптимизация выполнялись методом конечных элементов в программном комплексе ANSYS. Анализу подвергались как вся конструкция станка, так и наиболее ответственные базовые узлы — портал, поперечная балка, ползун и другие крупногабаритные элементы.

Комплексное применение современных CAD/CAE-технологий позволило создать конструкцию с высокой жесткостью, минимальным уровнем вибраций и сниженной массой подвижных узлов. Благодаря этому удалось повысить динамические характеристики оборудования, увеличить скорость ускорений и быстрых перемещений, а также обеспечить высокую точность обработки при работе на больших скоростях.

Особое внимание при разработке конструкции было уделено организации рабочей зоны. Компоновка станка выполнена с учетом требований эргономики: обеспечен удобный доступ оператора к рабочему пространству, зона обслуживания оптимизирована для безопасной эксплуатации и сокращения времени вспомогательных операций (рис. 3).

Рисунок 2 — Схема размещения линейного двигателя оси X

Рисунок 3 — Первая собственная форма колебаний станка

В ходе разработки станка были проведены исследования методов проектирования базовых несущих узлов, технологий их механической обработки и сборки, обеспечивающих высокую точность изготовления и стабильность геометрических характеристик оборудования.

Особое внимание уделялось анализу жесткости конструкции, экспериментальному исследованию ее динамических характеристик, а также оценке влияния вибраций на точность обработки. Полученные результаты позволили оптимизировать конструкцию станка и обеспечить стабильную работу оборудования даже при высокоскоростном резании.

Неотъемлемой частью разработки стало внедрение интеллектуальных технологий управления, включая системы компенсации температурных деформаций, автоматической температурной коррекции и адаптивной обработки. Применение этих технологий позволяет поддерживать высокую точность обработки независимо от изменения условий эксплуатации и внешних факторов.

Для реализации полноценной 5-осевой обработки в системе ЧПУ используется функция RTCP (Rotation Tool Center Point) — автоматическая компенсация положения центра инструмента при повороте осей A и C. Данная технология обеспечивает сохранение фактического положения режущей кромки относительно обрабатываемой поверхности независимо от изменения пространственной ориентации инструмента, что существенно повышает точность обработки сложных деталей и упрощает программирование управляющих программ.

2. Основные технические характеристики и сравнительный анализ

Высокоскоростной 5-осевой портальный обрабатывающий центр 2550 с автоматической сменой фрезерных головок был сопоставлен с аналогичными моделями ведущих европейских производителей — Zimmermann FZ38 (Германия) и Forest-Liné TH Series (Франция). Сравнение выполнено по основным техническим характеристикам и эксплуатационным параметрам, что позволяет объективно оценить конкурентоспособность разработанной конструкции.

Таблица 1 — Сравнение основных технических характеристик и эксплуатационных параметров высокоскоростных 5-осевых портальных обрабатывающих центров

3. Проектирование и выбор ключевых узлов станка

3.1 Проектирование и выбор приводов линейных осей

3.1.1 Проектирование и выбор приводов осей X и Y

Для перемещения по осям X и Y в конструкции станка применяются линейные двигатели Siemens. Поскольку подвижные узлы обрабатывающего центра имеют значительную массу, для обеих осей выбран линейный двигатель Siemens 1FN3-900, отличающийся максимальным тяговым усилием в своей серии.

Линейный двигатель 1FN3 представляет собой синхронный двигатель с постоянными магнитами. Его основными преимуществами являются высокая удельная мощность, значительный запас перегрузочной способности и эффективная система жидкостного охлаждения. Конструкция двигателя выполнена по модульному принципу и поставляется в виде встроенной приводной системы (рис. 4).

Двигатель состоит из первичной и вторичной частей. В зависимости от требований к точности обработки система может комплектоваться охлаждением первичной части двигателя или охлаждением вторичной магнитной направляющей. Первичная часть имеет фиксированные типоразмеры, тогда как вторичная собирается из отдельных магнитных секций, позволяющих формировать привод практически любой необходимой длины. При необходимости несколько линейных двигателей могут работать синхронно, обеспечивая тяговое усилие, значительно превышающее возможности стандартной конфигурации.

По оси X перемещается поперечная балка вместе с кареткой и ползуном. Общая масса подвижной системы достигает 18 тонн, поэтому в конструкции используются тяжелонагруженные роликовые линейные направляющие MR65 и роликовые каретки MRB65 швейцарского производства.

Благодаря низкому коэффициенту трения роликовые направляющие обеспечивают высокую динамическую и статическую жесткость, что особенно важно для крупногабаритных портальных станков. Для повышения надежности применяются каретки увеличенной длины и ширины. Каждая каретка имеет статическую грузоподъемность до 295 кН и динамическую грузоподъемность до 530 кН. С учетом необходимого запаса прочности на каждой направляющей оси X установлено по четыре каретки.

По оси Y перемещается узел, состоящий из каретки и ползуна, общей массой около 8 тонн. Для этой оси также применяются роликовые направляющие MR65 и каретки MRB65, однако на каждой направляющей установлено по три каретки, что полностью соответствует расчетной нагрузке.

Для обеспечения устойчивой работы при высоких скоростях перемещения каждая направляющая оснащается демпфирующими элементами, снижающими вероятность возникновения резонансных колебаний, а также гидравлическими зажимами аварийного торможения, предназначенными для безопасной остановки подвижных узлов при нештатных ситуациях.

Рисунок 4 — Конструктивная схема линейного двигателя SIEMENS серии 1FN3

3.1.2 Проектирование и выбор привода оси Z

Для перемещения по оси Z используется двухприводная система на базе шарико-винтовой передачи (ШВП), обеспечивающая высокую надежность, точность позиционирования и стабильность работы станка при обработке крупногабаритных деталей.

Привод состоит из двух синхронно работающих серводвигателей SIEMENS серии 1FK7, расположенных симметрично по обеим сторонам ползуна. Каждый двигатель соединен с шарико-винтовой передачей SHUTON посредством высокоточного безлюфтового соединения через муфту KTR. Такая компоновка обеспечивает равномерное распределение нагрузок и предотвращает возникновение перекосов при перемещении по вертикальной оси.

Для компенсации массы подвижных узлов в конструкции дополнительно предусмотрены два гидравлических цилиндра, установленные по обеим сторонам ползуна. Они компенсируют 70–80 % веса ползуна, каретки и двухосевой поворотной фрезерной головки, благодаря чему снижается нагрузка на привод оси Z, повышается динамика перемещений и улучшается точность позиционирования.

Общая масса подвижных элементов оси Z, включающая ползун и двухосевую фрезерную головку, составляет около 6,5 т. Для обеспечения необходимой жесткости и грузоподъемности применяются тяжелонагруженные роликовые линейные направляющие MR65 и роликовые каретки MRD65 швейцарского производства. На каждой направляющей установлено по три каретки, что обеспечивает высокую устойчивость конструкции при обработке с большими нагрузками.

3.2 Проектирование и выбор привода поворотных осей

Одним из наиболее ответственных узлов высокоскоростного 5-осевого портального обрабатывающего центра является двухосевая поворотная фрезерная головка A/C, обеспечивающая обработку сложных пространственных поверхностей.

Поворот головки вокруг оси Z на ±360° формирует ось C, а наклон вокруг оси X в диапазоне ±110° образует ось A. Приводы обеих поворотных осей выполнены на базе моментных (torque) двигателей, позволяющих получать высокий крутящий момент без применения механических редукторов. Такое решение обеспечивает отсутствие люфта, высокую плавность движения и точность позиционирования при 5-осевой обработке.

Для расширения технологических возможностей станок оснащается двумя автоматически сменяемыми фрезерными головками, каждая из которых оптимизирована под определенный режим обработки.

Для тяжелой черновой обработки используется высокомоментная головка немецкого производства серии G30, оснащенная шпинделем мощностью 42 кВт с максимальной частотой вращения 7000 об/мин и максимальным крутящим моментом 400 Н·м. В качестве инструментального интерфейса применяется конус HSK-A100, рассчитанный на выполнение высоконагруженных операций.

Для высокоскоростной чистовой обработки применяется вторая головка серии G30 мощностью 34 кВт, обеспечивающая частоту вращения шпинделя до 24 000 об/мин и максимальный крутящий момент 72 Н·м. Головка оснащается инструментальным интерфейсом HSK-A63, предназначенным для высокоскоростной прецизионной обработки.

Автоматическая смена фрезерных головок осуществляется с помощью специализированного магазина головок, что позволяет быстро переключаться между режимами черновой и чистовой обработки без участия оператора и существенно сокращает время переналадки оборудования (рис. 5).

Рисунок 5 — Магазин автоматической смены фрезерных головок

3.2.1 Автоматическая система смены фрезерных головок

Автоматическая смена поворотной части оси A осуществляется с использованием комбинированной системы, включающей зажимной механизм CyTeb и быстроразъемное соединение CyFit. Такое решение обеспечивает полностью автоматизированную замену фрезерных головок без участия оператора, значительно сокращая время переналадки оборудования.

Система CyFit представляет собой высокоточное быстроразъемное соединение для подключения пневматических и гидравлических магистралей. Конструкция отличается компактными размерами, высокой надежностью и обеспечивает передачу рабочих сред с минимальными гидравлическими потерями даже при больших расходах. Благодаря низкому гидравлическому сопротивлению поддерживается стабильное рабочее давление, что положительно влияет на надежность работы автоматической системы смены головок.

Зажимной механизм CyTeb выполняет функцию высокоточного механического соединения и фиксации сменной головки. Одним из его ключевых преимуществ является способность автоматически компенсировать небольшие отклонения положения сопрягаемых деталей при стыковке. Это позволяет надежно соединять узлы даже при наличии незначительных погрешностей позиционирования, исключая необходимость применения дополнительных направляющих элементов или резьбовых соединений.

Совместное использование систем CyFit и CyTeb обеспечивает высокую точность установки, надежную фиксацию сменной головки и стабильность работы станка при выполнении как черновой, так и высокоскоростной чистовой обработки.

Конструктивная схема системы автоматической смены представлена на рис. 6.

Рисунок 6 — Схема механизма автоматической смены фрезерной головки

3.3 Проектирование и выбор системы ЧПУ

Для управления высокоскоростным 5-осевым портальным обрабатывающим центром в качестве системы числового программного управления была выбрана SINUMERIK 840D компании Siemens. Данная система ЧПУ широко применяется на современном высокоточном металлорежущем оборудовании и обеспечивает эффективное управление сложными технологическими процессами, включая высокоскоростную 5-осевую обработку.

Архитектура SINUMERIK 840D построена на трех независимых вычислительных модулях:

• MMC-CPU — процессор человеко-машинного интерфейса (HMI);
• NC-CPU — процессор числового программного управления;
• PLC-CPU — процессор программируемого логического контроллера.

Каждый процессор выполняет собственные специализированные функции, при этом все три модуля работают как единая интегрированная система, обеспечивая высокую производительность, надежность и быстродействие комплекса управления.

По сравнению с предыдущими поколениями систем ЧПУ семейства SINUMERIK (880 и 840C), система SINUMERIK 840D обладает рядом существенных преимуществ:

• полностью цифровая система управления приводами;
• поддержка управления до 31 оси, включая до 10 шпинделей;
• полноценная 5-осевая интерполяция для обработки деталей сложной пространственной геометрии;
• графический пользовательский интерфейс на базе операционной системы Windows, обеспечивающий удобство эксплуатации и сокращающий время обучения операторов;
• широкий набор встроенных технологических функций и мощные средства программирования;
• возможность удаленной диагностики и сервисного обслуживания оборудования;
• комплексная система защиты оборудования и контроля ошибок;
• высокая степень интеграции аппаратных средств;
• модульная архитектура, упрощающая модернизацию и расширение функциональных возможностей;
• встроенная высокопроизводительная промышленная PC-платформа;
• открытая программно-аппаратная архитектура, обеспечивающая гибкую интеграцию с современными производственными системами.

Благодаря сочетанию высокой вычислительной мощности, развитых функций управления движением и широких возможностей технологического программирования система SINUMERIK 840D полностью соответствует требованиям высокоскоростной 5-осевой обработки и обеспечивает высокую точность изготовления сложнопрофильных деталей авиационной, автомобильной и инструментальной промышленности.

Сообщение Высокоскоростной 5-осевой портальный обрабатывающий центр 2550 для производства высокоточных пресс-форм появились сначала на F-Tech.

⚙ ООО ТД «ВЦМ» принял участие в выставке, представив собственную разработку — программное обеспечение для систем ЧПУ металлорежущих роботизированных станков.

В рамках ИННОПРОМ-2026 специалисты компании продемонстрировали возможности отечественного решения: визуализированный процесс 5D-обработки, работу сервоприводов и систем управления по заданным траекториям, а также интеграцию программного обеспечения в современные производственные комплексы.

Экспозицию Челябинской области посетили представители федеральных и региональных органов власти, руководители промышленных предприятий и эксперты отрасли. В числе гостей выставки — губернатор Челябинской области Алексей Текслер и другие представители промышленного сообщества.

Разработка ВЦМ направлена на развитие отечественного станкостроения, повышение точности обработки, автоматизацию производственных процессов и снижение зависимости от зарубежных технологических решений.

Участие в ИННОПРОМ-2026 стало важным этапом в развитии собственных технологий компании и укреплении позиций ВЦМ в направлении создания современных решений для промышленности.

Подробнее — по ссылке https://www.1obl.ru/news/ekonomika/chelyabinskaya-oblast-pokazala-budushchee-promyshlennosti-na-innoprome-2026/

Сообщение ⚙ ООО ТД «ВЦМ» принял участие в выставке, представив собственную разработку. появились сначала на F-Tech.

ЧелГУ и «Вторцветмет» объединят усилия для реализации совместных проектов в области математики, IT и материаловедения. Одной из ключевых инициатив станет создание молодежной лаборатории по станкостроению — шаг к развитию отечественных технологий и подготовке новых инженерных кадров.

На полях Международной промышленной выставки ИННОПРОМ-2026 в Екатеринбурге в присутствии губернатора Челябинской области Алексея Текслера ректор Челябинского государственного университета Сергей Таскаев подписал соглашения о сотрудничестве с тремя ведущими предприятиями региона.

✍️ Документы о партнерстве подписаны с генеральным директором АО «Челябинский электрометаллургический комбинат» Вячеславом Попковым, учредителем ООО ТД «Вторцветмет» Павлом Федоровым, генеральным директором ООО «Нефть-Сервис» Михаилом Камышевым.

🤝 Документы закрепляют долгосрочные партнерские отношения, направленные на развитие наукоемких технологий, экологическую модернизацию и подготовку кадров для промышленности. Все три соглашения интегрированы в проект межуниверситетского кампуса мирового уровня, создаваемого в рамках национального проекта «Молодежь и дети».

Подробнее — по ссылке https://www.1obl.ru/news/ekonomika/chelgu-i-zavody-obedinyat-usiliya-v-proekte-mezhuniversitetskogo-kampusa/

Сообщение ЧелГУ и «Вторцветмет» объединят усилия для реализации совместных проектов появились сначала на F-Tech.

Наиболее распространёнными являются 3-осевые и 5-осевые обрабатывающие центры. Несмотря на схожий принцип работы, их возможности существенно отличаются.

Что такое 3-осевая обработка?

При 3-осевой обработке инструмент перемещается по трём линейным координатам:

• X — продольное перемещение;
• Y — поперечное перемещение;
• Z — вертикальное перемещение.

Такая схема является классической для большинства вертикальных фрезерных обрабатывающих центров.

3-осевые станки отлично подходят для обработки плоских поверхностей, пазов, отверстий, карманов и большинства стандартных деталей машиностроения.

Преимущества 3-осевой обработки

✔ Простота программирования;

✔ Более доступная стоимость оборудования;

✔ Высокая производительность при обработке типовых деталей;

✔ Простота обслуживания и эксплуатации.

Ограничения

При обработке сложных деталей оператору часто приходится выполнять несколько переустановок заготовки для доступа к различным поверхностям. Каждая дополнительная установка увеличивает время производства и может негативно влиять на точность.

Что такое 5-осевая обработка?

5-осевая обработка дополнительно использует две поворотные оси, позволяющие изменять положение детали или инструмента в процессе работы.

Помимо линейных перемещений X, Y и Z, добавляются вращательные оси A, B или C.

Это позволяет инструменту подходить к детали практически под любым углом без необходимости её переустановки.

Преимущества 5-осевой обработки

✔ Обработка сложных пространственных поверхностей;

✔ Снижение количества установов детали;

✔ Повышение точности готового изделия;

✔ Сокращение времени производства;

✔ Улучшение качества поверхности;

✔ Возможность изготовления деталей сложной геометрии за одну установку.

Где применяется 5-осевая обработка?

Технология востребована в отраслях, где требуется высокая точность и сложная геометрия деталей:

• авиационная промышленность;
• энергетическое машиностроение;
• медицинская техника;
• инструментальное производство;
• изготовление пресс-форм и штампов;
• автомобилестроение.

Какой вариант выбрать?

Если предприятие производит типовые детали с обработкой преимущественно в одной или нескольких плоскостях, оптимальным решением станет современный 3-осевой обрабатывающий центр.

Если же производство связано со сложными пространственными поверхностями, высокой точностью и необходимостью сокращения времени обработки, стоит рассмотреть внедрение 5-осевых технологий.

Несмотря на более высокую стоимость оборудования, 5-осевой станок позволяет значительно сократить производственный цикл, уменьшить количество переустановок и повысить качество готовой продукции.

Заключение

3-осевая и 5-осевая обработка решают разные производственные задачи. Выбор технологии зависит от сложности деталей, требований к точности и объёмов производства.

Специалисты ООО ТД «ВЦМ» помогут подобрать оптимальное оборудование F-TECH под ваши задачи и рассчитать экономическую эффективность внедрения современных технологий обработки.

Сообщение 3-осевая и 5-осевая обработка: в чем разница и какую технологию выбрать? появились сначала на F-Tech.