Что такое двухшпиндельный станок с ЧПУ, как он функционирует и каковы его преимущества?

2025-11-15

Двухшпиндельный станок с ЧПУ — это тип станка с числовым программным управлением, оснащённый двумя независимыми шпинделями, способный одновременно или последовательно обрабатывать обе стороны заготовки либо выполнять несколько операций. Его ключевые преимущества заключаются в повышении производительности и обеспечении высокой точности.

I-Двухшпиндельный станок с ЧПУ оснащён двумя параллельными шпинделями, которые называются главным (основным) шпинделем и вспомогательным (подшпинделем). Эти два шпинделя могут двигаться независимо или работать согласованно, выполняя многооперационную обработку обеих сторон заготовки или одной и той же стороны.

• Часто он оснащается такими компонентами, как поворотные револьверные головки (башни) и приводные инструментальные головки, что делает его подходящим для обработки сложных заготовок, таких как валы и диски, требующих многосторонней и фронтально-тыльной (передне-задней) обработки.

Двухшпиндельный-ЧПУ-токарный-станок

Можно представить это так:

• Традиционный одношпиндельный токарный станок — это как кухня с одной горелкой: сначала нужно дождаться, пока приготовится одно блюдо, прежде чем приступить ко второму.

• Двухшпиндельный токарный станок — это как кухня с двумя рядом расположенными горелками: два повара (два шпинделя) могут готовить одновременно, или один может заниматься предварительной обработкой, а другой — финишной, что значительно повышает эффективность.

1. Основные рабочие режимы:

• Два шпинделя обычно расположены лицом к лицу вдоль прямой линии.

• Первый шпиндель (главный шпиндель) отвечает за обработку правого конца заготовки.

• После завершения обработки этого конца второй шпиндель (вспомогательный шпиндель) перемещается в рабочую позицию, чтобы взять заготовку.

• Затем второй шпиндель выполняет обработку другого конца заготовки (конца, который ранее удерживался первым шпинделем).

• Этот процесс позволяет выполнить все (или почти все) операции обработки одной детали за одно зажимание, реализуя производственную концепцию «Выполнено за один проход» (Done-in-One) — полный цикл обработки за одну установку.

2. Структурная классификация:

Расположение шпинделей, как правило, является либо параллельным, либо симметричным.

Параллельная конфигурация с двумя шпинделями:

• В этой установке вспомогательный шпиндель может перемещаться как по оси X, так и по оси Z, что упрощает извлечение детали после обработки — готовая деталь может быть напрямую перемещена в лоток для деталей, выдута и затем передана дальше с помощью синхронизированного ремня.

• Туда-сюда движение вспомогательного шпинделя по оси X также позволяет выполнять более сложные операции обработки.

Эта структура обычно используется в швейцарских автоматических токарных станках.

В этом дизайне головка шпинделя перемещается, а режущие инструменты остаются неподвижными, что приводит к более высокой скорости обработки, уменьшению вибрации инструмента, повышенной точности при обработке длинных и тонких деталей, а также к более высокому уровню автоматизации и интеллектуальности.

Структурная-схема-параллельного-двухшпиндельного-токарного-станка

Структурная-схема-симметричного-двухшпиндельного-токарного-станка

Симметричная двухшпиндельная конфигурация:

• В этой схеме подшпиндель может перемещаться только вперёд и назад по оси Z. Как только он достигает заданного положения, режущий инструмент приближается к материалу для начала обработки.

• Такая конструкция подходит для простых валовых деталей, но не соответствует требованиям обработки сложных операций, таких как фрезерование специальных канавок на боковой поверхности или эксцентрических окружностей.

• Хотя данная конфигурация обеспечивает высокую концентричность между главным и подшпинделем, ограниченная подвижность подшпинделя означает, что извлечение готовой детали требует помощи механического поворотного рычага. Рычаг захватывает деталь, а затем отводит её назад.

• Однако из-за большого количества повторяющихся движений рычаг подвержен металлической усталости и заклиниванию, а также может столкнуться с шпинделем или режущим инструментом, что приводит к более высокому проценту отказов и дорогостоящим расходам на обслуживание.

• Подобная конструкция часто используется в двухревольверных ЧПУ токарных станках и двухшпиндельных токарных станках с продольной обработкой.

Автоматическая-разгрузка-параллельного-двухшпиндельного-токарного-станка

Автоматическая-разгрузка-симметричного-двухшпиндельного-токарного-станка

II. В чём заключается фундаментальное различие между двухшпиндельным и одношпиндельным токарным станком?

• Одношпиндельный токарный станок — это как «работать в одиночку, как одиночный солдат», а двухшпиндельный токарный станок — это как «работать сообща, как на конвейерной линии».

• Это фундаментальное различие приводит к значительным отличиям в производительности, точности и возможностях автоматизации.

Ниже мы подробно сравним их ключевые отличия с нескольких сторон：

1. Самое очевидное различие: физическая конструкция

Одношпиндельный токарный станок:

• Имеет только один шпиндель (зажим), который используется для удержания заготовки.

• Обычно оснащён одной поворотной головкой (башней) или использует конструкцию с прямолинейным суппортом (инструментальным суппортом).

• Обычно применяет простой механический шпиндель.

Внутренняя-конструкция-CNC-автоматического-токарного-станка

Двухшпиндельный-швейцарский-автоматический-токарный-станок

Двухшпиндельный токарный станок:

• Имеет два шпинделя, которые обычно расположены лицом к лицу вдоль прямой линии.

• Второй шпиндель (часто называемый вспомогательным шпинделем) может перемещаться в рабочую позицию, чтобы взять заготовку у первого шпинделя (главного шпинделя).

• Для поддержки различных функций обработки часто требуется индексация и поворот шпинделей.

• Обычно чаще используются электрические шпиндели (моторизованные шпиндели), которые обеспечивают лучшую производительность и управляемость.

2. Различие в основных рабочих режимах

Это коренная причина всех остальных отличий:

Одношпиндельный токарный станок:

Процесс:

ажать заготовку → Обработать сторону A → Выгрузить заготовку → (Вручную переориентировать деталь) → Повторно зажать заготовку → Обработать сторону B → Выгрузить заготовку.

Проблема:

Для выполнения обработки обеих сторон детали требуется две отдельные операции зажима.Кроме того, при обработке непустотелых длинных валов заготовка может упасть до завершения обработки из-за своего центра тяжести, что приводит к образованию заусенцев и хвостиков («tailpins»).

Хвостовой-пинн-выступ-образуется-при-отрезке-на-одношпиндельном-токарном-станке

Технология-стыковой-отрезки-с-параллельными-шпинделями

Двухшпиндельный токарный станок:

Процесс:

Зажать заготовку на главном шпинделе → Обработать сторону A → Вспомогательный шпиндель перемещается для взятия заготовки → Обработать сторону B → Выгрузить полностью обработанную деталь.

Преимущество:

Позволяет выполнить все токарные операции за одно зажимание, что повышает как эффективность, так и точность.

Когда заготовка отрезается, подшпиндель включается для её зажима, что помогает обеспечить высокое качество обработки поверхности отрезанного торца и предотвращает образование заусенцев и хвостиков (tailpins).

III. Чёткие различия в преимуществах и недостатках двухшпиндельных и одношпиндельных станков с ЧПУ

Пункт	Одношпиндельный станок	VS	Двухшпиндельные станки с ЧПУ
Количество шпинделей	1	-	2
Тип шпинделей	Механический шпиндель	-	Электрические шпиндели
Производительность обработки	Вторичное зажимание занимает много времени, и за один цикл можно получить только одну полуготовую деталь.	＜	Бесшовное соединение уменьшает время простоя. В одном цикле может быть произведено одно готовое изделие.
Точность обработки	Вторичное зажимание неизбежно приводит к повторным ошибкам позиционирования, влияющим на коаксиальность, перпендикулярность и т. д.	＜	Однократная зажимка с единым эталоном исключает ошибки вторичной зажимки. Особенно подходит для деталей с положительными и отрицательными значениями с высокими требованиями к точности.
Степень автоматизации	Для выполнения полной обработки необходимо оснастить станок роботами или манипуляторами для переворачивания и перемещения детали, что делает систему сложной.	＜	Заготовка автоматически перемещается внутри станка с ЧПУ. Для формирования эффективного автоматизированного комплекса требуется только простое устройство загрузки и разгрузки. Заготовка автоматически перемещается внутри станка с ЧПУ. Для формирования эффективного автоматизированного комплекса требуется только простое устройство загрузки и разгрузки.
Обработка сложных деталей	Для деталей со сложной структурой (таких как детали с внутренними полостями и резьбой на обоих концах) обработка затруднена или даже невозможна.	＜	Различные модули режущего инструмента могут быть установлены на обоих шпинделях для выполнения различных обработок и их завершения за один цикл обработки.
Сложность эксплуатации	Одноканальная система, простая эксплуатация.	＜	Многоканальная система, требующая более квалифицированного персонала.
Стоимость оборудования	Простая конструкция, небольшие начальные инвестиции, но для удовлетворения производственных требований необходимо удвоить количество оборудования.	＜	Стоимость одного станка выше, но комплексная эксплуатационная стоимость ниже, чем у двух одношпиндельных станков.
Стоимость занимаемой площади	При одинаковой производительности требуется удвоение количества оборудования, а общая площадь помещений больше при добавлении автоматизации и других конфигураций.	＜	Площадь, занимаемая двухшпиндельным станком, меньше, чем у двух одношпиндельных станков.
Энергозатраты	Выше (стоимость).	＜	Низкая (предположительно, относящаяся к...)
Область применения	Изделия без вторичной обработки для простых процессов.	＜	Подходит для различных сложных типов изделий
Тип станка	токарный станок с секционным инструментальным столом， токарный станок с револьверным инструментальным столом，автоматический токарный станок с кулачковым управлением	-	швейцарские автоматические ЧПУ-токарные станки，ЧПУ токарный станок с двумя независимыми башнями，двухшпиндельные токарные станки с ЧПУ типа с секционным инструментальным столом

IV. Как сделать наиболее подходящий выбор между двухшпиндельным и одношпиндельным станком с ЧПУ?

Это очень важный вопрос принятия решения.

Выбор между двухшпиндельным и одношпиндельным токарным станком по сути сводится к компромиссу между инвестиционными затратами, производственной эффективностью, точностью обработки и требованиями к автоматизации.

1. Соображения, основанные на самой детали

✅ Деталь требует высокой точности обработки "спереди-назад" или "с двух концов"

Сценарий:

На обоих концах детали предъявляются строгие требования к коаксиальности, позиционной точности или необходимость сопряжения внутренней и внешней резьбы.

Причина:

На одношпиндельных станках вторичное зажимание неизбежно приводит к ошибкам повторного позиционирования. Двухшпиндельный токарный станок выполняет всю обработку за одно зажимание с единым эталоном, что позволяет идеально обеспечить точность элементов на обоих концах.

Детали-подвергнутые-токарной-обработке-с-двух-сторон

Детали-с-односторонней-токарной-обработкой

✅ Деталь имеет сложную конструкцию, из-за чего вторичное зажимание затруднено или требует много времени

Сценарий:

Деталь имеет неправильную форму (например, не круглое сечение), и после первого этапа обработки трудно найти стабильную и надёжную опору для зажима.

Причина:

Вспомогательный шпиндель двухшпиндельного токарного станка непосредственно принимает деталь, исключая необходимость поиска новой опоры, что упрощает операцию.

✅ Деталь имеет высокую стоимость, и необходимо минимизировать процент брака

Сценарий:

Сырьё для детали дорогое (например, титановый сплав, жаропрочный сплав), или на предыдущих операциях уже было вложено много труда и времени обработки.

Причина:

Неопределённости, вызванные ручным вторичным зажимом, являются одной из основных причин брака. Двухшпиндельный токарный станок автоматически передаёт деталь, что значительно снижает процент брака, вызванного ошибками оператора.

Типичные детали:

Дорогостоящие компоненты, где любая ошибка в процессе обработки может привести к значительным потерям (например, прецизионные элементы в авиации, медицинском оборудовании и т. д.).

✅Сценарии, в которых одношпиндельный ЧПУ токарный станок всё ещё подходит (не требуется рассматривать двухшпиндельный станок)

• Мелкосерийное производство (одна партия < 100 штук) с частой сменой типа изделий, где невозможно реализовать преимущество в эффективности двухшпиндельного станка.

• Простые конструкции деталей, которые требуют только односторонней, однопроцессной обработки без сложных требований к точности.

• Ограниченный бюджет, при котором инвестиции в двухшпиндельный станок (обычно в 1,5–3 раза дороже одношпиндельного) превышают ожидаемые производственные затраты.

👉 Спасибо за внимание!
👉 TAIKE производитель швейцарских ЧПУ станков с 20-летним опытом, мы специализируемся на предоставлении решений для прецизионной обработки.
👉 Для ваших металлических деталей, требующих оценки обработки, мы предлагаем:
✅ Бесплатные предложения по обработке
✅ Оценку времени обработки
✅ Поддержку испытаний прототипов
👉 Узнайте больше о нашем полном ассортименте ЧПУ токарных станков и швейцарских токарных станков прямо сейчас!
👉 Добро пожаловать в нашу компанию для связи с нами!

CNC-кулачковый-автоматический-токарный-станок-с-точностью-4

SC-15 Высокоэффективный CNC кулачковый автоматический токарный станок с пятью одновременно работающими токарными резцами, предназначенный для токарной и фрезерной обработки.

由 admin | 24 10 月, 2025

CNC-кулачковый-автоматический-токарный-станок-с-точностью-3-1

SC-20 Пять резцов для токарной обработки, работающих одновременно на высокоэффективном CNC кулачковом автоматическом токарном станке, способном выполнять токарную и фрезерную обработку

由 admin | 24 10 月, 2025

SA-125Горизонтальный швейцарский токарный станок с ЧПУ для продольной резки

Последние новости