4 года назад
При этом для выполнения данных работ используются специальные резцы разнообразных форм. Именно они являются в таком станке главным режущим инструментом. Чтобы сделать отверстие, также применяют сверла, зенкеры и развертки. Если есть специальные приспособления, то токарный станок вполне пригоден и для того, чтобы шлифовать, фрезеровать, нарезать зубья.
В зависимости от того, где находится шпиндель, несущий приспособление для крепления заготовки, токарные станки принято делить вертикальные и горизонтальные.
Из чего состоит токарный станок
Основа токарного станка - это всегда станина. Так называется достаточно массивная опора, на которой укреплены все узлы станка. Самым главным требованием, которое предъявляют к станине, остается ее прочность. Масса станины должна быть такова, чтобы не допустить опрокидывания станка. Уровень вибрации также должен быть минимальным.
Токарный станок состоит из таких основных узлов: передняя бабка (которую также называют шпиндельной), задняя бабка, станина, коробка подач, а также суппорт с фартуком.
Следует помнить, что передняя бабка — самая сложная деталь. Она включает в себя редуктор со шпинделем на нем и блок электронного управления. Суппорт и задняя бабка перемещаются по направляющим станины. Под кожухом передней бабки расположен электродвигатель.
Задняя бабка перемещается по станине вдоль оси вращения. Ее предназначение в том, чтобы прижимать заготовку к ведущему центру, который находится на шпинделе. Составная часть задней бабки - это пиноль. На нее крепится центр, вращающийся или не вращающийся. Он упирается своим острием в заготовку. Заготовку крепят в патроне шпинделя или в центрах передней или задней бабки.
Есть возможность регулировать скорость вращения заготовки в соответствии с режимом резания. Опорой для резца является подручник. Суппорт обеспечивает жесткое крепление резца. Он также позволяет резцу точно перемещаться по всем трем координатам.
Существуют следующие виды токарных станков: токарно-винторезный, токарно-карусельный, лоботокарный, токарно-револьверный, автомат продольного точения, многошпиндельный токарный автомат, токарно-фрезерный обрабатывающий центр. Особый вид токарных станков - это станки с числовым программным обеспечением.
Как известно, работа с металлом требует определённых навыков и специального оборудования. Так, изготовление металлических изделий разной формы может производиться только на токарных станках по металлу. Однако перед эксплуатацией или починки в случае поломки, необходимо ознакомиться с устройством данного агрегата.
Предназначение и разновидности токарных станков
Основная задача любого токарного станка - изготовление металлической детали необходимой формы. В этом специалисту помогают различные рычаги и крепления, расположенные на устройстве. Благодаря им, домашний мастер может без труда провести внутреннюю или наружную резьбу, изготовить сложные изделия или просто обработать заготовку.
Существует 2 разновидности токарных станков - это бытовые (домашние) и производственные изделия. Первый вариант представляет собой уменьшенную копию своего собрата с некоторыми ограничениями в функциональности. Вторая же разновидность устройств предназначена для работы с металлом на крупных предприятиях, где ежедневно изготавливается множество изделий различной формы.
Домашние устройства прежде всего отличаются габаритами. Но несмотря на ограниченную функциональность, их рабочий потенциал расположен на высоком уровне. Конечно, из-за своих размеров они могут работать только с небольшими заготовками, но в домашних условиях этого вполне достаточно.
Устройство токарного станка
В каждом изделии для работы с металлом имеется несколько важных деталей:
- Станина.
- Передняя бабка.
- Задняя бабка.
- Шпиндель.
- Суппорт.
- Электросхема и электродвигатель.
Именно на них основывается работа токарного станка, поэтому данные компоненты следует рассмотреть более подробно.
Станина
Станину можно сравнить с материнской платой, что установлена в ПК. Именно на этот элемент тем или иным образом крепятся остальные детали. Поэтому станину можно смело называть базой токарного станка по металлу.
Форма данного элемента представляет собой своеобразный пролёт моста, который установлен на двух основаниях, соединяющихся между собой, и деталью с продольными стенками. Такая конструкция обеспечивает жёсткость установки и движение некоторых деталей при необходимости.
Устройство передней бабки
На левом конце станины имеется деталь, называющаяся передней бабкой. Данный элемент всегда имеет одну и ту же форму. Основная функция - придание заготовке вращение и удержание её во время работы. Соответственно, при необходимости скорость вращения должна регулироваться.
За это отвечает коробка скоростей, устанавливаемая на переднюю бабку. Благодаря рычагам, мастер может задать необходимую скорость оборотов шпиндельного узла. Узел подаёт сигнал на шпиндель, который вращается благодаря подшипникам.
Шпиндельный узел передней бабки - один из наиболее важных элементов. Низкое качество этой детали или выход из строя не дадут возможности обработать заготовку должным образом. Прямолинейность же и параллельность работы можно узнать по крайним направляющим станины.
Конструкция задней бабки
Компонент, именуемый задней бабкой, отвечает за фиксацию заготовок при их помещении в обработочный центр токарного станка. Также на неё можно закрепить различные инструменты и приспособления (свёрла, метчики, развёртки и т. д.). В отличие от передней бабки, задняя деталь может иметь несколько разновидностей. Например, на одних моделях имеется обычный, а на других - встроенный вращающийся центр
.
Если на заднюю бабку установлен обычный центр, то корпус монтируется на специальную плиту, которая, в свою очередь, устанавливается на направляющие. При этом в корпусе токарного станка по работе с металлом делается отверстие, по которому движутся пиноль и гайка.
Встроенные вращающиеся центры чаще всего устанавливаются на изделия с ускоренной обработкой металла. Из-за этого меняется форма и конструкция задней бабки токарного станка. Так, основные изменения будут в пиноли, где появится отверстие с подшипниками и коническими роликами. Именно в это отверстие будет установлен центр.
Осевое усилие при обработке металла берёт на себя упорный шарикоподшипник . Однако если втулка соединяется с пинолью специальным стопорящим приспособлением, вращения не будет. Это следует учитывать при выборе токарного станка по работе с металлом.
Описание шпинделя
Шпиндель - это резьбовой вал, имеющий отверстие в виде конуса. Важность данного элемента обосновывается тем, что многие компоненты токарного станка созданы именно для работы шпинделя. Отверстие в нём сделано для крепления различных инструментов, переднего центра и оправок.
Если данный элемент выходит из строя, обработка металла становится невозможной. Поэтому качество и исправность данного изделия - важный параметр для работы на токарном станке. Проверять наличие люфтов или лёгкой слабины необходимо постоянно.
Устройство суппорта
Эта деталь обеспечивает движение резцедержателя . При этом перемещение относительно оси может быть:
- Продольным.
- Поперечным.
- Наклонным.
Движение обеспечивается благодаря т. н. салазкам, которые устанавливаются на станину. Резцовые же головки фиксируются сверху суппорта.
Электросхема и электродвигатель
Работа всего устройства возложена на электрические компоненты, установленные в корпусе токарного станка. Как известно, электросхемы нужны для подключения, подачи и регулирования тока на определённые детали. В токарном же станке электрическая схема обычно работает от двигателя, имеющего короткозамкнутый ротор.
Электродвигатель приводит в движение все компоненты агрегата. Определённые разновидности могут иметь несколько скоростей и, соответственно, регулировку оборотов. Благодаря этому можно более эффективно работать с металлом.
Токарный станок - вещь недешёвая. Поэтому перед приобретением в первую очередь необходимо чётко обозначить бюджет и требуемую функциональность. Исходя из этого можно приступать к выбору модели.
Сразу стоит отметить, что не рекомендуется брать устройства для бытового пользования, которые уже были в употреблении. Однако если бюджет сильно ограничен, можно рискнуть. Главное, перед покупкой необходимо как следует протестировать устройство.
Итак, при выборе следует акцентировать внимание на следующих моментах:
- Тип токарного станка. В большинстве случаев вполне достаточно бытового (домашнего) типа. Однако если обработка заготовок будет проводиться ежедневно и в больших объёмах, рекомендуется обратить внимание на промышленные модели.
- Питающее напряжение. Наилучший вариант - приобретать изделия, работающие не от трёхфазной сети.
- Мощность. Для работы в домашних условиях вполне хватит станка с мощность в 1 кВт.
- Габариты. Громоздкое и тяжёлое оборудование наверняка придётся размещать на специальном укреплённом столе. Поэтому чем эргономичнее устройство - тем лучше. Конечно, не в ущерб функциональности.
- Максимальный диаметр обработки. От данного параметра зависят общие возможности по обработке заготовок.
- Дополнительные приспособления, расширяющие функциональность токарного станка.
- Наличие автоматического движения суппорта. Мастера токарного дела очень рекомендуют приобретать модели, где имеется автоматическое перемещение этого элемента.
- Количество рычагов и маркировка. Как правило, чем больше этих элементов - тем лучше. Однако также рекомендуется акцентировать внимание на наличие градиентной шкалы у рычагов, чтобы была возможность регулировки.
Стоит сказать, что среди подобных изделий лидирует отечественный станок «Корвет» . Данная модель достаточно давно завоевала популярность и уверенно удерживает первое место по соотношению цена - качество.
Токарно-винторезные станки имеют практически однотипную компоновку, примером которой может служить станок 16К20 (рис. 6.1). Основными его узлами являются станина; передняя (шпиндельная) бабка, в которой может быть размещена коробка скоростей; коробка подач; суппорт с резцедержателем и фартуком; задняя бабка.
Станина служит для монтажа всех основных узлов станка и является его основанием. Наиболее ответственной частью станины являются направляющие, по которым перемещаются каретка суппорта и задняя бабка.
Передняя бабка закреплена на левом конце станины. В ней находится коробка скоростей станка, основной частью которой является шпиндель. Развертка коробки скоростей станка 16К20 показана на рис. 6.2. В некоторых станках коробка скоростей размещена в передней тумбе станины. В этом случае она связана со шпинделем ременной передачей. Такие станки называют станками с разделенным приводом.
А - передняя (шпиндельная) бабка; Б - суппорт; В - задняя бабка; Г - фартук; Л - станина; Е - коробка подач; 1 - рукоятка управления фрикционной муфтой главного привода; 2 - вариатор подачи, шага резьбы и отключения механизма подачи; 3 - вариатор подачи и типа нарезаемой резьбы; 4 - вариатор подачи и шага резьбы; 5 - переключатель на левую или правую резьбу; 6 - рукоятка установки нормального или увеличенного шага резьбы и положения при делении на заходы резьбы (многозаходной); 7 и 8 - рукоятки установки частоты вращения шпинделя; 9 - вводный автоматический выключатель; 10 - лампа сигнальная; 11 - включение насоса СОЖ; 12 - указатель нагрузки станка; 13 - ручное перемещение поперечных салазок суппорта; 14 - регулируемое сопло СОЖ; 15 - местное освещение; 16 - рукоятка поворота и зажима резцедержателя; 17 - рукоятка перемещения верхних салазок суппорта; 18 - рукоятка включения двигателя ускоренного хода; 19 - рукоятка управления перемещениями каретки и салазок суппорта; 20 - зажим пиноли задней бабки; 21 - рукоятка закрепления задней бабки на станине; 22 - маховичок перемещения пиноли задней бабки; 23 - рукоятка включения и отключения муфты главного привода; 24 - рукоятка включения и отключения разъемной гайки ходового винта; 25 - включение подачи; 26 - винт закрепления каретки на станине; 27 - кнопочная станция двигателя главного привода; 28 - рукоятка включения и выключения реечной шестерни; 29 - маховичок ручного перемещения каретки суппорта
Задняя бабка служит для поддержания обрабатываемой заготовки при работе в центрах, а также для закрепления инструментов при обработке отверстий (сверл, зенкеров, разверток) и нарезания резьбы (метчиков, плашек).
Задняя бабка станка 16К20 (рис. 6.3) имеет плиту и может перемещаться по направляющим станины. В отверстии корпуса 2 задней бабки имеется выдвижная пиноль 3, которая перемещается с помощью маховика 8 и винтовой пары 5-6. Рукояткой 4 фиксируют определенный вылет пиноли, а вместе с ней и заднего центра 1. Корпус 2 бабки с помощью винтовой пары 13 может смещаться в поперечном направлении относительно плиты 10. Рукояткой 7 с помощью эксцентрика 9, тяги 11 и башмака 14 заднюю бабку можно закреплять на станине станка. Винтами 12 и 15 регулируется степень ее закрепления. В корпусное гнездо пиноли можно установить не только задний центр, но и режущий инструмент для обработки отверстий (сверло, зенкер и др.). Задняя бабка имеет пневматическое устройство, которое служит для создания воздушной подушки, облегчающей перемещение бабки по станине и снижающей изнашивание направляющих. Пневматические устройства подключаются к цеховой сети сжатого воздуха.
Коробка подач (рис. 6.4) служит для передачи вращения от шпинделя или от отдельного привода ходовому валу 4 или ходовому винту 3, а также для изменения их частоты вращения для получения необходимых подач или определенного шага при нарезании резьбы. Это достигается изменением передаточного отношения коробки подач . Коробка подач связана со шпинделем станка гитарой со сменными зубчатыми колесами. Муфты 1 и 2 служат для передачи напрямую вращения ходовому винту и ходовому валику.
Фартук предназначен для преобразования вращательного движения ходового вала и ходового винта в прямолинейное поступательное движение суппорта.
Суппорт служит для закрепления режущего инструмента и сообщения ему движений подачи. Суппорт (рис. 6.5, а) состоит из каретки (нижних салазок) 1, которая перемещается по направляющим станины, поперечных салазок 2, скользящих по направляющим каретки 1, поворотной части 5 с направляющими, по которым перемещается резцовая каретка (верхняя каретка) 4. Поворотную часть суппорта можно устанавливать под углом к линии центров станка. У суппорта имеется задний резцедержатель 3, который устанавливают на поперечных салазках и используют для прорезания канавок.
Резцедержатель станка 16К20 (рис. 6.5, б) можно фиксировать и надежно закреплять с помощью конусного сопряжения с опорой. Фиксация в основных четырех положениях осуществляется подпружиненным шариком, расположенным в резцедержателе и заскакивающим в гнезда конусного основания. При повороте резцедержателя рукояткой 1 вначале колпак 2 сходит по резьбе с центрального винта 3 опоры, затем подпружиненные фрикционные колодки, связанные со штифтами, прижимаются к расточке колпака и таким образом передают вращение на резцедержатель. При зажиме вначале поворачивается колпак вместе с резцедержателем, а после колпак, преодолевая трение колодок, навинчивается на винт окончательно, надежно закрепляя резцедержатель.
У станка 16К20 имеется держатель для центрового инструмента (рис. 6.6) (центровой - режущий инструмент для обработки отверстий, оси которых совпадают с осью шпинделя, например, сверла, зенкера, развертки и т. п.). Этот инструмент применяют при обработке отверстий с ручной и механической подачей каретки суппорта. Держатель 1 устанавливают в ту позицию резцедержателя, которая имеет соответствующую маркировку, обозначающую сверло. В цилиндрическое отверстие держателя вставляют втулку 2 с коническим отверстием для инструмента и стопорят винтом 3, Совмещение осей режущего инструмента и шпинделя осуществляют перемещением поперечных салазок суппорта до совпадения визира с риской на каретке, обозначенной символом, идентичным нанесенному на резцедержателе.
Резцовую оправку для обработки деталей над выемкой в станине (рис. 6.7) применяют на станке 16К20Г с выемкой в станине для обработки заготовок диаметром до 600 мм и длиной 295 мм от торца фланца шпинделя для предотвращения свисания каретки с направляющих станины. Оправку 1 устанавливают в держателе 2, а резец 3 крепят винтами 4. Обработку с использованием оправки следует производить на минимальных режимах.
С помощью любого , посредством которого может выполняться обработка как металлических, так и неметаллических деталей, осуществляются операции точения.
Конструктивные элементы станков токарно-винторезной группы
Любой , относящийся к категории универсального оборудования, позволяет выполнять следующие виды обработки деталей из различных материалов:
- развертывание отверстий;
- обтачивание и растачивание поверхностей различной конфигурации: фасонных, конических, цилиндрических;
- выполнение зенкерования и сверления;
- обработка торцов и их подрезка;
- нарезание резьбы различного типа.
Универсальный любой модели состоит из типовых узлов и механизмов, к которым относятся:
- суппорт станка;
- передняя и задняя бабка;
- коробка, обеспечивающая регулировку скоростей;
- несущая станина;
- шпиндель;
- электрическое оборудование;
- тумбы оборудования;
- гитары шестерен;
- ходовой валик;
- фартук оборудования;
- коробка, обеспечивающая выбор и смену подач;
- основной элемент , отличающий его от обычной токарной модели - ходовой винт.
Что характерно, конструктивные элементы токарно-винторезных станков разных моделей имеют не только одинаковое наименование, но и одинаковое расположение. К примеру, станки данной категории, выпущенные разными производителями (в том числе обладающие числовым программным управлением), практически идентичны по своей конструкции.
Для обеспечения управления всеми рабочими системами в оснащение токарно-винторезных станков входят различные рукоятки и рычаги. Сюда, в частности, относятся:
- рукоятка, за счет которой выполняется изменение скорости вращения шпинделя;
- орган управления, отвечающий за выбор параметров нарезаемой резьбы (шаг и подача);
- рукоятка, отвечающая за выбор категории шага нарезаемой резьбы - увеличенного или нормального;
- орган управления, определяющий направление движения салазок (продольное или поперечное);
- рукоятка для управления верхними салазками;
- элемент управления для включения и отключения вращения ходового винта;
- управляющий элемент для выбора направления нарезаемой резьбы;
- включение и отключение основного двигателя;
- элемент, отвечающий за фиксацию пиноли и автоматический запуск продольной подачи;
- так называемый штурвал, который отвечает за передвижение пиноли;
- орган управления параметрами подачи;
- управления параметрами перемещения суппорта;
- элемент, отвечающий за фиксацию задней бабки;
- элемент управления направлением движения шпинделя, а также его остановкой.
Классификация универсальных токарных станков
Выделяют в зависимости от нескольких параметров, к числу которых относятся:
- масса оборудования;
- максимальная длина детали, допускаемой к обработке на токарно-винторезном станке;
- максимальный диаметр такой детали.
Длина детали, обрабатываемой на токарно-винторезном станке той или иной модели, зависит от того, какое расстояние выдержано между его центрами. Если рассматривать диаметр заготовки, которую позволяет обрабатывать конкретный , то данный параметр находится в диапазоне от 100 до 4000 мм. Следует иметь в виду, что модели станков, на которых могут обрабатываться детали одинаковых диаметров, могут отличаться длиной обрабатываемых заготовок.
Универсальные токарные станки могут иметь различный вес. Так, по данному параметру оборудование относят к одной из следующих категорий:
- тяжелые станки, вес которых может доходить до 400 тонн (на токарно-винторезных станках данной категории можно обрабатывать детали с диаметром 1600–4000 мм);
- станки весом до 15 тонн (на таком оборудовании можно обрабатывать детали диаметром 600–1250 мм);
- оборудование массой до 4 тонн (с допустимым диаметром обрабатываемых деталей 250–500 мм);
- легкие станки, вес которых не превышает 0,5 тонн (на таком оборудовании можно обрабатывать детали с диаметром 100–200 мм).
Легкий универсальный токарный станок - это настольная модель, которая используется, как правило, в домашних мастерских или на небольших предприятиях.
Наиболее распространенными типами предприятий с такими токарно-винторезными станками являются:
- опытно-экспериментальные участки предприятий различных отраслей промышленности;
- предприятия, занимающиеся производством часовых механизмов;
- заводы, выпускающие приборы и контрольно-измерительное оборудование.
Токарно-винторезными станками тяжелой группы оснащают предприятия энергетической и машиностроительной отрасли. Устройства этого типа также применяют для обработки элементов специальных механизмов и узлов – деталей:
- турбинных механизмов;
- для оснащения железнодорожного транспорта (колесных пар и др.);
- для комплектации тяжелого прокатного оборудования.
Однако наибольшее распространение получили токарно-винторезные станки, относящиеся к средней категории. Именно за счет использования таких станков можно выполнять получистовые и чистовые металлообрабатывающие операции, а также нарезать резьбы различных категорий.
Универсальный токарный станок, относящийся к средней категории, обладает целым рядом весомых преимуществ: широкий диапазон подач рабочего инструмента и частот вращения шпинделя, высокая жесткость конструкции и мощность двигателя, позволяющая выполнять широкий перечень работ с заготовками из металла и других материалов.
Токарно-винторезные станки средней категории, кроме того, оснащаются различными механизмами и приспособлениями, которые значительно расширяют их функционал, позволяют делать обработку с большей точностью, делают труд обслуживающего персонала более комфортным и безопасным. Такие элементы дополнительного оснащения, что удобно, позволяют автоматизировать многие процессы обработки заготовок на токарно-винторезных станках.
Отдельно следует сказать о токарно-винторезных станках с числовым программным управлением (ЧПУ), которые в советское время выпускались одновременно несколькими предприятиями. Такими станками, как правило, оснащались предприятия, которые занимались выпуском большой номенклатуры мелкосерийной продукции. Устройство данного типа и возможность его быстрой переналадки делает его просто незаменимым в тех ситуациях, когда необходимо быстро перейти на выпуск деталей другой модификации.
Основные технологии обработки деталей на токарно-винторезных станках
Токарное оборудование, как правило, используется для обработки внешних поверхностей цилиндрической формы. В качестве инструмента в таких ситуациях используется проходной резец. Припуск по длине обрабатываемой детали обычно составляет от 7 до 12 мм. Такой запас размера необходим для того, чтобы можно было отрезать обрабатываемую заготовку на требуемую длину и выполнить обработку ее торцов.
