Токарный станок Универсал 3: технические характерисики

Настольные токарные станки традиционно выделяются в отдельную категорию, несмотря на то, что они обладают вполне типовым функционалом, то есть способны выполнять те же операции, что и большое оборудование. Ключевое отличие заключается в возможных габаритах заготовки, которые ограничены уменьшенной рабочей зоной. Кроме того, не применяются различные технические доработки, способные увеличивать производительность за счет механизации или автоматизации.

Учитывая это, сферой применения настольных моделей универсальной токарно-винторезной техники определяются:

Частная сфера – индивидуальное применение.
Уровень ремонтных мастерских, в которых часто требуется изготовить какие-то небольшие детали на замену изношенным или нужны элементы оснастки.
Вспомогательное или единичное производство. В определенных ситуациях рентабельно и мелкосерийный выпуск продукции.
Проектно-опытные разработки.

Очевидные плюсы такого исполнения – это невысокая стоимость, возможность установки практически в любых условиях, сниженный уровень требований к обслуживанию и ремонту.

Серия станков Универсал была запущена в производство много десятилетий назад, и за это время было внедрено три поколения. За основу было взято новейшее австрийское оборудование и учитывался передовой опыт в изготовлении токарной техники. Результат оказался таков, что данные модели востребованы и сейчас. Бережное отношение позволяет значительно продлить назначенный ресурс службы.

Описание и назначение

Универсал 3 — токарный станок, имеющий типовую компоновку и принцип работы. Заготовка зажимается и вращается с регулируемой скоростью. В процессе вращения к ней подводится резец, который врезается в металл и снимает его определенный слой.

Подобная схема хорошо себя зарекомендовала, и производители без особой надобности не отступают от неё.

Функции рассматриваемого станка – выполнение разнообразных работ, подходящих под определение токарных:

Обработка внешних и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей.
Растачивание отверстий до заданного диаметра.
Подрезка торцов, снятие фасок и притупление острых кромок.
Отрезка.
Сверление небольших отверстий. При этом, в отличие от сверлильного станка, вращается деталь, а сверло неподвижно зажимается в задней бабке.
Нарезка резьбы. Автоматизация процесса увеличивает его точность и снижает требования к квалификации рабочего.

Для каждой операции требуется соответствующий инструмент. От правильного выбора резца напрямую зависит уровень изготовления и соответствие чертежу.

Помимо базовой комплектации используется специальная оснастка, добавляющая такие виды обработки, как:

Шлифовка.
Полирование.
Фрезерование разнообразных плоскостей.
Заточка инструмента (как механообработающего, так и бытового).
Распиловка циркулярной пилой или лобзиковым полотном.
Строгание.
Навивка пружин цилиндрических.
Нарезка резьбы при помощи ручного слесарного инструмента. При этом используется поворот шпинделя.
Дополнительное оснащение позволяет значительно сэкономить на оборудовании, в котором есть периодическая потребность.

СОВЕТ: Модернизированной версией является Универсал-3м станок токарный настольный. Он выделяется большей мощностью и работает с сопоставимой геометрией.

Конструктивные особенности станка

Внешний вид

Конструктивно он сделан в настольном исполнении. Станки серии Универсал служат для токарной обработки металлических изделий методом их вращения и воздействия на поверхность режущих инструментов. Исходя из этого условия, оборудование имеет оптимальные параметры, характерные для любительского оборудования.

Станок не отличается оригинальной компоновкой. Его основные узлы и детали могут быть заменены на аналогичные, что значительно упрощает ремонт и обслуживание. Станина изготовлена методом литья, на ней расположены основные узлы – ходовой винт, необходимый для продольного смещения суппорта, кронштейн крепления электродвигателя, передняя и задняя бабки.

Конструктивные особенности настольной модели Универсал-3:

основные компоненты изготовлены из высококачественного чугуна с проведенным старением;
осуществлена возможность изменения направления движения суппорта. При этом не нужно останавливать шпиндель или изменять его направление вращения;
элементы заключены в полую цилиндрическую направляющую. Благодаря этому уменьшается вероятность попадания стружки в механизм, а также увеличивается степень безопасности работы на станке;
предусмотрено использование дополнительных принадлежностей, которые увеличивают функциональность оборудования.

О дополнительных компонентах стоит сказать подробнее. В стандартную комплектацию входят два типа резцедержателя – подвижный и неподвижный. Первый необходим для образования конусных поверхностей. Надежность зажима обеспечивают цанговые элементы, установленные в резцедержатель и шпиндельную бабку.

Для формирования отверстий можно использовать фрезерно-сверлильное устройство. Оно крепится на суппорте.

Технические характеристики

Универсал-3 заметно отличается от предыдущих исполнений по своим показателям. Возросли его технологические возможности и расширился диапазон допустимых размеров заготовок.

Ключевые параметры:

Класс точности: Н.
Общие габариты (определяемые по крайним точкам): 675 мм х 410 мм х 280 мм. Большинство столов промышленных соответствуют данным размерам. При выборе поверхности необходимо представлять распределение нагрузки и дополнительное влияние вибрации.
Масса: 60 килограммов.
Предельные значения размеров заготовки: диаметр 90 мм (при расположении над суппортом) или 150 мм (при расположении над станиной) и длина до 250 мм (при фиксации в центрах).
Державка: до 8 мм на 8мм. Обычно используют привычный ГОСТовский инструмент, но при желании можно подобрать и импортный, который обеспечит лучшую точность и стойкость.
Диаметр отверстий, получаемых сверлением: до 6мм.
Конуса: Морзе №2 (на шпинделе) и №1 (на задней бабке).
Количество ступеней вращения прямого: 9 (от 200 об/мин до 3200 об/мин).
Патрон: 80 мм.
Смещение поперечного ползуна на одну риску лимба: 0,05 мм (продольное) и 0,05 (поперечное). Рабочие подачи суппорта: от 0,05 до 0,175 мм на один оборот.
Шаг резьбы при нарезании: от 0,2 до 2,5. Тип: метрический.
Выдвижение пиноли: до 30 мм.
Электродвигатель мощностью 0,37 кВт. Требуемое напряжение электропитания: 220 В. Это соответствует параметрам бытовой сети.

Допускается обработка не только деталей из металлических сплавов, но и из древесины (дерево имеет свои технологические особенности и свой инструмент) и пластмассы.

ВАЖНО: Более подробное перечисление особенностей, описание параметров и характеристики приведены в паспорте. Там же изображены и расшифрованы кинематическая и электрическая схемы.

Назначение и область применения

Настольный станок Универсал -3М предназначен для обработки средних и маленьких заготовок в индивидуальных мастерских. Такой механизм можно часто встретить в кабинетах школ, институтов, различных колледжей.

Прекрасно подходит для использования в бытовых условиях. основными преимуществами являются:

небольшое количество шума;
возможность подключится к бытовой электросети;
небольшие размеры станка;
его универсальность.

Именно поэтому устройство пользуется популярностью у различных мастеров. Предназначен станок для выполнения следующих операций:

отрезка;
растачивание отверстий разного диаметра;
просверливание отверстий и снятие фасок;
проточка и расточка различных поверхностей, цилиндрических, конических.

Это один из самых востребованных токарных устройств у современных токарей всех уровней.

Устройство

Любой токарный станок по металлу Универсал должен соответствовать нескольким требованиям, и именно ими определяется конструкция. Во-первых, нужно обеспечить надежный зажим заготовки с минимальными биениями. Для рассматриваемой номенклатуры изделий вполне достаточно стандартного патрона или центров без дополнительных приспособлений. Во-вторых, требуется снизить количество вибраций самого оборудования, возникающего в процессе работы. В-третьих, важно чтобы подача была равномерной, точной и варьировалась от сравнительно большой (для черновой обточки) до минимальной (для чистовой с высокой точностью размеров)

Основные части настольного станка Универсал (в комплектации для точения):

Прочная станина. Это наиболее массивная составляющая, гарантирующая прочность всей конструкции и её устойчивость.
Привод, задающий вращение. Используется достаточно мощный двигатель, способный обеспечить большую подачу при врезании.
Передняя бабка шпиндельная. Крутящий момент на шпиндель передается с помощью ременной передачи и шкивов и регулируется ступенчато. Для нарезания резьбы вращение передается на продольный ходовой винт через зубчатые колеса. От изменения параметров подач меняется шаг.
Бабка задняя.
Система электрообрудования.
Суппорт с кареткой. Он смещается, как посредством зацепления зубчатых колес, так и вручную.

Для устройства поворотного длина вала не имеет особого значения, и всегда можно поменять режимы перемещения.

Сведения о производителе

Непосредственно разработчиком данного станка является Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков.

Производителем, начиная с 1932 года и по сей день, является Московский станкостроительный завод. За основу первых конструкций был взят австрийский аналог Unimat SL.

Первичный вариант серии Универсал имел две направляющие. Универсал 3М в отличие от первых моделей значительно усовершенствован и вместо двух направляющих имеет одну большего диаметра, которая расположена посередине станины.

Общий вид токарного станка Универсал-3М

Фото токарного станка Универсал-3М

Конец шпинделя токарного станка Универсал-3М

Фото гитары токарного станка Универсал-3М

Фото привода токарного станка Универсал-3М

Описание работы электросхемы токарного станка Универсал-3М

Питание электрооборудования осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.

Пуск и останов электродвигателя осуществляется с помощью реле KV (см. рис.14), которое управляется кнопками SB2 (пуск) и SB1 (останов). При пуске реле KV включается и становится на самопитание, подключая своими контактами электродвигатель к сети и обеспечивая нулевую защиту, т.е. отключение электродвигателя при отсутствии напряжения в сети. Защита электродвигателя от перегрузки производится пускозащитным реле А, которое разрывает пусковую цепь, отчего отключается реле KV. Повторный пуск возможен только через 15-50 с, т.е. после возвращения элементов тепловой защиты пускозащитного реле А в исходное положение.

При пуске электродвигателя увеличение его пускового момента происходит за счет подключения контактами пускозащитного реле А пускового конденсатора С1 параллельно рабочему конденсатору С2. После разгона электродвигателя и уменьшения, пускового тока конденсатор С1 отключается.

Реверсирование электродвигателя осуществляется с помощью переключателя SA, который при среднем (вертикальном) положении рукоятки обеспечивает отключение электродвигателя, т.е. его останов даже при включенном реле KV. Рукоятку следует оставлять в нейтральном положении

Описание кинематической схемы токарно-винторезного станка Универсал-3М

Цепь привода главного движения

В этой цепи вращение шпинделя осуществляется от электродвигателя 3 через клиноременную передачу (см. рис.3) . Предусмотрено 9 рабочих частот вращения шпинделя.

Две ступени (200 и 300 об/мин) можно получить, если шкив 13, жестко сидящий на валу электродвигателя, соединить ремнем с промежуточным шкивом 1, а тот в свою очередь по ручью «а» — со шкивом 2, свободно вращающимся относительно вала электродвигателя. Со шкива 2 по одному из двух свободных ручьев — «в» или «с» — вращение передается непосредственно на шкив 9, жестко связанный со шпинделем.

Одна ступень (650 об/мин) получается путем передачи вращения со шкива 13 прямо на шкив 9, минуя промежуточные шкивы 1 и 2.

Еще две ступени (525 и 1000 об/мин) можно получить, если на шкив 13 надеть сменный шкив 12 так, чтобы торец, на котором имеются кулачки, был обращен наружу. Со шкива 12, как и в первом случае, вращение передается на промежуточный шкив 1, а с него по ручью «в» — на шкив 2, который передает вращение шкиву 9 по ручьям «а» или «с».

Оставшиеся четыре ступени (1200, 1700, 2800 и 3200 об/мин.) получаются, если вал электродвигателя соединить со шкивом 2 через шкив 12 с помощью кулачков, имеющихся на одном из торцов последнего. Теперь по любому из четырех ручьев вращение можно передать на шкив 9.

Примечание: Cтупень 1200 об/мин может быть получена и без соединения вала электродвигателя со шкивом 2.

Цепь привода подач

Перемещение суппорта вправо и влево осуществляется, ходовым винтом 14.

Вращение на ходовой винт передается непосредственно со шпинделя жестко закрепленным на нем зубчатым колесом II.

Через зубчатое колесо 10 вращение передается зубчатым колесам 8 и А, далее — на промежуточный валик 5. Имеется два варианта передачи вращения на этот валик: первый вариант (на схеме обозначен цифрой I)- через блок зубчатых колес Б-В и колесо Г и второй (на схеме обозначен цифрой II) — через зубчатые колеса Б и В.

Первый вариант используется для осуществления подачи при обычном точении, второй — при нарезании резьбы. С валиком 5 жестко связано зубчатое колесо 6. С этого колеса на колесо 7, закрепленное на левом конце ходового винта, вращение можно передать либо через пару зубчатых колес 15 и 16 — и тогда суппорт будет перемещаться влево, либо через зубчатое колесо 17, что обеспечит перемещение суппорта вправо. Все три колеса (15, 16 и 17) смонтированы на поворотном устройстве 4 (см. Д-Д) и находятся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 6 (центральным) . Таким образом, можно осуществить перемещение суппорта как вправо, так и влево при одном и том же направлении вращения шпинделя.

Имеется также возможность отключить подачу суппорта без останова вращения шпинделя. Это обеспечивается расцеплением зубчатых колес II и 10 с помощью того же поворотного устройства 4 и пружины 18.

ВНИМАНИЕ! Во избежание поломки зубчатых колес цепи привода подач включение и переключение направления перемещения суппорта следует выполнить при невращающемся шпинделе.

Перемещение пиноли задней бабки и поперечное перемещение суппорта осуществляются маховичками через соответствующие винтовые пары, как показано на кинематической схеме.

Расположение органов управления токарным станком Универсал-3М

Перечень органов управления токарно-винторезного станка Универсал-3М

рукоятка управления движением подачи (включение механической продольной подачи суппорта влево, вправо и выключение ее)
рукоятка управления главным движением (включение прямого вращения шпинделя, останов и включение обратного вращения)
маховичок поперечного перемещения суппорта
маховичок перемещения резцедержки
рукоятка зажима пиноли
маховичок перемещения пиноли
маховичок продольного перемещения суппорта
кнопка выключения питания электрооборудования станка (красного цвета)
кнопка включения питания электрооборудования станка (черного цвета)

Устройство станка

Рассматривая настольный токарный станок Универсал 2 следует уделить внимание и его компоновке. Устройство состоит из следующих элементов:

Станина выступает в качестве несущего элемента, который связывает все узлы между собой. Она изготавливается из чугуна, характеризуется высокой жесткостью. За счет этого обеспечивается точное позиционирование всех узлов относительно друг друга, а также гашения вибрации на момент обработки.
К основанию привариваются круглые направляющие. Они требуются для перемещения основных узлов. В последней версии оборудования есть только одна направляющая, но она обеспечивает точное позиционирование узлов на момент перемещения.
За исключением последней модели, на первой и второй передняя бабка выполнена в съемном виде, крепление осуществляется специальным болтами.
На станине установлен электрический двигатель. В качестве привода применяется ременная передача ступенчатого типа. Стоит учитывать, что электрическая схема токарного станка Универсал 2 достаточно проста, электродвигатель комплектно с приводом может быть снят с устройства.
Крестовый суппорт представлен кареткой, продольными ипоперечными салазками. Этот узел фиксирует инструмент в требуемом положении на момент обработки. Крестовый суппорт характеризуется высокой универсальностью в применении, подходит для закрепления инструмента с прямоугольной державкой. Инструмент может быть смещен относительно заготовки на определенный угол при необходимости.
Рассматриваемый токарный станок Универсал 3 также имеет заднюю бабку, которая требуется для закрепления заготовки в требующемся положении. В большинстве случаев в ней закрепляется центр для поддержки заготовки при ее большой длине.
Сменные шестерни гитары скоростей предназначены для организации привода подачи суппорта. Подбираются они при нарезании резьбы с различными параметрами. Гитара представлена сочетанием четырех или трех сменных зубчатых колес с клеммовыми зажимами. Также имеется инструкция по наладке устройства для получения требуемой резьбы.
Количество оборотов на выходе изменяется ременной передачей. Подобный элемент также исключает вероятность перегрева двигателя в случае заклинивания шпинделя.
Электрический блок управления.
Продольный ходовой винт. Он предназначен для обеспечения передвижения каретки вдоль обрабатываемой детали.
Также имеется стойка, которая при необходимости может монтироваться при проведении сверлильных работ.
Рукоятки и другие элементы управления. Для того чтобы обеспечить требуемую точность управления устанавливаются штурвалы, рукоятки. Управлять электрической частью можно при помощи различных клавиш.
Цанговый зажим для закрепления фрез и сверл. Рассматриваемая модель может применяться для проведения различных фрезеровальных работ, для чего устанавливается соответствующая оснастка и инструмент. Однако, количество проводимых фрезерных операций существенно ограничено.
Стол прямоугольный.

Расположение достаточно большого количества различных узлов на небольшой станине определяет то, что Универсал может применяться для проведения самых различных работ. Компоновка у Универсала классическая, за счет чего проблем с наладкой и установкой заготовки не возникает.

Особенности компоновки определяют также то, какие именно виды работ могут проводиться на токарном станке. Перечень операций выглядит следующим образом:

Токарные работы, черновые и чистовые.
Шлифование и сверление.
Обработка заготовки лобзиком или круглой пилой.
Фугование в случае установки деревянных заготовок.
Операции заточного типа.

Важным моментом назовем то, что провести переналадку оборудования для сверлильных работ достаточно просто, для этого достаточно открепить монтажные винты. После этого проводится установка вертикальной опоры, которая применяется для монтирования электрического привода с остальными необходимыми компонентами.

Электрооборудование токарного станка Универсал-3М. Общие сведения

По способу защиты от поражения электрическим током электрооборудование станка относится к классу I, т.е. имеет рабочую изоляцию, элемент для заземления и провод с заземляющей жилой для присоединения к источнику питания и заземлению.

Принципиальная электрическая схема станка приведена на рис.14, перечень элементов электрооборудования — в табл.4. Электроаппаратура расположена в отдельной коробке (см. рис.1, поз.6). Коробка закрыта крышкой. Крышка крепится двумя винтами, один винт находится в центре крышки под резиновым ковриком, другой крепит крышку к станине, обеспечивая заземление крышки.