Оглавление
Коробка скоростей токарного станка относится к основным частям привода шпинделя. Она создана для осуществления передачи энергии движения электродвигателя остальным частям механизма. Также ее используют для изменения частоты вращения шпинделя, а соответственно и скорости работы. В зависимости от конструкции станка может быть два типа размещения этого узла. Коробку могут встраивать в корпус бабки шпинделя или же монтировать ее в отдельном корпусном блоке, который все равно должен быть связан со шпинделем.
Если коробка скоростей токарно-винторезного станка является встроенной, то это делает конструкцию существенно более простой, особенно это заметно в плане монтажа. Это сильно упрощает управление устройством. В то же время они создают условия для повышения температуры во время рабочего процесса, а также создают дополнительные вибрации. Таким образом, они находят применение только в моделях нормальной точности, так как для точных станков используется принцип действия с раздельной коробкой.
фото:коробка скоростей токарного станка
Изменение скорости может производиться бесступенчатым и ступенчатым способом также как и реверсирование. Для этого используется несколько способов, к примеру, таких как:
Устройство коробки скоростей
Коробки скоростей металлорежущих станков могут заметно отличаться друг от друга. На примере такого устройства как токарный станок 1М61 можно рассмотреть составляющие детали оборудования. Сюда входят такие вещи как:
Принцип работы коробки скоростей
Коробка скоростей токарного станка 16К20 работает на блоке шестерен. Переключение этих блоков осуществляется при помощи специальной рукоятки, которая перекидывает передачу с одного участка на другой. Шпиндельная бабка получает вращательное движение заданной скорости от шестерен перебора, которые передают это через зубчатую муфту. Рукоятка включает и отключает перебор этой муфты, регулируя тем самым скорость. Регулировка проходит в двух направлениях, куда крутится ходовой винт, так что можно одним контролирующим элементом увеличивать и снижать скорость вращения.
Основные движения
Сама коробка скоростей карусельного станка остается неподвижной во время работы, но ее внутренние части, такие как ременная передача, могут двигаться. Перемещения проходят в продольной плоскости, в зависимости от того, куда именно направляет ручка управления. Передача переходит с одного сектора на другой, увеличивая или уменьшая скорость.
Регулировка коробки скоростей токарного станка
Зазоры. При активном использовании оборудования возле движущихся частей со временем появляются зазоры. Это не только снижает точность работы техники, но и может привести к поломке. В станках предусмотрена регулировка таких соединений, которая заключается в фиксации основных закрепляющих в положение на должном расстоянии. Для этого применятся клинья, гайки с болтами и прочие элементы.
Регулировка муфты. Одним из основных элементов, которыми обладает коробка скоростей токарного станка 1К62 является муфта, стоящая на ее главном валу. За счет трения, которое возникает при работе, ее диски со временем подвергаются сильному износу. Для ее регулировки используют нажимные гайки, которые навинчиваются на кольцо. После вдавливания защелки в кольцо можно поворачивать гайки до упора. Когда муфта полностью отрегулирована, то ее запуск происходит без толчков и резких движений.
Регулировка люфта. Если во время работы проявляется люфт, то его следует устранить. Для этого требуется при выключенном станке разобрать коробку, выставить детали в правильное положение зафиксировать. Во время работы от вибраций люфт будет появляться периодически и это вполне нормально, так что следует следить, чтобы вовремя его устранять.
Ремонт коробки скоростей токарного станка
Источник
Типы коробок скоростей
Коробкой скоростей называется механизм, предназначенный для ступенчатого изменения частоты (скорости) вращения ведомого вала при постоянной частоте вращения, ведущего путем изменения передаточного числа. Изменение частоты вращения достигается включением различных зубчатых кинематических пар между валами. Коробки скоростей должны обеспечивать расчетный ряд частот вращения шпинделя по ГОСТ 8032—56.
Коробки скоростей компактны, удобны в управлении и надежны в работе. К недостаткам коробок скоростей относится трудность или невозможность бесступенчатого регулирования частот вращения, возникновение вибрации и шума на некоторых частотах. Существует большое число различных конструкций коробок скоростей, однако все они представляют собой сочетание отдельных типовых механизмов.
По компоновке коробки скоростей разделяются на коробки с зубчатыми колесами, встроенными в шпиндельную бабку, и коробки скоростей с раздельным приводом, когда шпиндельная бабка и коробка скоростей выполняются в виде отдельных узлов, соединенных ременной передачей.
По способу переключения коробки скоростей бывают со сменными зубчатыми колесами между валами и неизменным межосевым расстоянием, с передвижными колесами или блоками колес, с непередвигаемыми вдоль валов колесами и кулачковыми муфтами, с фрикционными муфтами, с электромагнитными муфтами и с комбинированным переключением. Коробки скоростей выполняются в закрытом корпусе, зубчатые колеса работают в масляной ванне. Такая конструкция предохраняет механизмы от загрязнения, обеспечивает обильное смазывание и хорошее охлаждение механизмов, повышает КПД коробки скоростей.
Устройство коробки подач токарного станка 1к62
Назначение цепи подач токарно-винторезного станка — обеспечить механическое перемещение резца, закрепленного на суппорте, относительно вращающейся заготовки при токарной обработке. Современные универсальные токарно-винторезные станки имеют коробку подач, которая, обычно, закреплена на станине ниже передней бабки.
Коробка подач служит для переключения скорости вращения ходового винта и ходового вала, т. е. для выбора скорости подачи резца вдоль оси шпинделя. Например, при нарезании метрической резьбы с шагом 1 мм, механизм коробки подач должен обеспечить перемещение резца (подачу) вдоль заготовки на 1 мм за один оборот шпинделя.
Внутри коробки подач находится редуктор, который состоит из переключаемых зубчатых передач. На входной вал коробки подач через сменные зубчатые колеса (гитара) поступает крутящий момент от шпинделя. На выходе коробки подач имеется, обычно, ходовой вал и ходовой винт, крутящий момент от которых поступает на фартук суппорта.
При нарезании резьб коробка подач передает вращение ходовому винту; при токарной обработке и нарезании торцовых (плоских) резьб используется ходовой валик.
Использование ходового валика для осуществления подачи при токарной обработке позволяет дольше сохранить точность ходового винта, необходимую при нарезании резьб.
Сменные зубчатые колеса (гитара) используются лишь тогда, когда требуемой подачи нельзя достигнуть переключением рукояток коробки подач.
Источником движения (исходным звеном) цепи подач является шпиндель, поэтому скорость подачи в токарно-винторезных станках измеряется и указывается в миллиметрах на один оборот шпинделя (мм/об).
Механизм подачи должен допускать:
Общий вид коробки подач в сборе
Фото коробки подач
Основные конструктивные особенности
Универсальный токарно-винторезный станок состоит из основных конструктивных узлов, которые являются типовыми элементами. К ним относятся:
- суппорт;
- станина;
- упорная и шпиндельная бабки;
- электрическое оборудование;
- ходовой вал;
- гитары шестерен;
- коробка, которая обеспечивает выбор и смену подач;
- ходовой винт – именно эта деталь отличает токарно-винторезный от стандартного токарного станка.
В зависимости от некоторых особенностей может различаться точность станка. Поэтому универсальное оборудование может быть как класса точности Н, так и повышенного – П.
Передние и задние бабки
У передней или шпиндельной бабки есть основная роль – фиксировать заготовку в обработке и передавать вращение заготовке от электрического двигателя.
Схема кинематическая токарно-винторезного станка 1К62
Реверсирование шпинделя выполняют перемещением муфты 97 вправо. Тогда вращение с вала II на вал III передается через зубчатые колеса 22— 23, 24—12 и далее по предыдущей цепи. Количество вариантов зацепления 15, фактических значений частот вращения 12, так как передаточные отношения некоторых вариантов тоже численно совпадают.
Движение подачи. Механизм подачи включает в себя четыре кинематические цепи: винторезную, продольной и поперечной подачи, цепь ускоренных перемещений суппорта. Вращение валу VIII передается от шпинделя V через зубчатые колеса 25—26, а при нарезании резьбы с увеличенным шагом — от вала VI через звено увеличения шага и далее через зубчатые колеса 27—28. В этом случае звено увеличения шага может дать четыре варианта передач:
Винторезная цепь. При нарезании резьбы подача суппорта осуществляется от ходового винта 68 через маточную гайку, закрепленную в фартуке. Для нарезания метрической и модульной резьб винторезную цепь устанавливают по первому варианту, а для дюймовых и питчевых — по второму. Изменение величины шага резьбы достигается переключением зубчатых колес звена увеличения шага, механизма Нортона, блоков 61—63 и 67—66 и установкой сменных колес на гитаре. При точении и нарезании метрических и дюймовых резьб в зацеплении находятся сменные зубчатые колеса 39—43—40, а при нарезании модульных и питчевых — 41—43—42.
Конструкция коробки подач токарно-винторезного станка 1К62
Механизм передней бабки позволяет:
Коробка подач получает движение от выходного вала передней бабки через сменные зубчатые колеса триплана.
Механизм коробки подач позволяет получить все предусмотренные ГОСТом виды резьб и необходимые подачи.
Через ходовой винт с шагом 12 мм (без звена увеличения шага) можно получить следующие резьбы:
Посредством механизма увеличения шага при числе оборотов шпинделя от 12,5 до 40 можно получить резьбы с увеличенным шагом, (превышающим нормальный в 32 раза, а при числе оборотов от 50 до 160 в 8 раз в соответствии с данными таблицы на рукоятке 20 (см. рис. 5).
Через ходовой валик суппорт при любом число оборотов шпинделя получает продольные подачи от 0,07 до 2,08 мм/об и поперечные от 0,035 до 1,04 мм/об, а при числе оборотов от 50 до 630 в минуту продольные подачи от 2,28 до 4,16 мм/об и поперечные от 1,14 до 2,08 мм/об.
Для нарезания более точных резьб в коробке подач предусмотрено положение рукоятки 19 при котором ходовой винт включается напрямую, минуя механизм коробки подач. При этом нужный шаг подбирается сменными шестернями специального набора.
Поворотом рукоятки 20 выбирается выбор ряда резьб или подач. Для получения требуемой величины из выбранного ряда резьбы или подачи, необходимо диск барабана за рукоятки вытащить на себя, повернуть до совпадения риски диска с риской барабана, а затем подать диск вперед в прежнее положение
Для осуществления быстрых перемещений суппорта в коробке подачи на выходном валу смонтирована обгонная муфта.
Рис. 7. Направления передачи движения через коробку подач при нарезании различных резьб и обеспечении продольных и поперечных подач.
Привод подачи
Движение подач заимствуется от вала шпинделя (VI) через зубчатые колеса гитары 60/60. Далее с VII на VIII вал движение передается через реверсивный механизм (42/42 или 28/56 или 35/28/35). С вала VIII на вал IX движение передается через сменные зубчатые колеса (42/95/50 или 64/95/97). Совместно с валом IX вращается колесо 35, от него движение разветвляется на два направления (см. рис. 7): по первому направлению передается вращение при нарезании дюймовых и питчевых резьб, а по второму метрических, модульных и обеспечение продольных и поперечных подач.
Первое направление передачи вращения. Муфта М2 выключена и от колеса 35 движение передается через колеса 37/35 на вал X, с которого через колеса 28/25 получает вращение накидной передвижной блок колес 25–36. Колесо 36 этого блока может быть зацеплено с любым колесом семиступенчатого блока 16 зубчатых колес (конус Нортона) (48,44,40,36,32,28,26), что приведет в свою очередь к вращению вала XI, а вместе с ним колеса 35 (муфта М3 в это время выключена). Далее движение передается колесами 35/28, 28/35 (два колеса 28 закреплены на общей втулке, но вращения валу XIII не передают – вращаются на валу свободно). Муфта М4 выключена (она связывает вращение валов X и XII при передаче вращения по второму направлению). От колеса 35 вращение передается валу XII, совместно с которым вращается блок колес 18–28. С вала XII на вал XIII возможна передача движения через колеса 18/45 или 28/35. Далее с вала XIII на вал XIV используется пара колес 35/28 или 15/48. Вал XIV связывается с валом XVI при включении муфты М5 и, таким образом, вращение получает ходовой винт t = 12 мм.
Второе направление передачи вращения. муфта М2 включается, одновременно выводится из зацепления колесо 35, находящееся на валу X, и вращение получает семиступенчатый блок зубчатых колес. От этого блока движение передается на накидной блок колес 36–25, далее на вал X через колеса 25/28, при этом муфта М4 включена (при перемещении правой полумуфты влево выводится из зацепления колеса 35 и 28) и следовательно вал XII вращается заодно с валом X. Далее движение передается так же, как описано выше: с вала XII на вал XIII, а с него на вал XIV. Причем при нарезании метрической и дюймовой резьб 17 вращение в гитаре передается через сменные зубчатые колеса 42/95/50, а при нарезании модульной и питчевой резьб сменные блоки переворачиваются и тогда вращение будет передаваться через зубчатые колеса 64/95/97. При нарезании резьб движение передается ходовому винту, а для получения продольных и поперечных подач муфта М5 отключатся и вращение получает вал XV через двухвенцовые колеса 28/56 и обгонную муфту Мо. При смещении колес 28–28 влево, ее левый зубчатый венец входит в зацепление с колесом 56, жестко закрепленным на валу XV, а вращение последнему передается помимо обгонной муфты, что необходимо при нарезании торцовых резьб.
Система смазки
Схема расположения точек смазки показана на рис. 26. В таблице 5 указан перечень элементов системы и точек смазки.
Описание работы системы смазки
Внимательное отношение к смазке, нормальная работа систем смазки являются гарантией безотказной работы станка и его долговечности.
На станке имеются две изолированные централизованные системы смазки:
- зубчатых колес, подшипников коробки скоростей и элементов коробки переключения скоростей;
- зубчатых колес, подшипников коробки подач, консоли, салазок, направляющих консоли, салазок и стола.
Масляный резервуар и насос смазки коробки скоростей находятся в станине. Масло в резервуар заливается через крышку 5 до середины маслоуказателя 9. При необходимости уровень масла должен пополняться. Слив масла производится через патрубок 6.
Контроль за работой системы смазки коробки скоростей осуществляется маслоуказателем 7.
Масляный резервуар и насос смазки узлов, обеспечивающих движение подачи, расположены в консоли. Масло в резервуар заливается через угольник 2 до середины маслоуказателя 1. Превышать этот уровень не рекомендуется: заливка выше середины маслоуказателя может привести к подтекам масла из консоли и коробки подач. Кроме того, при переполненном резервуаре масло через рейки затекает в корпус коробки переключения, что может привести к порче конечного выключателя кратковременного включения двигателя подач. При снижении уровня масла до нижней точки маслоуказателя необходимо пополнять резервуар. Слив масла из консоли производится через пробку 3 в нижней части консоли с левой стороны. Контроль за работой системы смазки коробки подач и консоли осуществляется маслоуказателем 10.
Работа системы смазки считается удовлетворительной, если масло каплями вытекает из подводящей трубки; наличие струйки или заполнение ниши указателя маслом свидетельствует о хорошей работе масляной системы.
Направляющие стола, салазок, консоли и механизмы привода продольного хода, расположенные в салазках, смазываются периодически от насоса, расположенного в консоли. Масло для смазки этих узлов поступает из резервуара консоли. Смазка направляющих консоли осуществляется от кнопки 11, а смазка направляющих салазок, стола и механизмов привода продольного хода — от кнопки 12.
Достаточность смазки оценивается по наличию масла на направляющих.
Смазка должна производиться с учетом степени загрузки станка, как правило, перед работой (ориентировочно два раза в смену при длительности 15—20 сек.
Смазка подшипников концевых опор (точки 4) винта продольной подачи производится шприцеванием.
Шаг №5. Ускоренная подача токарного станка
Бывают совмещенные подачи токарных станков (по виду привода, по направлениям). Такие токарные станки применяются для обработки неответственных конусов (неответственных фасок) и фасонных поверхностей.
Резьбовые подачи
Для нарезания резьб подача суппорта проводится за счетсмыкания маточной гайки с ходовым винтом. Включение и выключения маточной гайки делается отдельным рычагом. Шпиндель и ходовой винт вне зависимости от настроенного шага резьбы вращаются синхронно. Изменения направления вращения шпинделя приводит к изменению направления движения суппорта. Также изменение частоты вращения шпинделя приводит к изменению скорости перемещения суппорта. Попадание резца в ранее нарезанную канавку обеспечивается синхронизацией вращения шпинделя и ходового винта и соответственно хода суппорта.
Можно нарезать, как правую, так и левую резьбу с помощью переключателя на передней бабке, который изменяет направление движения винта относительно шпинделя. При нарезании резьб, не рекомендуется увлекаться высокими оборотами шпинделя, так как его вращение напрямую связано с перемещением суппорта.
Обзор и схемы распространенных моделей
Среди разнообразного модельного ряда и нескольких поколений станков, которые выпускаются нашим производством, есть несколько моделей, которые продолжают пользоваться популярностью по своим техническим характеристикам и универсальным свойствам.
Все они используются на производстве или в бытовых условиях по сей день. При этом продолжают быть достойными конкурентами иностранным аналогам.
Это надежные, прочные и долговечные устройства, способные выполнять огромное количество самых разнообразных функций.
1Л532
Один из наиболее популярных на территории бывшего СССР станок, на котором успешно можно выполнять обработку заготовок средних и больших размеров.
В свое время данное оборудование успешно экспортировалось во многие страны мира. Класс точности – Н. Масса станка – 43 тонны.
16У04П
Оборудование повышенной точности. Наибольший диаметр детали, обрабатываемой над станиной – 200 мм. Масса станка – 750 кг.
1П611
Станок, использующийся на производстве, в том числе и для обточки колес ЖД транспорта. По ГОСТу отличаются повышенной точностью и имеет возможность торможения шпинделя. Вес устройства 560 кг. Легко выполняет следующие функции:
- Сверление.
- Отрезка.
- Нарезание резьбы внутренней и наружной.
- Обработка различных поверхностей.
Наибольший диаметр заготовки над станиной – 250 мм.
1Д601
Этот станок лучше подходит для чисто бытового использования. Точность меньшая, чем у предыдущего станка. Отличается высокими показателями работы даже спустя много лет функционирования.
Перемещение суппорта, возможно только вручную. Масса всего станка около 30 кг. В связи, с небольшими габаритами максимальная длина обрабатываемой заготовки – 18 см.
16К40
Одна из наиболее популярных моделей, которая реально завоевала популярность среди мастеров. Относится к среднему классу оборудования с классом точности Н.
Начиная с 1932 года в СССР выпущено несколько десятков тысяч самых разных токарно-винторезных станков. Они использовались не только на производстве, но и для обучения молодежи, в школах, училищах, да и у многих настольные станки были в гаражах, домах, собственных мастерских.
Такое оборудование поможет расточить отверстие, подровнять необходимую поверхность, просверлить уже имеющееся отверстие. Важно, ориентируясь на начальные паспортные характеристики оборудования приобрести наиболее подходящую модель.
Управление задней бабкой токарного станка
Фиксация задней бабкой токарного станка выполняется рычагом, по мере рабочего хода которого, нарастает усилие прижима. При обработках с большими нагрузками, требующей лучшей фиксации задней бабкой воздействие на рычаг должно быть энергичным. Важно не спутать сопротивление рычага при зажиме с его жестким упором в конце рабочего хода. Когда задняя бабка используется с минимальными нагрузками, ее максимальная фиксация со станиной не нужна. Зажим задней бабки рационально соизмерять с предстоящей нагрузкой.
Пиноль задней бабки приводится ручной подачей путем вращения маховика. Закрепление инструмента и приспособлений в конусе пиноли производится в следующем порядке :
Управление резцедержателем
Резцедержатель представляет из себя, достаточно точный механизм, обеспечивающий жесткость крепления резца в заданных позициях. Правильное положение рукоятки резцедержателя в зажатом виде должно соответствовать положению часовой стрелки на 3-4 часа. Это положение обеспечивается положением проставной шайбы под гайкой рукоятки резцедержателя. Зажим рычага производится средним локтевым усилием. А отжис рукоятки нельзя делать давлением своего веса во избежание потери веса. Отжим рукоятки делается одним или несколькими короткими толчками основанием ладони в направлении против часовой стрелки. Перед поворотом резцедержателя убедитесь в отсутствии препятствий для него самого и закрепленного в нем инструмента. Большую опасность представляют препятствия со стороны вращающихся элементов станка.
