Основные узлы, из которых состоит токарный станок по металлу
Любой токарный станок по металлу включает в себя основные конструктивные узлы и элементы.
Станина
Основной и самый крупный элемент, на котором крепятся все остальные детали. Это неподвижная деталь, представляющая собой две параллельные стенки, неподвижно соединенные между собой поперечинами. Станина имеет ножки-тумбы, в которых хранится инструмент.
Верхние рейки служат направляющими, по которым двигаются суппорт токарного станка и задняя бабка. Они могут быть плоского и призматического вида. Направляющие выполнены строго параллельно друг другу.
Передняя бабка
Эта деталь по-другому может называться шпиндельная бабка. Внутри нее находятся следующие детали:
- шпиндель;
- подшипники (два);
- шкив;
- коробка скоростей.
Передняя бабка поддерживает заготовку и придает ей вращение.
Шпиндель
Шпиндель является основной деталью передней бабки. Он представляет собой металлический вал конусообразной формы. В нем фиксируются различные инструменты, оправки и другие приспособления.
Шпиндель токарного станка, шейка и подшипники должны быть гладкими, чисто отшлифованными, без люфтов, потому что это влияет на качество расточки деталей. Шпиндель имеет резьбу, а в некоторых станках еще и специальную канавку для того, чтобы патрон самопроизвольно не открутился.
Механизм поперечной и продольной подачи
Суппорт может двигаться вдоль и поперек, благодаря механизму подачи. Направление задает трензель, находящийся в корпусе передней бабки. Снаружи станка есть рукоятки, которыми можно изменять направление и амплитуду движения суппорта.
Важно!
Если станок с автоматической подачей, то в нем есть ходовые винт и валик. Они используются для выполнения работ высокой сложности.
Суппорт
Суппорт – это характерный элемент любого токарного станка, с помощью которого осуществляется перемещение режущего инструмента в продольном, поперечном и наклонном направлении. Продольное движение по салазкам станины производит каретка, поперечное совершает верхняя часть суппорта. Резцедержатели (одно или многоместные) устанавливаются в верхнюю часть суппорта.
Фартук
За корпусом фартука находятся механизмы, связывающие суппорт с зубчатой рейкой и ходовым винтом. Управление фартуком вынесено на корпус станка, что упрощает регулировку хода суппорта.
Задняя бабка
В заднюю бабку закрепляется деталь на шпинделе, поэтому этот элемент подвижный. Деталь состоит из двух частей: нижней – плиты и верхней – держателя шпинделя. Задняя бабка токарного станка движется по станине и может быть зафиксирована в любом месте благодаря рычажной рукоятке. Конус задней бабки называется пиноль. В нем крепится инструмент или приспособление. Также задняя бабка служит второй опорой при обработке длинных деталей.
Каретка
Каретка предназначена для продольного движения суппорта по салазкам станины. От ее исправности зависит свободное движение этого элемента.
Вал
Вал вращения шпинделя имеет две ручки включения. При среднем положении ручек он выключен. Положение вверх – вал вращается против часовой стрелки (рабочее движение), положение вниз – вал вращается по часовой стрелке (обратное движение).
Передняя бабка
Детали, расположенные в передней бабке служат для поддержки и вращения заготовки, во время её обработки. Здесь же находятся узлы, регулирующие скорость вращения детали. К ним относятся:
- шпиндель;
- 2 подшипника;
- шкив;
- коробка скоростей, отвечающая за регулировку скорости вращения.
Основная деталь передней бабки в устройстве токарного станка – шпиндель. С правой его стороны, обращённой в сторону задней бабки, есть резьба. К ней крепится патроны, удерживающие обрабатываемую деталь. Сам шпиндель устанавливается на два подшипника. Точность работ, выполняемых на станке, зависит от состояния шпиндельного узла.
Коробка скоростей вид сверху
В передней бабке находится гитара сменных шестерен, которая предназначается для передачи вращения и крутящего момента с выходного вала коробки скоростей на вал коробки подач для нарезания различных резьб. Наладка подачи суппорта осуществляется путем подбора и перестановки различных зубчатых колес.
Гитара сменных шестерен токарного станка Optimum Гитара советского токарного станка по металлу
Маловероятно, что ещё можно встретить устройство токарного станка по металлу с монолитным шпинделем. Современные станки имеют полые модели, но это не упрощает требований предъявляемых к ним. Корпус шпинделя должен выдерживать без прогибов:
- детали с большим весом;
- предельное натяжение ремня;
- нажим резца.
Особые требования предъявляются к шейкам, на которые устанавливаются в подшипники. Шлифовка их должна быть правильной и чистой, шероховатость поверхности не более Ra = 0,8.
В передней части отверстие имеет конусную форму.
Подшипники, шпиндель и ось должны при работе создавать единый механизм, не имеющий возможности создавать лишних биений, которые могут получаться при неправильной расточке отверстия в шпинделе или небрежной шлифовке шеек. Наличие люфта между подвижными частями станка приведут к неточности в обработке заготовки.
Устойчивость шпинделю придают подшипники и механизм регулировки натяга. К правому подшипнику он крепится посредством расточенной, по форме шейки, бронзовой втулки. Снаружи её расточка совпадает с гнездом на корпусе передней бабки. Втулка имеет одно сквозное отверстие и несколько надрезов. Крепится втулка, в гнезде передней бабки гайками, накрученными на её резьбовые концы. Гайки крепления втулки используются для регулировки натяга разрезного подшипника.
За изменение скорости вращения отвечает коробка скоростей. Справа к шкиву присоединяется зубчатая шестерня, справа от шкива шестерня насажена на шпиндель. За шпинделем имеется валик со свободно вращающейся втулкой с ещё 2 шестернями. Через шейку, закреплённому в кронштейнах валику, передаётся вращательное движение. Разный размер шестерней позволяет варьировать скорость вращения.
Перебор увеличивает количество рабочих скоростей токарного станка вдвое. Строение токарного станка по металлу с использованием перебора позволяет выбрать среднюю скорость между базовыми. Для этого достаточно перекинуть ремень с одной передачи на следующую или установить рычаг в соответствующее положение, в зависимости от конструкции станка.
Шпиндель получает вращение от электродвигателя через ременную передачу и коробку скоростей.
Конструкция и принцип работы
Большинство токарных станков имеют схожую конструкцию и имеют одни и те же элементы. Отличаются они только габаритами и расположением некоторых деталей.
На токарных станках производится в результате вращения обработка деталей режущим инструментом. При поступательном движении резца с поверхности заготовки снимается слой металла, ей придается нужный вид и форма. Современные станки обладают высокой точностью, резьба может быть нарезана любого профиля.
Принцип работы токарного станка состоит в следующем:
- инструмент для работы вставляется в пиноль задней бабки;
- задняя бабка должна быть установлена в соответствии с размерами детали; она передвигается по направляющим станины;
- между передней и задней бабками располагается суппорт, в процессе работы он перемещается по направляющим с помощью каретки;
- резцедержатели подбираются в зависимости от размера детали, они могут быть как одиночными, так и предназначенными для нескольких резцов.
Назначение задней бабки токарного оборудования
, конструкция которой может предусматривать несколько вариантов исполнения, необходима не только для фиксации деталей, имеющих значительную длину, но и для крепления различных инструментов: сверл, метчиков, разверток и др. Дополнительный центр станка, который устанавливается на задней бабке, может быть вращающимся или неподвижным.
Устройство задней бабки: 1, 7 – рукоятки; 2 – маховичок; 3 – эксцентрик; 4, 6, 9 – винты; 5 – тяга; 8 – пиноль; А – цековка
Схема с вращающимся задним центром используется в том случае, если на оборудовании выполняется скоростная обработка деталей, а также при снятии стружки, имеющей значительное сечение. При реализации этой схемы задняя бабка выполняется с такой конструкцией: в отверстие пиноли устанавливаются два подшипника – передний упорный (с коническими роликами) и задний радиальный, – а также втулка, внутренняя часть которой расточена под конус.
Осевые нагрузки, возникающие при обработке детали, воспринимаются упорным шарикоподшипником. Установка и фиксация заднего центра оборудования обеспечиваются за счет конусного отверстия втулки. Если необходимо установить в такой центр сверло или другой осевой инструмент, втулка может быть жестко зафиксирована при помощи стопора, что предотвратит ее вращение вместе с инструментом.
Вращающийся центр КМ-2 настольного токарного станка Turner-250
Задняя бабка, центр которой не вращается, закрепляется на плите, перемещающейся по направляющим станка. Пиноль, устанавливаемая в такую бабку, передвигается по отверстию в ней при помощи специальной гайки. В передней части самой пиноли, в которую устанавливают центр станка или хвостовик осевого инструмента, выполняют коническое отверстие. Перемещение гайки и, соответственно, пиноли обеспечивается за счет вращения специального маховика, соединенного с винтом
Что важно, пиноль может перемещаться и в поперечном направлении, без такого перемещения невозможно выполнять обработку деталей с пологим конусом
Варианты и расшифровка вариантов модификаций
Маркировка оборудования показывает, какими особенностями оно обладает, его сферу применения.
Токарные станки имеют буквенное и числовое название. Буквенные обозначения характеризуют его конструктивные особенности: уровень автоматизации, степень точности обработки, модификацию, тип ЧПУ.
Значение букв в маркировке приборов:
- С – особая точность.
- В – высокая точность.
- Н – нормальная точность.
- А – особо высокая точность.
- П – повышенная точность.
Цифры обозначают:
- первая цифра 1 указывает на то, что это токарный станок;
- вторая цифра обозначает тип устройства;
- третья и четвертая – показывают особенности обработки.
Например, 16К20Т обозначает:
- 1 – токарный станок;
- 6 – тип лобовой;
- 20 – 200 мм основной параметр;
- Т – модифицированный.
Строение и применение ЧПУ
Современный токарный станок имеет числовое программное управление (ЧПУ). Применение электрической схемы и видоизменение основных узлов позволяет добиться высокой точности обработки.
Особенности станков с ЧПУ:
- При выборе оборудования нужно учитывать данные, указанные в ГОСТе. Там указываются класс точности и другие параметры.
- Устройство имеет сложную электрическую схему и мини-блок управления.
- Несмотря на свои небольшие размеры и вес, модели могут выдерживать большую нагрузку.
- Прибор имеет блок, на который выводится вся информация. Для этого применяются языки программирования, установленные стандартом.
- Оборудование небольших размеров и высокой точности востребовано. На нем производятся детали для электроники и бытовой техники.
Регулировка и ремонт
Регулировка включает обязательные этапы:
- установка величины люфта, который образуется между направляющими у станины и основанием задней бабки;
- минимальные зазоры в подшипниках пиноли, если она вращается;
- устранения смещения центра по отношению к шпинделю.
Как часто необходимо совершать проверку и ее порядок указаны в паспортной документации к каждому станку.
Если возникла необходимость, то проводятся восстановительные или ремонтные работы. Восстанавливают следующие параметры:
- точную стыковку станины с узлом задней бабки;
- высоту расположения шпинделя и пиноли.
Также часто приходится восстанавливать точность отверстия, куда закреплена пиноль.
Какие детали может обрабатывать
На токарных станках могут обрабатываться детали, имеющие вид тела вращения. К ним относятся:
- валы;
- оси;
- диски;
- цапфы;
- фланцы;
- муфты;
- кольца;
- втулки;
- гайки и т. д.
Кроме этого, можно сделать нарезку внутренней и наружной резьбы, точение и растачивание различных поверхностей, подрезание торцов, точение внутренних и наружных канавок, сверление, развертывание отверстий и т. д.
Как видим, токарный станок служит для множества операций и необходим в любом производстве. Рассматривая различные виды оборудования, нужно иметь в виду, что возможность установки дополнительного оборудования позволяет значительно расширить производимые операции.
