Значение техники безопасности

4. Станки токарной группы типы и разновидности

Токарный станок – станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов, древесины и других материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют черновое и чистовое точение цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развёртывание отверстий и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец – режущий инструмент – перемещается вместе с салазками суппорта от ходового вала или ходового винта, получающих вращение от механизма подачи.

Значительную долю станочного парка составляют станки токарной группы. Она включает, согласно классификацииэкспериментального НИИ металлорежущих станков, девять типов станков, отличающихся по назначению, конструктивной компоновке, степени автоматизации и другим признакам.

Применение на станках дополнительных специальных устройств (для шлифования, фрезерования, сверления радиальных отверстий и других видов обработки) значительно расширяет технологические возможности оборудования.

Токарные станки, полуавтоматы и автоматы, в зависимости от расположения шпинделя, несущего приспособление для установки заготовки обрабатываемой детали, делятся на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные предназначены в основном для обработки деталей значительной массы, большого диаметра и относительно небольшой длины. Самые распространённые токарные станки в советское время – 1К62 и 16К20.

Точность токарно-винторезных станков. Токарно-винторезные станки по точности делятся на пять классов:

Н – нормальной точности – это большинство токарных станков;

П – повышенной точности;

В – высокой точности;

А – особо высокой точности;

С – особо точные, или мастер – станки.

Устройство токарного станка по металлу. Токарные станки по металлу, в общей своей массе, имеют примерно схожую компоновку – схему расположения узлов. Общий вид токарного станка (по металлу) изображен на рисунке 1.

Рисунок 1 – общий вид токарного станка (по металлу)

Основные узлы токарного станка (по металлу):

- станина;

- передняя бабка;

- шпиндель;

- механизм подачи;

- суппорт;

- фартук;

- задняя бабка.

Устройство токарно-револьверного станка изображено на рисунке 2.

Рисунок 2 – устройство токарно-револьверного станка

Токарно-револьверный станок: 1 – станина с направляющими; 2 – коробка подачи суппортов; 3 – шпиндельная бабка; 4 – патрон на шпинделе; 5 – резцедержатель суппорта; 6 – суппорт с фартуком; 7 – шестигранная револьверная головка с гнездами для установки режущих инструментов; 8 – револьверный суппорт; 9 – барабан револьверного суппорта с упорами.

Станина. Основной неподвижной частью станка является станина, состоящая из 2-х вертикальных рёбер(см. рис. 3). Между ними находятся несколько поперечных перекладин, обеспечивающих жёсткость и неколебимость статора.Станина располагается на ножках, их количество зависит от длины станины. Конструкция ножек-тумб такова, что в них могут храниться необходимые для работы станка инструменты.Верхние поперечные рейки станины служат направляющими для передвижения по ним суппорта и задней бабки. Сравнивая схемы станков, легко заметить, что в некоторых конструкциях используются направляющие 2 видов:

- призматические для перемещения суппорта;

- плоская направляющая для хода задней бабки. В очень редких случаях её заменяет призматического типа.

Передняя бабка. Детали, расположенные в передней бабке (см. рисунок 4) 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.

Рисунок 4 – передняя бабка токарного станка

Основная деталь передней бабки в устройстве токарного станка – шпиндель (см. рисунок 5). 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.

Рисунок 5 – коробка скоростей

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.

Шпиндель. Маловероятно, что ещё можно встретить устройство токарного станка по металлу с монолитным шпинделем (см. рисунок 6). Современные станки имеют полые модели, но это не упрощает требования 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 R_a = 0,8.

Рисунок 6 – шпиндель

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.

Механизм подачи. Механизм подачи сообщает суппорту необходимое направление движения. Задаётся направление трензелем. Сам трензель находится в корпусе передней бабки. Управление им происходит посредством наружных рукояток. Кроме направления можно изменять и амплитуду движения суппорта при помощи сменных шестерней разного количества зубьев или коробки подач.

В схеме станков с автоматической подачей имеются ходовые винт и валик. При проведении работ высокой точности исполнения используется ходовой винт. В остальных случаях – валик, что позволяет дольше сохранить винт в идеальном состоянии для выполнения сложных элементов.

Суппорт. Верхняя часть суппорта – место крепления резцов и другого токарного инструмента, необходимого для обработки различных деталей (см. рисунок 7). Благодаря подвижности суппорта резец плавно перемещается в направлении, необходимом для обработки заготовки, от места, где суппорт с резцом и располагался в начале работы.

Рисунок 7 – суппорт

При обработке длинных деталей ход суппорта вдоль горизонтальной линии станка должен совпадать с длиной обрабатываемой заготовки. Такая потребность определяет возможности суппорта передвигаться в 4 направлениях относительно центральной точки станка. Продольные движения механизма происходят по салазкам – горизонтальным направляющим станины. Поперечная подача резца осуществляется второй частью суппорта, передвигающейся по горизонтальным направляющим (см. рисунок 8). Поперечные (нижние) салазки служат основой поворотной части суппорта. С помощью поворотной части суппорта задаётся угол расположения заготовки относительно фартука станка.

Рисунок 8 – поперечные салазки

Фартук. Фартук, как и передняя бабка, скрывает за своим корпусом необходимые для приведения в движение механизмов станка узлы, связывающие суппорт с зубчатой рейкой и ходовым винтом. Рукоятки управления механизмами фартука вынесены на корпус, что упрощает регулировку хода суппорта.

Задняя бабка. Задняя бабка подвижная, она используется для закрепления детали на шпинделе (см. рисунок 9, 10). Состоит из 2 частей: нижней – основной плиты и верхней, удерживающей шпиндель.

Рисунок 9 – задняя бабка в разрезе

Подвижная верхняя часть движется по нижней перпендикулярно горизонтальной оси станка. Это необходимо при точении конусообразных деталей. Через стенку бабки проходит вал, он может поворачиваться рычагом на задней панели станка. Крепление бабки к станине производится обычными болтами.

Рисунок 10 – задняя бабка

Индивидуален по своей компоновке каждый токарный станок, устройство и схема могут несколько отличаться в деталях, но в малых и средних станках такой вариант встречается наиболее часто. Компоновки и схемы тяжёлых больших токарных станков отличается в зависимости от их назначения, они узкоспециализированные.