Токарно-винторезный станок и его основные узлы. Токарно-винторезные станки — принципы работы

Токарно-винторезный станок (ТВС) до того, как стать тем, чем он является в наши дни, прошел долгий путь эволюции. С каждым этапом развития данный вид техники изменялся в размерах, росла мощность агрегатов, расширялись функциональные возможности, улучшались параметры точности, эргономичности и масса других показателей.

Что интересно, принцип работы данной техники с момента ее изобретения фактически не поменялся. Устройство токарно-винторезного станка неизменно в глобальном смысле слова, равно как и его фундаментальные узлы. Сохранились и базисные принципы работы на этой технике.

Рассмотрим подробнее, что собой представляет это оборудование, без которого невозможно представить не то что отдельные промышленные структуры, а и целые отрасли экономики.

Суть работы ТВС достаточно проста и логична. Зафиксированная деталь совершает вращение по продольной оси. Этот процесс носит название главного движения. В свою очередь инструмент подводится к детали и совершает поперечный и поступательный ход. Подобные манипуляции позволяют удалять часть заготовки в нужных местах для получения готовой детали.

Главной отличительной особенностью токарно-винторезного станка от обычного токарного агрегата считается то, что его конструкцией предусмотрено наличие особого ходового винта, который дает возможность очень точно создавать новую резьбу с внешней стороны заготовки.

Ключевые узлы агрегата

Токарно-винторезные станки состоят из нескольких крупных узлов. Станина является фундаментальной деталью станка, где фиксируются все остальные его составные части. Станина изготавливается из очень прочного чугуна. Тяжелое основание с несколькими направляющими, расположенными вверху, — конструкция, хорошо зарекомендовавшая себя еще много лет назад. Именно поэтому производители токарно-винторезных агрегатов не изменяют этому проверенному временем формату. По направляющим осуществляется перемещение задней бабки и суппорта.

Еще один важный узел в конструкции – передняя бабка, где располагается шпиндель, оснащенный патроном для фиксации обрабатываемой детали. Также на передней бабке предусмотрена коробка передач, сообщающая вращение от электрического двигателя шпинделю.

Суппорт – это важный элемент для подачи режущего инструмента. Конструкция включает специальную каретку, резцедержатель и фартук. Резцедержатель нужен для фиксации инструмента. Каретка перемещает инструмент по направляющим.

Конструкция фартука включает механизмы контроля суппорта и специальные салазки, которые перемещаются непосредственно по фартуку в продольном и поперечном направлениях. Привод на фартук сообщает коробка подач. Встроенная в коробку гитара дает возможность настроить шаг резьбы. Задняя бабка выполняет функцию держателя детали нестандартных размеров. Кроме того, на ней располагается инструмент, будь то сверла, развертки или зенкеры.

Нужно отметить, что данная конструкция токарно-винторезного станка считается стандартной комплектацией этого типа оборудования. Это не исключает наличия опциональных узлов. В последние годы многие производители оснащают технику копирующими механизмами и особыми насадками для фрезеровки, что заметно расширяет функционал традиционного агрегата.

Более того, серьезную конкуренцию стандартным моделям составляют токарно-винторезные станки с ЧПУ. К слову, последние отличаются повышенной производительностью, точностью и удобством в эксплуатации.

В зависимости от устройства токарно-винторезного станка есть возможность классифицировать это оборудование по ряду признаков. Это может быть степень автоматизации процессов обработки заготовки, конструктивные особенности агрегата и целевое назначение конкретной модели.

Сегодня грубым разделением данной техники может служить классификация ее на автоматическую и полуавтоматическую. Также токарно-винторезные станки бывают горизонтального и вертикального типа. Это зависит от того, где располагается шпиндель. Агрегаты вертикального типа используются в том случае, когда есть необходимость обрабатывать короткие детали большого веса.

Один из важнейших параметров, на который нужно обращать внимание мастеру при выборе станка — это уровень нагрузки на подвижные элементы конструкции. Чем слабее каждая отдельная деталь станка, там выше вероятность того, что техника будет часто выходить из строя и простаивать. Это особенно актуально для тех, кто использует не новую технику.

Даже спустя годы активной эксплуатации жесткость станины должна оставаться на первоначальном уровне, а каждый узел должен выполнять свою функцию безукоризненно. Только в этом случае можно говорить о высокой производительности агрегата на пределе своих возможностей.

В наши дни токарно-винторезные станки порадуют высокой точностью, несравнимой с агрегатами, выпущенными в середине прошлого века. Инструменты, которыми комплектуется эта техника, производятся из высококачественных твердых сплавов отменной прочности. Практически все современные станки являют собой эталон точности и производительности. Все это ещё раз подтверждает то, что, хотя данная техника внешне изменилась не так уж существенно, ее эксплуатационные характеристики прогрессируют с каждым годом.

Выводы

Токарно-винторезные станки – оборудование, пользующееся стабильным спросом в России. Сегодня мастеру доступен огромный выбор новых и б/у агрегатов. Отечественные производители подобной техники в полной мере удовлетворяют потребности в ней. При этом у них есть и серьезные конкуренты, особенно среди азиатских и европейских брендов.

Как бы то ни было, у российских компаний-производителей есть все для создания высококачественного конкурентоспособного оборудования. Доступные цены, высокое качество комплектующих и эффективные инженерные наработки делают эту технику очень востребованной на постсоветском пространстве.

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Рис. Токарновинторезный станок Основные узлы и движения станка 16К20 В передней бабке 1 рис. Краткая техническая характеристика станка Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной мм 400 Наибольший диаметр заготовки обрабатываемой над нижней кареткой суппорта мм 220 Наибольший диаметр обрабатываемого прутка мм 53 Наибольшая длина обрабатываемой заготовки мм 71010001400 Частота вращения шпинделя мин1 1251600 Число частот вращения шпинделя 22 Подача мм об: продольная 00528 поперечная 002514 Нарезаемые резьбы:...

Устройство токарно-винторезного станка, выполняемые на нем работы, принадлежности и инструменты

Цель работы: изучить устройство токарно-винторезного станка и назначение его основных узлов и частей; ознакомиться с режущими инструментами,^ применяемыми для выполнения различных токарных работ; ознакомиться с видами токарной обработки и применяемыми при этом принадлежностями.

Оборудование. Токарно-винторезный станок мод. 16К20; токарные резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки; патроны, центры, люнеты;

Общие сведения

Универсальный токарно-винторезный станок мод.16К20 предназначен для обработки заготовок, имеющих форму тел вращения, а также для нарезания резцом различных типов резьб.

Рис.1. Токарно-винторезный станок

Основные узлы и движения станка 16К20

В передней бабке 1 (рис.1), размещены шпиндель и коробка скоростей., предназначенная для изменения частоты и направления вращения шпинделя с заготовкой. Задняя бабка 2 поддерживает заготовку при работе в центрах и служит для закрепления инструмента, обрабатывающего отверстия (сверл, зенкеров, разверток и т.п.). При изменении длины заготовки заднюю бабку передвигают по направляющим. Суппорт 3 несет резцедержатель с резцом и сообщает ему продольное или поперечное движение вдоль оси заготовки. Фартук 4 предназначен для передачи движения суппорту от ходового винта 5 или ходового вала 6 в продольном и поперечном направлениях. Коробка подач 8 осуществляет регулирование подачи и включение ходового винта.

На станине 7 смонтированы основные узлы станка. При обработке на токарном станке главным движением является вращение шпинделя с заготовкой. При обтачивании цилиндрической поверхности каретка суппорта с резцом имеет продольную подачу, а при перемещении салазок суппорта обеспечивается поперечная подача. При подрезании торцевой поверхности поперечная подача становится непрерывным движением, а продольная служит для периодического врезания резца в заготовку. При резьбо- нарезании главное движение и движение продольной подачи составляют сложное формообразующее движение.

Гитара сменных зубчатых колес 9 используется для настройки станка при нарезании резцом различных типов резьб.

Краткая техническая характеристика станка

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки

над станиной, мм 400

Наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой

над нижней кареткой суппорта, мм 220

Наибольший диаметр обрабатываемого

прутка, мм 53

Наибольшая длина обрабатываемой

заготовки, мм 710,1000,1400

Частота вращения шпинделя, мин -1 12,5-1600

Число частот вращения шпинделя 22

Подача, мм/об:

продольная 0,05-2,8

поперечная 0,025-1,4

Нарезаемые резьбы:

метрическая, шаг в мм 0,5-112

дюймовая, число ниток на 1 дюйм 56-0,5

модульная, шаг в модулях 0,5-112

питчевая, в питчах 56-0,5

Диаметр отверстия в шпинделе, мм 55

Мощность главного электродвигателя, кВт 11

Основные виды токарных работ

На токарных станках выполняют обтачивание цилиндрических поверхностей, подрезание торцов, вытачивание наружных канавок, отрезание металла, сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, растачивание отверстий и внутренних канавок, центрование, обработку," поверхностей фасонными резцами, нарезку резьбы плашками, метчиками, резцами, резьбонакатными головками, обработку конических поверхностей.

Основными инструментами при токарной обработке являются резцы. В зависимости от характера обработки резцы бывают черновые и чистовые. Геометрические параметры режущей части этих резцов таковы, что они приспособлены к работе с большой и малой площадью сечения срезаемого слоя.

По форме и расположению лезвия относительно стержня резцы подразделяют на прямые (рис.2, а), отогнутые (рис.2, б), и оттянутые (рис.2, в). У оттянутых резцов ширина лезвия обычно меньше ширины крепежной части. Лезвие может располагаться симметрично по отношению к оси державки резца или быть смещено вправо или влево.

По направлению движения подачи резцы разделяют на правые и левые. У правых резцов главная режущая кромка находится со стороны большого пальца правой руки, если наложить ее на резец сверху (рис.2, а). В рабочем движении такие резцы перемещаются справа налево (от задней бабки к передней). У левых резцов при аналогичном наложении левой руки главная режущая кромка также находится со стороны большого пальца (рис.2, б). Такие резцы в движении подачи перемещаются слева направо.

По назначению токарные резцы разделяют на проходные, расточные, подрезные, отрезные, фасонные, резьбовые и канавочные.

Чтобы обеспечить требуемую точность и качество поверхности детали при сохранении высокой производительности труда,

Левый Правый Левый Правый

Рис.2. Разновидности токарных резцов: а — прямые,

б — отогнутые, в — изогнутые, г — оттянутые

необходимо правильно выбрать геометрию резца. Важную роль здесь играют углы в плане. Углами в плане (рис.3) называются углы между режущими кромками резца и направлением подачи: φ — главный угол в плане, φ 1 — вспомогательный угол в плане, ε — угол при вершине (ε = 180° - φ - φ 1 ). Углы φ и φ 1 зависят от заточки и установки резца, а угол ε — только от заточки. При малом угле φ в работе участвует большая часть режущей кромки, улучшается отвод теплоты, повышается стойкость резца. При большом угле ф работает меньшая часть режущей кромки, поэтому стойкость резца снижается. При обработке длинной и тонкой заготовки, когда возникает опасность ее прогиба, применяют резцы с большим углом ф, так как при этом отжимающее усилие будет меньше. Для формоизменения заготовок большого диаметра выбирают φ = 30 -45°, для тонких (нежестких) — φ = 60 - 90°.

Вспомогательный угол φ 1 — угол между вспомогательной кромкой и направлением подачи. Если φ 1 мал, то из-за некоторого отжима резца вспомогательная кромка врезается в обработан-

Рис.4. Типы токарных резцов: а —нроходные прямые и б — проходные отогнутые, в — проходные упорные, г, д — подрезные, е — расточные проходные, ж — расточные упорные, з — отрезные, и — фасонные, к — резьбовые

ную поверхность и портит ее. Большой угол φ 1 неприемлем из-за ослабления вершины резца. Обычно φ 1 = 10 - 30°.

Проходные прямые (рис.5.5, а) и отогнутые (рис.4, б) резцы применяют для обработки наружных поверхностей. Для прямых резцов обычно главный угол в плане φ = 45 - 60°, а вспомогательный φ 1 = 10-15°. У проходных отогнутых резцов углы в плане φ = φ 1 = 45°. Эти резцы работают как проходные при продольным движении подачи и как подрезные при поперечном движении подачи.

Для одновременной обработки цилиндрической поверхности и торцовой плоскости применяют проходные упорные резцы (рис.4, в), работающие с продольным движением подачи. Главный угол в плане φ = 90°.

Подрезные резцы применяют для подрезания торцов заготовок. Они работают с поперечным движением подачи по направлению к центру (рис.4, г) или от центра (рис.4, д) заготовки.

Расточные резцы используют для растачивания отверстий, предварительно просверленных или полученных штамповкой или литьем. Применяют два типа расточных резцов: проходные — для сквозного растачивания (рис.4, е), упорные — для глухого (рис.4, ж). Они различаются формой лезвия. У проходных расточных резцов угол в плане φ = 45-60°, а у упорных — угол φ несколько больше 90°.

Отрезные резцы применяют для разрезания заготовок на части, отрезания обработанной заготовки и протачивания канавок. Они работают с поперечным движением подачи (рис.2, з). Отрезной резец имеет главную режущую кромку, расположенную под углом φ = 90° и две вспомогательные с углами φ 1 = 1-2°.

Фасонные резцы применяют для обработки коротких фасонных поверхностей с длиной образующей линии до 30-40 мм. Форма режущей кромки фасонного резца соответствует профилю детали. По конструкции такие резцы подразделяют на стержневые, круглые, призматические, а по направлению движения подачи — на радиальные и тангенциальные. На токарно- винторезных станках фасонные поверхности обрабатывают, как правило, стержневыми резцами, которые закрепляют в резцедержателе станка (рис.4, и).

Резьбовые резцы (рис.5.5, к) служат для формирования наружных внутренних резьб любого профиля: прямоугольного, треугольного, трапецеидального. Форма их режущих лезвий соответствует профилю и размерам поперечного сечения нарезаемых резьб.

По конструкции различают резцы цельные, изготовленные из одной заготовки; составные (с неразъемным соединением его частей); с припаянными пластинами; с механическим креплением пластин (рис.5).

Рис.5. Типы токарных резцов но конструкции: цельные (а, б) составные с припаянными (в) или с механическим креплением (г) пластинами

Державки резцов обычно изготавливают из конструкционных сталей 40, 45, 50 и 40Х с различным сечением: квадратным, прямоугольным, круглым и др.

Резцы с механическим креплением твердосплавных пластин имеют значительные преимущества перед напайными резцами, так как при такой конструкции предотвращается возможность появления трещин в пластинах при напайке, удлиняется срок службы крепежной части резца.

Многогранные режущие пластины изготовляют с тремя, четырьмя, пятью и шестью гранями (рис.6). Для того чтобы создать положительный угол на передней поверхности пластины, вдоль режущих кромок делают лунки и фаски методом прессования с последующим спеканием.

Универсальность металлорежущего станка расширяется применением принадлежностей и приспособлений. На токарном станке основными из них являются: патроны, центры (рис.7), люнеты. Применяются и вспомогательные приспособления: сверлильный патрон, переходные втулки, хомутики.

Из патронов наибольшее распространение получил самоцентрирующийся трехкулачковый патрон (рис.8). Его конструкция обеспечивает одновременное перемещение трех кулачков в радиальном направлении, благодаря чему заготовка устанавливается по оси шпинделя.

Рис.6 . Многогранные режущие пластины

Рис.7. Вращающийся центр

Рис.8. Самоцентрирующийся трехкулачковый патрон

При несимметричном сечении заготовок, когда правильное ее закрепление в трехкулачковом патроне невозможно, применяют четырехкулач- ковый патрон с раздельным зажимом кулачков или планшайбу (рис.9).

При обработке в центрах, для придания вращения заготовке, применяют поводковые патроны (рис.10). При наружной обработке длинномерных заготовок малого диаметра с целью предотвращения прогиба используют

Рис.9. Планшайба

неподвижный (рис.11, а) или подвижный (рис.11, а) люнеты.

Конические поверхности на токарном станке обрабатывают следующим способами: широким токарным резцом, поворотомверхних салазок, смещением корпуса задней бабки в поперечном направлении и с помощью копирной или конусной линейки.

Широким резцом (рис.12, а) обтачивают обычно короткие конические поверхности с длиной в 25- 30 мм.

При обработке конических поверхностей поворотом верхнего суппорта (рис.12, б) его устанавливают под углом, равным половине угла при вершине обрабатываемого конуса. Обработка ведется при ручной подаче. Угол поворота определяется по формуле

Рис.10. Обработка в центрах: 1 — поводковый патрон, 2 — передний центр, 3 — хомутик, 4 — задний патрон, 5 — пиноль задней бабки

Рис.11. Обработка длиномерных заготовок с использованием неподвижного (а) и подвижного (б) люнетов

Рис.12. Способы обтачивания конусов: а — широким резцом, б — поворотом верхнего суппорта, в — смещением корпуса задней бабки; г — с помощью конумной линейки, 1 — поворотная линейка, 2 —- ползушка, 3 — неподвижная линейка, 4 — винт, 5 — шкала, 6 — тяга, 7 — кронштейн, 8 — салазки, 9 — корпус

где D и d — диаметры обрабатываемых конических поверхностей, мм; l — высота конуса, мм.

Смещением корпуса задней бабки в поперечном направлении (рис.12, б) обтачивает длинные конические поверхности с небольшим углом конуса при вершине (до 12°). При этом смещение заднего центра в поперечном направлении определяется из выражения

где L — общая длина обрабатываемой заготовки, мм.

Способ обработки конических поверхностей с помощью конусной линейки (рис.12, г), прикрепляемой к станине станка, позволяет получать коническую поверхность с углом при вершине до 40°. Обработка ведется с включением механической подачи.

В зависимости от формы и размеров заготовок применяют различные способы их закрепления. При отношении длины заготовки к диаметру L / D < 4 заготовку закрепляют в патроне. При4 < L / D < 10 заготовку устанавливают в центрах, а при L / D >10 используют люнеты.

Распространенным способом является обработка в центрах (рис.13), так как она позволяет переставлять деталь со станка на станок без последующей выверки. При этом в торцах обрабатываемой детали предварительно засверливают центровые отверстия. Форма и размеры центровых отверстий (рис.14) стандартизованы. При установке на станке в эти отверстия входят острия центров передней и задней бабок станка.

Рис.13. Обработка в центрах: 1 — поводковый патрон, 2 — хомутик, 3 — гайка, 4 — стержень, 5 — гайка, 6 — вращающийся центр, 7 — втулка, 8 — передний центр

Для передачи вращения от шпинделя передней бабки к обрабатываемой детали применяют поводковый патрон 1 (рис.13), уста-

Рис.14. Центровые отверстия (а) и инструмент (б — цилиндрическое сверло, в — зенковка, г,д — комбинирование сверла)

навливаемый на шпинделе, и хомутик 2, закрепленный на заготовке.

Центры устанавливаются в шпинделе станка и пиноли задней бабки. Центр, установленный в шпинделе, вращается вместе с заготовкой. Простой центр (рис.15, а), установленный в пиноли задней бабки, не вращается, поэтому изнашивается сам и изнашивает центровое отверстие заготовки. Для предотвращения износа применяют вращающийся центр (см. рис.7). Иногда используют: срезанный центр при подрезке торца; обратный центр (рис.15, б) при обтачивании заготовок небольшого диаметра (до 5 мм).

Рис.15. Токарные центры: а — простой центр (1 — конус, 2 — шейка, 3 — конус, 4 — хвостовик); б — обратный центр

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать
58029.		Завершение формирования мировых колониальных империй. Международные отношения в последней трети XIX века	122 KB
	Цели: Сформировать представление об Индии во второй половине XIX века; ознакомить с принципами колониальной политики Британии в Индии; раскрыть причины ход и результаты восстание сипаев; формировать собственные суждения об идеологии бремени белого человека...
58030.		Индия. Культурно - исторические особенности. Экономико-географическая характеристика	118 KB
	Цель: сформировать у учащихся общие представления о культуре и экономических особенностях Индии; совершенствовать навыки учащихся самостоятельно отбирать и анализировать материал; продолжить формирование умений обобщать и делать выводы; воспитывать ответственность...
58031.		Давня Індія	78.5 KB
	Слово вчителя: Шановні учні сьогодні ми з вами помандруємо на Схід до цікавої і загадкової Індії. Вивчення нового матеріалу Географічне положення Індії Робота з картою.
58032.		Застосування дієприкметника як особливої форми дієслова у захисті проектів «Особливості догляду за шкірою підлітків»	1.94 MB
	МЕТА: виховувати в учнів любов до вивчення української мови; творчу ініціативу та свідоме ставлення до зміцнення й збереження власного здоровя; розвивати мовленнєву компетенцію учнів та навички комунікативно користуватися засобами мови в різних життєвих ситуаціях...
58033.		Прості і складені задачі, які включають дії над величинами, вираженими одиницями площі	58.5 KB
	Цілі: освітні: формувати обчислювальні уміння і навички, уміння розв’язувати задачі, аналізувати математичні завдання; розвивальні: розвивати логічне і алгоритмічне мислення, пізнавальні та інтелектуальні можливості, стимулювати розвиток умінь учнів аргументувати свою відповідь...
58034.		Застосування інтеграла до моделювання процесів	2.54 MB
	Навчальна: узагальнити і систематизувати знання студентів з теми «Інтеграл та його застосування»; сприяти закріпленню знань про геометричний, фізичний та економічний зміст інтеграла; формувати вміння й навички студентів самостійно систематизувати та поглиблювати знання...
58035.		Применение интеграла	107 KB
	Цель: Обобщить и систематизировать знания по теме Применение интеграла. Актуализация опорных знаний Определение первообразной; Определение неопределенного интеграла; Определение интеграла...
58036.		ЗАСТОСУВАННЯ ВИЗНАЧЕНОГО ІНТЕГРАЛА	558.5 KB
	Сприяти закріпленню знань про геометричний та фізичний зміст інтеграла. Учитель пропонує закінчити речення щоб сформульовані твердження були вірними: Криволінійною трапецією називається Дія обернена до диференціювання Первісні для однієї і тієї ж функції відрізняються тільки...
58037.		Завоевание арабов. Создание Арабского халифата	248.5 KB
	Рассмотреть историю создания Арабского халифата и возникновение ислама, ознакомиться с ярчайшими достижениями исламской культуры; усовершенствовать навыки работы с исторической картой

– оборудование, которое используется для обработки заготовок из металлов и других материалов точением (резанием). С помощью токарных станков осуществляют расточку и обточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование, развертывание отверстий и другие работы.

На Токарно винторезном станке простой принцип работы: заготовка, которая зажата в горизонтальном положении, начинает вращаться и резцом, который подвижен, снимается не нужный материал. Но для того чтобы осуществить этот принцип, нужен механизм, который состоит из большого количества точно пригнанных элементов. Токарные станки объединяют девять видов станков, которые отличаются по различным признакам: по конструктивной компоновке, по назначению, по степени автоматизации.

Использование на станках специальных дополнительных устройств (для фрезерования, для шлифования, для сверления радиальных отверстий) сильно расширяет технологическую функциональность оборудования.

Токарные станки, автоматы и полуавтоматы, делятся на вертикальные и горизонтальные, в зависимости от размещения шпинделя, который несет приспособление для установки заготовки детали, которая обрабатывается. Вертикальные станки в основном используются для обработки деталей крупных размеров и массы, но небольшой длины. Наиболее известные токарные станки во времена советского союза - 16К20 и 1К62. Токарный станок предназначен для обработки материалов резанием, для того чтобы получить детали в форме тел вращения. На сегодняшний день есть несколько основных видов токарных станков. Самая универсальная техника токарной группы – это токарно-винторезные станки , которые применяют в условиях мелкосерийного производства. А токарно-винторезные станки, в свою очередь, тоже разделяются на виды:

Устройство токарно винторезного станка

Токарно-винторезный станок имеет свое индивидуальное устройство. Основной корпус техники является неподвижным, а инструмент начинает свою работу, нажатием специальных головок. Деталь, которая получается в процессе обработки можно применять в таких операциях. Сейчас многие считают, что использование токарно- винторезного станка осуществляется не оптимально. Обработку материалов можно увеличить и проводить с большей эффективностью. Но элементом, получаемым производителями после работы, обычно довольны.

Токарно-винторезный станок - оси

Токарно-винторезный станок оси – это достаточно новое оборудование. Но, тем не менее, он уже успел завоевать популярность у специалистов промышленной сферы. Токарный станок оси, иначе называемый ОЗУ, объединяет в себе черты обычных токарных инструментов с пинолем стиля оси.

На токарном станке данного типа принцип работы достаточно простой и понятный даже тем людям, которые никогда не сталкивались с промышленностью. В момент, когда оборудование стыкуется с заготовкой, которую нужно обработать, то он начинает скользить по её поверхности. И поэтому процесс обработки становится быстрым, легким, ну и качественным.

Токарно-винторезный станок типа CNC

Данный станок в состоянии заменить старый вид оборудования. Мультишпиндель и другие инструменты станков CNC имеют ряд преимуществ: просты в установке и легки в эксплуатации. Такая техника в полном объеме отвечает тенденциям сегодняшней разработки рабочих мест.

Показатели токарно-винторезных станков CNC намного выше других существующих типов оборудования данного класса. Можно отметить, что организации, которые приобретают такие станки, решают свои проблемы с производительностью на все сто процентов. Токарно-винторезный станок с легкостью можно считать наиболее универсальным станком из всех существующих станков токарной группы. Он используется в условиях мелкосерийного и единичного производства разнообразных деталей. Сейчас за счет своей универсальности он пользуется большим спросом во многих организациях, которые работают в металлообрабатывающей промышленности.

Токарные станки позволяют обрабатывать внутренние и наружные поверхности. Техника дает возможность обтачивать детали разнообразных форм (фасонных, конических, цилиндрических), выполнять сверление, растачивание, развертывание отверстий, подрезку торцов, накатку рифлений, нарезание резьбы и другие операции. Также возможность применения специального оборудования даст вам возможность выполнять и другую работу. К примеру, вы сможете осуществлять фрезерование, шлифование, нарезание зубьев и другие.

Токарно-винторезная техника , в первую очередь, предназначена для единичного и мелкосерийного производства. Но, если необходимо, его можно будет оборудовать дополнительными приспособлениями и устройствами, которые дадут возможность расшириться до серийного производства. В массовом производстве используются токарные и револьверные полуавтоматы и автоматы. Обслуживание автомата подразумевает периодическую наладку, подачу материала на станок и контроль обрабатываемых деталей.

В полуавтомате же движения, которые связаны со снятием и загрузкой заготовок, не автоматизированы. Автоматическое управление рабочим процессом таких токарно-винторезных станков выполняется благодаря распределительному валу, где установлены кулачки.

Цель работы: изучить общее устройство токарно-винторезного станка, инструмент, приспособления и виды работ, выполняемых на станке; научиться определять машинное время при точении.

Оборудование рабочего места

1. Токарно-винторезный станок.

2. Набор токарных резцов.

3. Приспособления к токарно-винторезному станку.

4. Методические указания.

I. Устройство токарно-винторезного станка

Токарно-винторезные станки являются высокопроизводительными и самыми распространенными станками. Станок предназначен для обра­ботки различных металлов и неметаллических материалов. На станке выполняют все виды токарных работ: обтачивание наружных и растачи­вание внутренних цилиндрических и конических поверхностей, отреза­ние, сверление, зенкерование и развертывание отверстий, нарезание различных резьб и т.д. С использованием гидрокопировального устрой­ства на станке можно выполнять токарно-копировальные работы. Токар­но-винторезные станки, согласно классификации металлорежущих стан­ков, относятся к I группе, 6 типу (например, станок модели 16К20).

На рис. 2.1 представлена схема токарно-винторезного станка.

Для монтажа всех узлов станка служит станина 2 с продольными призматическими направляющими. Станина закреплена на тумбах. В левой тумбе I смонтирован электродвигатель главного привода станка, в правой тумбе 12 - бак для смазочно-охлаждающей жидкости и насос­ная станция. На станине над передней тумбой установлена передняя бабка 6. В передней бабке смонтированы коробка скоростей станка и полый шпиндель. Механизмы и передачи коробки скоростей позволяют получать разные частоты вращения шпинделя, обеспечивая тем самым скорость главного движения (V). На шпинделе, закрепляют зажимные приспособления (кулачковый патрон, поводковый патрон, план-шайбу) для передачи крутящего момента обрабатываемой заготовке. На лице­вой стороне передней бабки размещена панель управления 5 механиз­мами коробки скоростей.

5 6 7 8 9 10 11

Рис. 2.1. Схема токарно-винторезного станка

На лицевой стороне станины под передней бабкой крепится коробка подач 3. В коробке смонтированы механизмы и передачи, позволяю­щие получать разные скорости движения суппортов. Коробка подач получает вращательное движение от коробки скоростей с помощью сменных зубчатых колес, называемых гитарой, расположенных с левой тор­цовой стороны станины в коробке 4.

По направляющим станины перемещается продольный суппорт 7, обеспечивая продольную подачу резцу (S пр). По направляющим про-дольного суппорта перпендикулярно к оси вращения заготовки пере­мещается поперечная каретка, на которой смонтирован верхний суп­порт 9. Поперечная каретка обеспечивает поперечную подачу резцу (S п). Верхний поворотный суппорт можно устанавливать под любым углом к оси вращения заготовки, что необходимо при обработке кони­ческих поверхностей.

На верхнем суппорте смонтирован четырехпозиционный поворотный резцедержатель 8, в котором можно одновременно устанавливать четыре резца. К продольному суппорту крепится фартук 10. В фартуке смонтированы механизмы и передачи, преобразующие вращательное дви­жение ходового валика иди ходового винта в поступательное движение суппортов. Ходовой валик (с продольным шлицевым пазом) и ходовой винт (с наружной резьбой) расположены вдоль станины и получают вращательное движение от коробки подач. Механизм фартука устроен та­ким образом, что движение суппорта может осуществляться или от ходового валика при гладком точении, или от ходового винта при на­резании резьбы.

Задняя бабка 11 установлена с правой стороны станины и пере­мещается по ее направляющим. В пиноли задней бабки может устанав­ливаться задний центр или инструмент для обработки отверстий (свер­ла, зенкеры, развертки). Корпус задней бабки смещается относитель­но основания в поперечном направлении, что необходимо при обтачи­вании наружных длинных конических поверхностей.

Для обеспечения нормальных условий работы станок оборудован индивидуальным освещением и специальным защитным экраном, предох­раняющим работающего от травм сходящей стружкой.

Токарно-винторезные станки имеют следующие приспособления и принадлежности: зажимные патроны, центры, поводковый патрон, люне­ты и копировальные линейки.

Любой токарно-винторезный станок (настольный, универсальный, с ЧПУ) представляет собой оборудование, с помощью которого выполняется обработка точением изделий из металла и иных материалов.

1 Устройство токарно-винторезного станка – основные узлы и механизмы

Универсальные токарно-винторезные агрегаты дают возможность осуществлять такие виды металлообрабатывающих операций, как:

• развертывание отверстий;
• обточка и расточка фасонных, конических, цилиндрических поверхностей;
• зенкерование;
• обработка и подрезка торцов;
• нарезание резьбы;
• сверление.

Все станки данной группы имеют идентичное устройство. Их основными сборочными единицами являются следующие узлы:

• суппорт;
• передняя и ;
• коробка скоростей;
• станина;
• шпиндель;
• электро-пусковое оборудование;
• тумбы;
• гитары шестерен сменного типа;
• ходовой валик;
• фартук;
• коробка подач;
• ходовой винт (именно его наличие отличает токарно-винторезный агрегат от обычного токарного ).

Примечательно, что все составные элементы рассматриваемых станков имеют не только одинаковое назначение и наименование, но и располагаются на одних и тех же местах.

Это означает, что агрегат 16К20, выпускавшийся комбинатом "Красный пролетарий" в 1970-х годах, и от челябинского ОАО "Станкомаш" похожи друг на друг, как два брата. Даже схема токарно-винторезного станка с числовым программным управлением (например, ) отличается от более старых моделей лишь наличием этого самого ЧПУ.

Кроме основных узлов, агрегаты токарно-винторезной группы располагают рядом управляющих рукояток, с помощью которых оператор выполняет свою работу на станке. Существуют следующие рукоятки:

• изменения частоты вращения шпинделя;
• задания шага и подачи нарезаемой резьбы;
• установки увеличенного либо нормального шага резьбы;
• передвижения (продольного и поперечного) салазок;
• передвижения верхних салазок;
• запуска и отключения ходового винта (его гайки);
• выбора направления выполнения резьбы (право- либо левозаходной);
• запуска и отключения основного электрического двигателя;
• фиксации пиноли;
• запуска автоматической продольной подачи;
• передвижения пиноли (эту рукоятку обычно называют штурвалом);
• запуска и остановки подачи;
• переключения суппорта в режим ускоренного перемещения;
• фиксации задней бабки;
• остановки шпинделя и изменения направления движения данного элемента станка.

2 Принципы классификации агрегатов токарно-винторезной группы

Описываемое оборудование подразделяется на несколько видов по трем технических характеристикам:

• весу станка;
• максимальной длине изделия, которое можно обрабатывать на конкретном агрегате;
• максимальному диаметру детали, с которой может справиться станок.

Наибольшая длина заготовки, подвергаемой обработке, зависит от интервала между центрами токарной установки. Ряд максимальных сечений обработки для рассматриваемого нами оборудования начинается диаметром в 100 миллиметров и заканчивается диаметром в 4 000 миллиметров. Важно знать, что разные станки при одинаковом показателе допустимого сечения заготовки нередко характеризуются разными величинами длины обрабатываемого изделия.

По весу все токарно-винторезное оборудование подразделяют на четыре класса:

• до 400 тонн – тяжелые станки (наибольший диаметр детали для обработки в них равняется 1600–4000 мм);
• до 15 тонн – крупные (диаметр варьируется от 600 до 1250 мм);
• до 4 тонн – средние (от 250 до 500 мм);
• до 0,5 тонны – легкие (от 100 до 200 мм).

Под легкими станками обычно понимают настольные их модификации, используемые домашними умельцами в частных целях и небольшими предприятиями:

• опытными и экспериментальными участками заводов;
• часовыми фирмами;
• приборостроительными компаниями.

Тяжелые и крупные агрегаты обычно применяются в энергетическом и тяжелом машиностроении. Также используются они для специальной обработки различных механизмов:

• роторов турбин;
• колесных пар железнодорожных вагонов;
• элементов на металлургических заводах.

Большая же часть токарных операций выполняется на установках, относимых к средней группе. На них приходится порядка 80 процентов всех работ по металлобработке. Они позволяют осуществлять получистовые и чистовые операции, нарезать разнообразные по своему характеру резьбы.

Конструкция таких станков отличается большим диапазоном подач рабочего инструмента и частот вращения шпинделя, достаточной жесткостью. Они оснащаются приемлемыми по мощности электродвигателями, что дает возможность производить на весьма экономичных режимах обработку металлических и других изделий с использованием инструментов, изготовленных из сверхтвердых сплавов и твердых материалов.

Кроме того, агрегаты средней массы снабжаются множеством специальных приспособлений с целью расширения их технологического потенциала. Подобные "навороты" увеличивают качество обработки заготовок на токарных агрегатах и облегчают труд токарей. За счет данных приспособлений станки становятся в разы более автоматизированными и удобными в эксплуатации.

Токарные установки с программным управлением (с ЧПУ) в СССР изготавливались достаточно-таки активно. Выпуском таких станков занимался ленинградский завод (модель ЛА155), куйбышевский (16Б16) и другие. Агрегаты с ЧПУ обычно используются крупными предприятиями при многооперационной обработке большой номенклатуры продукции, которую выпускают мелкими партиями (не более пары сотен штук). Высокая повторяемость металлобработки и небольшое время переналадки делают станки с программным управлением незаменимыми в описанной ситуации.

3 Распространенные приемы работы на станках токарно-винторезной группы

Чаще всего на токарном оборудовании производят обработку (при помощи проходных резцов) цилиндрических внешних поверхностей. Деталь в этом случае вставляется в патрон с припуском от 7 до 12 миллиметров (подразумевается, что необходимая длина изделия будет меньше именно на указанную величину). Потребность в таком "запасе" обусловлена тем, что токарю нужно будет отрезать готовую заготовку, а также произвести обработку ее торцов.

Для подрезки торца используют упорные или прямые проходные, а также подрезные резцы. Слой металла с торцевой поверхности снимают перемещением проходного резца в поперечном направлении. Если применяется подрезной инструмент, деталь обрабатывается от ее центра в продольном направлении. Для выполнения операции подрезки и обтачивания малых уступов на изделии обычно используют упорный резец.

Когда на токарно-винторезном агрегате выполняется процедура прорезания канавок снаружи заготовки, оператор пользуется специальными канавочными инструментами. С ними работают на малых скоростях (по сравнению с процедурой подрезания торцов скорость шпинделя задается в 4–5 раз меньшая). Канавки при этом прорезают без приложения усилий, максимально плавно и мягко.

По аналогичному принципу осуществляется и отрезание готового изделия. Эту операцию завершают в тот момент, когда сечение перемычки на обрабатываемой детали составляет около 2,5 миллиметров. После чего агрегат останавливается, из прорези выводится резец, а затем изделие просто-напросто отламывается.