Маленькая бабка для токарного станка по металлу. Токарная обработка материалов

Токарные станки по металлу, в общей своей массе, имеют примерно схожую компоновку — схему расположения узлов. В этой статье мы перечислим и опишем основные узлы, принцип их работы и назначение.

Основными узлами являются:

станина;
передняя бабка;
шпиндель;
механизм подачи;
суппорт;
фартук;
задняя бабка.

Видео-урок об устройстве токарных станков по металлу

Станина

Основной неподвижной частью станка является станина, состоящая из 2 вертикальных рёбер. 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 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.

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.

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

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 вертикальным направляющим.

Поперечные (нижние) салазки служат основой поворотной части суппорта. С помощью поворотной части суппорта задаётся угол расположения заготовки относительно фартука станка.

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 подвижная, она используется для закрепления детали на шпинделе. Состоит из 2 частей: нижней – основной плиты и верхней, удерживающей шпиндель.

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.

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.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Если посмотреть на чертеж любого агрегата, предназначенного для токарной обработки металлов, можно понять, что конструкция и устройство токарного станка являются почти полностью идентичными для разных моделей установок.

1 Станина и передняя бабка токарного агрегата

Можно выделить следующие основные узлы любого станка для выполнения токарных работ по металлу – станина, две бабки (передняя и задняя), фартук, суппорт, коробки подач и скоростей, шпиндель, электродвигатель. Все механизмы и части токарного агрегата устанавливаются тем или иным образом на станине. Именно этот узел представляет собой базовый центр станка.

Станина – это продольные стенки в количестве двух штук, которые между собой соединяются поперечными ребрами, увеличивающими общую жесткость установки. Интересующий нас узел, кроме того, располагает несколькими направляющими, часть из коих имеет призматический вид. в токарных агрегатах всегда располагается на внутренних направляющих. По ним она передвигается на требуемое при работе расстояние.

На левом конце станины устанавливается передняя бабка, которая поддерживает заготовку при обработке и придает ей вращение.

На внешней стороне передняя бабка располагает рукоятками еще одной важной части станка – коробки скоростей. Эти рукоятки позволяют выбирать во время работы нужное число оборотов шпиндельного узла. На табличке, которую прикрепляют к бабке (имеется в виду передняя бабка), есть схематический чертеж с указанием того, каким именно образом нужно поворачивать рукоятку, чтобы выставить требуемые обороты. Шпиндель вращается в подшипниках качения либо скольжения в корпусе бабки. На окончание шпинделя с резьбой надевается патрон поводкового или кулачкового типа.

Данный узел необходим для передачи вращения детали, устанавливаемой на токарный агрегат для обработки. Крайние направляющие станины (они являются призматическими) строго выверяют на их взаимную параллельность и прямолинейность. По направляющим движется каретка – нижняя часть суппорта. Если направляющие станка не соответствуют требованиям, указанным выше, детали будут обрабатываться некачественно.

2 Задняя бабка токарной установки по металлу

Этот узел дает возможность надежно фиксировать протяженные детали в тех случаях, когда их помещают в обрабатывающий центр. Кроме того, служит для крепления разных рабочих приспособлений (например, метчиков, разверток, всевозможных видов сверл и т.д.). Если схема передней бабки всегда одинакова, то задняя бабка может быть нескольких разновидностей. Она может иметь: обычный центр; встроенный вращающийся центр.

Центр, указанный вторым, ставится на те станки, на которых планируется скоростная обработка детали (применяется специальная кинематическая схема). Задняя бабка в этом случае будет иметь следующую конструкцию: выточенное отверстие в пиноли с коническими роликами и подшипниками в нем. Подшипник шарикового типа нужен для установки втулки с отверстием в форме конуса. В это отверстие помещается центр.

Упорный шарикоподшипник берет на себя осевое усилие. Втулка не сможет вращаться в тех случаях, когда пиноль соединяется с втулкой специально смонтированным стопорящим приспособлением. Если реализовывается такая кинематическая схема (ее чертеж набросать совсем несложно), задняя бабка может служить в качестве держателя развертки, сверла, любого зенкера и прочего центрового инструмента.

Когда бабка имеет обычный центр, ее корпус находится на плите, установленной на направляющих. В корпусе вырезается отверстие, по которому передвигается (в продольном направлении) гайка с пинолью. Центр либо хвостовик какого-либо рабочего инструмента вставляют в коническое отверстие на переднем торце пиноли, которую перемещают маховичком. Кроме того, есть возможность смещать пиноль поперечно к плите при помощи винтов. При обработке детали с пологим конусом такая возможность незаменима.

3 Описание шпинделя токарного станка

Шпиндель – это пустотелый стальной вал с отверстием конической формы. Данный узел агрегата по металлу считается самым главным (многие другие основные узлы станка созданы для обеспечения работы шпинделя). В нем имеется отверстие (коническое), предназначенное для монтажа разнообразных инструментов, оправок и переднего центра (чертеж токарного оборудования указывает, какие именно приспособления можно крепить в указанном отверстии).

На шпинделе предусмотрена резьба. На нее можно закрепить планшайбу на токарный станок по металлу либо патрон, который центрируется посредством буртика на шейке. На некоторых агрегатах на шпинделе есть еще и специальная канавка. При быстрой остановке шпинделя она исключает опасность не контролированного свертывания патрона. Чтобы узнать, есть такая канавка на той или иной токарной установке, следует тщательно изучить чертеж станка, где указываются все его основные и дополнительные части.

Исправность шпинделя и его правильное вращение являются ключевыми условиями для токарной обработки любой детали. Важно добиться того, чтобы этот узел не имел в радиальном и осевом направлении в подшипниках ни малейшего люфта, а также слабины. В тех случаях, когда возникают указанные негативные явления, резцедержатель и инструмент в нем начинают дрожать, что приводит к ухудшению качества обработки.

На большинстве известных агрегатов отечественного производства (например, на или на ) вращение шпинделя происходит в подшипниках скольжения. Хотя есть и оборудование с роликовыми и шариковыми подшипниками качения, которые считаются более жесткими и используются по этой причине на станках с большими скоростями обработки заготовок.

4 Суппорт токарного станка по металлу

Резцедержатель с установленным в него инструментом для обработки деталей перемещается благодаря суппорту в наклонном, поперечном и продольном по отношению к оси агрегата направлении. Движение рабочему инструменту сообщается на токарных станках как вручную, так и механически. Если посмотреть на чертеж суппорта стандартной токарной установки, можно понять, каким образом резцедержатель с резцом передвигается:

в продольном направлении – по продольным салазкам (эти части станка также называют кареткой);
в поперечном направлении – по поперечным салазкам (на них монтируется поворотная составляющая суппорта, которую несложно установить под требуемым по условиям обработки углом при помощи гаек).

Резцедержатели (резцовые головки) ставятся сверху суппорта. Конструктивно они могут быть одно- и многоместными. Обычный резцедержатель представляет собой корпус цилиндрической формы с прорезью. Рабочий инструмент (токарный резец) устанавливают в прорезь, а затем посредством болта закрепляют его. Снизу резцовая головка имеет форму буквы "Т", благодаря чему она без труда входит в паз суппорта (верхней его части). Существуют и другие варианты крепления резцедержателя.

5 Электрическая схема и электродвигатель токарного агрегата

Понятно, что никакая кинематическая схема функционирования станка для токарной обработки металлических изделий не может быть реализована, если на агрегате отсутствует электродвигатель. Двигатель может быть: асинхронным; постоянного тока. Электродвигатель асинхронного типа располагает литой чугунной либо алюминиевой станиной, ротором и статором. В зависимости от установленной на станок модели двигатель способен выдавать несколько скоростей вращения (либо одну).

Обычно электрическая схема токарного станочного оборудования работает за счет двигателя с короткозамкнутым ротором. Коробка передач (как следствие и коробка скоростей, и иные основные электрокомпоненты станка) в данном случае соединяется с "движком" либо посредством ременной передачи, либо напрямую с ротором.

На токарный агрегат может монтироваться и двигатель, позволяющий выполнять изменение скоростей вращения по бесступенчатому принципу. Он представляет собой устройство с независимым возбуждением, обеспечивающее регулировку частоты вращения в интервале 10 к 1. Такое оборудование применяется намного реже, так как короткозамкнутый двигатель характеризуется малыми размерами и высоким уровнем экономичности его применения.

Двигатель постоянного тока чаще используется для упомянутого выше бесступенчатого регулирования скоростей шпиндельного узла. Станину такого мотора делают из стали низкоуглеродистых марок (выбор материала неслучаен, он связан с тем, что станина является магнитопроводом), а сердечники его статора – из электротехнической стали. Добавим, что двигатель любого вида функционирует в комплексе с другим электрооборудованием, которое монтируется на токарный станок и обеспечивает его бесперебойную эксплуатацию по определенной электрической схеме.

Токарная обработка материалов заключается в обработке тел вращения режущим инструментом, движущимся вдоль оси вращения заготовки.

При поступательном движении резца, с поверхности заготовки снимается слой материала.
Исторически сложилось так, что обработка "круглых" деталей требовалась практически во всех отраслях народного хозяйства. Первые токарные станки были очень примитивные: заготовку вращали при помощи ножного привода, а режущий инструмент держали в руках с упором на подставку. На таких станках можно было обрабатывать только мягкие материалы, например, такие как дерево.

Токарный станок Петра I.

В конце 19 века, с появлением машин, стали использовать паровые, а затем и электрические двигатели для вращения обрабатываемых деталей. Важным достижением того времени явилось то, что были разработаны и внедрены держатели режущего инструмента. Инструмент закреплялся в специальной обойме, а обойму оператор мог перемещать как параллельно, так и перпендикулярно заготовке, вращая определённые ручки. Такие приспособления стали называться "суппорт токарного станка".

Токарный станок начала 20 века.

Современные токарные станки позволяют в автоматическом режиме перемещать режущий инструмент в заданных направлениях. К достоинствам современных токарных станков относится так же возможность нарезания резьбы практически любого профиля и заданной точности. Поэтому современные станки называются "Токарно-винторезные станки".

Устройство и основные узлы токарного станка.

Большинство токарных станков имеют практически одинаковую конструкцию и различаются только габаритами и расположением органов управления. На рисунке показан типовой токарный станок и его основные узлы.

Ось токарного станка - виртуальная ось, проходящая через ось вращения заготовки параллельно станине.
Передняя тумба и задняя тумба - литые чугунные тумбы, служащие подставками для узлов и механизмов станка. В настольных станках тумбы не используются.
Станина - основная часть, остов токарного станка. Станину, обычно, изготавливают цельнометаллической путём отливки из чугуна. Станина крепится к тумбам станка. Большой вес станины снижает вибрации от электропривода станка и вибрации, возникающие в процессе обработки деталей. В нижней части станины, внутри или сзади токарного станка устанавливается двигатель электропривода.
Электрический шкаф - шкаф, внутри которого расположены элементы электрической схемы станка, а на наружной панели включатели главного электродвигателя, компрессора для охлаждающих жидкостей, вольтметр и индикаторные лампочки.
Передняя бабка - заключает в себя набор шестерён, рычагов, валов и механизмов для изменения скорости вращения заготовки и скорости подачи режущего инструмента.
Гитара - составная часть передней бабки, в которой расположены сменные шестерни для настройки привода инструмента при нарезании резьбы (в современных станках смена шестерён не требуется).
Шпиндель - основной вал вращения заготовки. На шпинделе могут устанавливаться крепёжные приспособления, такие как патрон, центр, цанга и тому подобные.
Патрон - наиболее распространённое крепёжное приспособление для заготовок.
Суппорт - приспособление для крепления обрабатывающего инструмента и перемещения инструмента в заданных направлениях.
Фартук - передняя крышка суппорта.
Задняя бабка - приспособление для крепления заготовки (при обработке в центрах), или для крепления инструментов, таких например как метчик, плашка при нарезании резьбы и прочих приспособлений.

Передняя бабка

На фронтальной поверхности передней бабки расположены рычаги переключения скорости вращения шпинделя и скорости подачи режущего инструмента.

Шильдики - пояснительные таблички. На токарных станках, на шильдиках указаны зависимость скорости перемещения или вращения узлов станка от выбранных положений рукояток установки.
Рукоятки установки скорости шпинделя - в зависимости от положения этих рукояток изменяется скорость вращения шпинделя. Рукоятки можно перемещать только на остановленном станке.
Делительный рычаг - Рычаг переключения скорости вращения шпинделя. Рычаг имеет три положения. В крайнем левом положении шпиндель станка вращается с нормальной скоростью установленной рукоятками установки скорости шпинделя. В вертикальном (нейтральном) положении шпиндель не вращается. В крайнем правом положении шпиндель вращается со скоростью в 10 раз ниже заданной. Переключать этот рычаг можно только на остановленном станке.
Рукоятки установки скорости подачи - этими рукоятками устанавливается скорость перемещения режущего инструмента при обработке деталей, а так же перемещение режущего инструмента за один оборот шпинделя при нарезании резьбы. Рукоятки можно перемещать только на остановленном станке.
Шпиндель - стальная толстостенная труба. Шпиндель служит для передачи вращения от электропривода, через систему шестерён, к обрабатываемой детали. Входная часть шпинделя на поверхности имеет резьбу для установки крепёжных патронов, а входное отверстие имеет форму конуса для установки центров или других крепёжных приспособлений.
Следует заметить, что у разных моделей станков, число и положение рукояток настройки скорости вращения и перемещения могут отличаться от показанных на рисунке. Для конкретной модели токарного станка следует внимательно ознакомиться с обозначениями на шильдиках или прочитать инструкцию по эксплуатации станка.

Задняя бабка

Задняя бабка - приспособление для крепления заготовки (при обработке в центрах), или для крепления инструментов, таких например как метчик, плашка при нарезании резьбы; свёрл или сверлильного патрона при сверлении отверстий.

Суппорт

Суппорт токарного станка предназначен для закрепления и перемещения режущего инструмента.

Поворотный резцедержатель - приспособление для закрепления и смены режущего инструмента.
Ручка крепления резцедержателя - предназначена для смены режущего инструмента. Для смены инструмента ручку поворачивают против часовой стрелки (от себя), при этом затяжная головка ослабляет фиксацию резцедержателя и происходит его поворот. Для фиксации резцедержателя следует повернуть ручку крепления резцедержателя по часовой стрелке (на себя) до упора.
Верхние салазки - механизм перемещения резцедержателя в заданном направлении. Верхние салазки можно поворачивать (в параллельной плоскости) относительно оси станка на заданный угол. Об этом будет подробно рассказано в теме "Обработка конических поверхностей".
Рукоятка перемещения верхних салазок - вращение этой рукоятки перемещает верхние салазки в горизонтальной плоскости.
Поперечные салазки - предназначены для перемещения режущего инструмента в горизонтальной плоскости строго перпендикулярно оси станка.
Рукоятка перемещения поперечных салазок - вращение этой рукоятки по часовой стрелке приводит к перемещению поперечных салазок вперёд (к оси станка), а против часовой стрелки назад (от оси станка).
Продольные салазки - устройство перемещения режущего инструмента строго параллельно оси станка.
Колесо перемещения продольных салазок - вращение этого колеса против часовой стрелки приводит к горизонтальному перемещению режущего инструмента справа налево, а по часовой стрелке - слева направо.
Включатель винтовой подачи - используется только при нарезании резьбы резцом. Во всех остальных режимах обработки деталей этот включатель заблокирован.
Переключатель подач - многопозиционный рычаг для включения автоматического перемещения режущего инструмента в заданном направлении.

В положении 0 - (нейтраль) суппорт стоит на месте; в положениях 1 или 2 перемещаются поперечные салазки (вперёд или назад соответственно); в положении 3 или 4 перемещаются продольные салазки (влево или вправо соответственно).
Переключатели подач могут иметь и другую конструкцию, например, иметь два рычага. Один включает продольную, а другой поперечную подачи.

Приводные валы и механизмы

Для автоматического перемещения элементов суппорта, а так же для оперативного включения и выключения вращения шпинделя в токарном станке предусмотрено несколько приводных валов и соответствующих механизмов.
Механизмы включения - выключения различных приводов находятся в суппорте под фартуком.

Вал включения шпинделя - имеет на себе две ручки включения шпинделя. Одна ручка расположена слева от оператора станка, а вторая справа. Обе ручки жёстко закреплены на валу. При перемещении любой из этих ручек вверх происходит включение станка, и шпиндель начинает вращаться против часовой стрелки (рабочее, прямое вращение). В среднем положении ручек - станок выключен. При перемещении ручек вниз шпиндель начинает вращаться по часовой стрелке (обратное вращение).
Зубчатая рейка - составная часть механизма ручного перемещения суппорта в продольном направлении. При вращении колеса перемещения продольных салазок происходит зацепление зубчатого колеса связанного с осью вращения колеса и зубчатой рейкой, при этом происходит перемещение суппорта.
Вал подачи - Этот вал предназначен для автоматического перемещения режущего инструмента. Вал по всей рабочей длине имеет продольный паз, служащий для зацепления с механизмом перемещения. При работающем станке этот вал постоянно вращается. Ручкой переключения подач включается механизм выбранного перемещения.
Вал резьбовой (Винт) - предназначен для привода суппорта в продольном направлении при нарезании резьбы резцом. Вращение этого вала происходит только в режиме нарезания резьбы.

Лимбы

Лимб - это кольцо (или плоская шайба) с нанесёнными на его поверхности рисками, расположенными на равных расстояниях друг от друга. На определённом интервале, например через каждые 10 рисок, нанесены цифры, указывающие определённую величину градуировки лимба. Лимб может быть отградуирован в миллиметрах, градусах или других метрических величинах.

На рисунке показан лимб, расположенный на механизме перемещения поперечных салазок. Вращение лимба происходит совместно с вращением рукоятки перемещения инструмента. Каждая десятая риска на лимбе пронумерована 0, 1, 2 ..19. Всего лимб имеет 200 рисок. В данном случае при повороте рукоятки, например, на 10 делений (от 0 до 1) рабочий инструмент переместится на 1 миллиметр.
Разные станки имеют разную градуировку лимбов, поэтому следует справляться в инструкции по эксплуатации конкретного станка. Если нет возможности узнать эту информацию, то можно определить величину перемещения самостоятельно. Для этого следует проточить деталь и измерить полученный размер, затем снова проточить деталь, повернув рукоятку на десять делений и снова измерить размер, полученный после проточки. Разница между предыдущим и последним измерением как раз и будет величина перемещения инструмента при повороте на 10 делений.
Кольцо лимба можно поворачивать на оси механизма, удерживая рукоятку перемещения. Это бывает необходимо для установки точки отсчёта при обработке, обычно устанавливается значение 0.

Основные типы и характеристики токарных станков

Токарные станки имеют определённые характеристики, которые следует учитывать при изготовлении на них тех или иных деталей: Подробно о типах современных станков можно посмотреть на сайте "Станки для Вашего производства".

Общий вид и компоновка задней бабки токарно-винторезного станка показаны на рис. 33.

Задняя бабка служит для поддержания обрабатываемой заготовки при обработке в центрах и представляет собой вторую опору.

При сверлении задняя бабка специальным прихватом соединяется с кареткой суппорта и получает от него механическую подачу. Сверло вставляется в пиноль вместо центра.

Задняя бабка должна удовлетворять следующим условиям:

ни при каких условиях произвольно не сдвигаться
давать правильное положение оси центра
давать возможность быстрой установки по оси станка
предоставлять возможность точной установки обрабатываемой детали на обоих центровых отверстиях станка
обеспечивать надежное направление шпинделя (пиноли) задней бабки и зажим его без нарушения положения оси

Устойчивость и надежное положение оси задней бабки являются необходимыми условиями для получения удовлетворительных результатов при обработке в центрах и устранения возможности аварий из-за вырывания обрабатываемой детали из центров. Это зависит от закрепления корпуса задней бабки на станине.

Конструкции задних бабок очень разнообразны, но основные принципиальные схемы их имеют много общего. Поэтому, зная принципиальное устройство задней бабки какого-либо универсального токарного станка средних размеров, можно без труда разобраться в конструкции бабок других токарных станков.

Рассмотрим конструкцию задней бабки токарного станка. Корпус задней бабки этого станка, как и большинства станков других типов, состоит из двух деталей: собственно корпуса 1 и основания (плота, мостика) задней бабки 2.

Плот (мостик) пришабривается по направляющим станины, а на верхнюю поверхность его устанавливается корпус.

Плоскости соприкосновения корпуса с плотом пришабриваются так, чтобы ось задней бабки по высоте совпадала с осью шпинделя станка и была ей параллельна. Параллельность осей достигается за счет пришабривания вертикальной грани направляющего буртика а плота. Боковое совпадение осей достигается перемещением корпуса по плоту при помощи винта с квадратной головкой и гайки. Корпус крепится к плоту и одновременно к станине при помощи двух болтов 4 и накладки 3.

Достижение совпадения осей шпинделей передней и задней бабок посредством шабровки опорных плоскостей корпуса бабки требует значительной затраты времени. Поэтому, как правило, при капитальном ремонте совпадение осей передней и задней бабки достигается за счет расточки отверстия под шпиндель задней бабки. При этом возникает необходимость замены шпинделя задней бабки, который окончательно протачивается по наружному диаметру лишь после расточки корпуса задней бабки.

Шпиндель (пиноль) задней бабки 7 представляет собой пустотелый цилиндр, передний край которого выполнен в виде конуса Морзе в который вставляется центр 6 или сверло, а в задний - гайка 9. При помощи этой гайки и винта 8 с маховиком 10 шпиндель может передвигаться вдоль оси. Шпонка 5 предохраняет шпиндель от поворота. Шпиндель зажимается рукояткой, которая имеет на конце правую и левую нарезки для зажимных сухарей. При убирании шпинделя полностью в заднюю бабку винт 8 своим торцом упирается в торец центра 6 и выталкивает его из корпуса шпинделя. Таким образом, в этой конструкции выбивание центра из конуса очень удобно.

У тяжелых станков шпиндель не имеет гайки, нарезка сделана непосредственно на шпинделе, а втулка маховика является гайкой. Из такого шпинделя выбить центр с торца невозможно. Поэтому обыкновенные центры для таких шпинделей не годятся; центры должны быть с нарезкой. На нарезку навертывается гайка, при помощи которой можно выпрессовывать центр, или на центрах делаются лыски, которые дают возможность ключом повернуть центр и тем самым освободить его из гнезда. Пользование простыми центрами у этих станков должно быть запрещено, так как они запрессовываются и выбить их можно только ударами кувалды или разогревом шпинделя паяльными лампами. Это приводит к порче конуса шпинделя.

При обработке пологих конусов необходимо смещать центр задней бабки в поперечном направлении. Для этой цели корпус задней бабки и основание связаны друг с другом поперечной шпонкой. Поперечное смещение корпуса бабки относительно основания производится винтами и гайкой.

Задняя бабка токарного станка 1к62. Сборочный чертеж

Задняя бабка токарного станка 16к20. Сборочный чертеж

Ремонт и восстановление задней бабки токарного станка

При ремонте задней бабки восстанавливают точность сопряжения поверхностей мостика со станиной и корпусом, точность отверстия корпуса и высоту центров передней и задней бабок, ремонтируют или изготовляют вновь пиноль, винт подачи и другие детали.

Наиболее трудоемкими являются операции по восстановлению точности отверстия в корпусе под пиноль и восстановлению высоты центров.

Отверстие под пиноль в корпусе ремонтируют притирами, растачиванием с последующей доводкой и с помощью акрилопластов.

Притирами обычно ремонтируют малоизношенные отверстия. При этом высоту центров восстанавливают постановкой на направляющие компенсационных накладок и изготовляют новую пиноль.

При ремонте растачиванием одновременно восстанавливают высоту центров. После расточки отверстие обычно доводят притирами, а пиноль изготовляют большего диаметра.

Акрилопластами восстанавливают как точность посадки пиноли, так и высоту центров. При этом пиноль не изготовляют, а ремонтируют.

Этот способ ремонта наиболее эффективный, так как он требует затрат времени и средств в 3-5 раз меньших, чем в первых двух способах.

Рассматриваемые ниже два варианта ремонта задней бабки наглядно подтверждают выгодность ремонта с применением акрилопластов, в частности стиракрила марки ТШ.

Последовательность ремонта следующая:

Шабрят поверхность 9 корпуса (рис. 60). Количество отпечатков краски должно быть не менее 10 на площади 25 X 25 мм
Фрезеруют поверхность 10 мостика 8 и устанавливают накладку на клею или на винтах. При плотном сопряжении выступа мостика с пазом корпуса эту операцию не производят
Шабрят сопрягаемые с корпусом поверхности мостика (по корпусу). Количество пятен при проверке на краску - не менее 10 на площади 25 X 25 мм. Выступ мостика должен плотно входить в паз корпуса (без люфта)
Шабрят поверхности мостика по направляющим станины. Количество отпечатков краски - 10-15 на площади 25 X 25 мм. Одновременно при шабрении добиваются горизонтальности поверхности, сопрягаемой с корпусом, с точностью 0,05 мм на 1000 мм длины. Проверку ведут по уровню, устанавливаемому на поверхности 9 вдоль и поперек направляющих станины. Станину устанавливают и выверяют по уровню, при этом плоскость для крепления коробки подач должна располагаться строго вертикально.
Скрепляют мостик с корпусом
Закрепляют бортштангу в шпинделе передней бабки станка. Ось бортштанги в месте крепления резца должна быть выше нормального положения оси шпинделя на 0,05 мм, для чего: измерительный стержень индикатора, закрепленный на суппорте станка, подводят к верхней образующей бортштанги (у места крепления резца) и фиксируют это положение; ослабляют передние болты крепления передней бабки (ось шпинделя уже выверена параллельно направляющим станины), с помощью рычага несколько приподнимают переднюю часть, под передние концы направляющих подкладывают фольгу толщиной 0,02-0,05 мм и закрепляют бабку на станине; подводят индикатор к верхней образующей бортштанги и замечают новое ее положение, при котором ось бортштанги должна быть расположена выше оси шпинделя на 0,05 мм.
Устанавливают заднюю бабку впереди каретки суппорта и накладывают груз для жесткости
Растачивают отверстие для пиноли в корпусе задней бабки (за 2-3 прохода), скорость вращения шпинделя 250 об/мин; подача 0,1 мм/мин. При этом чистота поверхности должна быть не ниже V5, конусность - не более 0,02 мм, овальность - не более 0,01 мм.
Шлифуют отверстие в корпусе с помощью разжимной оправки, закрепленной в шпинделе, и наждачной бумаги. Скорость вращения шпинделя 500-800 об/мин, подача 10-15 м/мин. Чистота поверхности V7, конусность - не более 0,02 мм, овальность - не более 0,01 мм
Производят доводку отверстия в корпусе с помощью чугунного притира. Скорость вращения шпинделя 200-300 об/мин, подача - 5-8 м/мин. При этом достигается чистота поверхности V 8, конусность должна быть не более 0,01 мм, овальность - не более 0,005 мм.
Удаляют фольгу из-под направляющих передней бабки и закрепляют переднюю бабку на станине. Собирают заднюю бабку с вновь изготовленной и пригнанной по месту пинолью. Движение пиноли должно быть плавным, без люфтов. Зажим должен обеспечить надежное крепление пиноли.
Проверяют положение пиноли по отношению к направляющим станины и совпадение центров передней и задней бабок, согласно техническим условиям по ГОСТу 42-56.

Рассмотренный технологический процесс задней бабки широко применяется на многих заводах, несмотря на значительную его трудоемкость.

Восстановление задней бабки акрилопластом

Восстановление задней бабки акрилопластом весьма прост и эффективен, так как отпадают операции по точной расточке и доводке отверстия корпуса и создается возможность сохранения старой пиноли. Ремонт мостика производят так же, как при ремонте без акрилопласта.

Технологический процесс восстановления отверстия корпуса задней бабки включает следующие операции:

Отверстие под пиноль в корпусе 4 задней бабки (рис. 60) растачивают на расточном или токарном станке, при этом снимают слой металла, равный 2-3 мм. Чистота обработки должна соответствовать V 1, конусность и овальность допускаются не более 0,5 мм.
В шпинделе 2 передней бабки 1 станка, ось которого выверена на параллельность направляющим станины, устанавливают пустотелую оправку с пробкой 7. Наружный диаметр цилиндрической части оправки соответствует наружному диаметру отремонтированной пиноли и имеет размер на 0,01 мм больший, чем пиноль.
Оправку устанавливают эксцентрично по отношению к оси шпинделя на 0,07-0,08 мм. Для этого в конусное отверстие шпинделя до установки оправки закладывают прокладку формы усеченного конуса толщиной 0,07-0,08 мм. Материалом для прокладки служит бумага или фольга. Форма прокладки (усеченный конус) обеспечивает равномерное биение на обоих концах оправки.
Вращением шпинделя 2 проверяют биение оправки, которое должно быть не более 0,15-0,18 мм, и устанавливают шпиндель так, чтобы образующая оправки с наибольшим плюсовым отклонением располагалась над осью шпинделя. Такое расположение оправки обеспечивает установление разности высоты центров передней и задней бабки (0,05-0,07 мм) в соответствии с требованиями технических условий.
В корпусе задней бабки 4 над отверстием для пиноли сверлят три отверстия диаметром 6-8 мм; отверстия располагают по середине и по краям корпуса
Обезжиривают расточенное отверстие корпуса и просушивают в течение 15-20 мин до полного испарения растворителя
На оправку наносят тонкий равномерный слой мыла, устанавливают корпус задней бабки и закрепляют его болтами на станине
Отверстие под пиноль (пространство между оправкой и корпусом бабки) герметизируют кольцами и пластилином 6; так же герметизируют отверстия устройств крепления пиноли, а над тремя просверленными отверстиями устанавливают из пластилина три воронки 3 и 5.
Приготовляют раствор акрилопласта и заливают в среднюю воронку. Заливку завершают, когда масса стиракрила частично заполнит крайние воронки
Залитую заднюю бабку выдерживают на месте не менее 2 ч при температуре 18-20° С
Сдвигают заднюю бабку, защищают корпус от пластилина и приливов пластика, делают смазочные канавки, сверлят отверстия, долбят шпоночный паз и производят сборку задней бабки

Этот процесс включает операции по шлифованию наружного диаметра и восстановлению конусного отверстия путем установки компенсационной втулки.

Компенсационная втулка (рис. 61, а) имеет цилиндрическую форму снаружи и конус внутри. Втулку часто изготовляют из цементируемой стали, при этом конус закаливают до HRC 58-60. Толщина стенки втулки около наибольшего диаметра конуса принимается от 2 мм и более (в зависимости от диаметра пиноли).

Наружный диаметр втулки изготовляют по расточенному отверстию пиноли с зазором 0,05 мм, чистота обработанной поверхности V5-V6.

Втулку на клее устанавливают в пиноль и после затвердения (через 24 ч) шлифуют конусное отверстие.

Для примера приведем технологию восстановления пиноли задней бабки токарно-винторезного станка модели 1Е61, которая состоит из двух этапов:

изготовление компенсационной втулки (рис. 61, а)
ремонт пиноли (рис. 61, б)

Вытачивают втулку с технологическими припусками, конус Морзе № 3, под шлифовку натяг 7-8 мм, не считая припуска 5 мм. Цементируют на глубину 0,8-1,2 мм. Снимают технологические припуски, оставив по 1 мм на сторону. Калят, HRC 58-62. Протачивают наружный диаметр и торцы по чертежу (выверяют на оправке от конуса).
Растачивают отверстие в пиноли Ø30А на длине 90 мм (выверяют на биение с точностью 0,05 мм, чистота обработки V 5). Устанавливают втулку на эпоксидном клее и выдерживают 24 ч при температуре 18-20° С. Вставляют пробки с двух сторон, зацентровывают с точностью до 0,02 мм, протачивают пиноль по верху в размер и подрезают передний торец, снимают фаски. Шлифуют наружный диаметр в размер. Фрезеруют смазочную канавку по эскизу. Гравируют цифры по эскизу. Снимают пробки. Затем выверяют пиноль с точностью 0,01 мм, шлифуют конус Морзе № 3 по пробке и передний торец как чисто.

У отремонтированной по такой технологии пиноли повышена износостойкость конусного отверстия, а стоимость ремонта значительно ниже стоимости изготовления новой пиноли.

Ремонт мостика задней бабки токарно-винторезного станка 1к62

Расточка задней бабки токарно-винторезного станка

Притирка задней бабки токарно-винторезного станка

Проверка задней бабки на соосность токарно-винторезного станка

Юстировка задней бабки токарного станка

Литература

Борисов Г. С. и Сахаров В. Л. Краткий справочник цехового механика. М., изд-во «Машиностроение», 1966.
Гельберг Б. Т. Заводский опыт модернизации станков. Лениздат,1960.
Гельберг Б. Т. и Пекелис Г. Д. Вопросы технологии и организации ремонта оборудования. М., Профтехиздат, 1960.
Гельберг Б. Т. и Пекелис Г. Д. Ремонт промышленного оборудования. М., изд-во «Высшая школа», 1967.
Единая система планово-предупредительного ремонта и рациональная эксплуатация технологического оборудования машиностроительных предприятий. М., изд-во «Машиностроение», 1967.
Клягин В. Н. Технические условия на ремонт металлорежущих станков нормальной точности. М., изд-во «Машиностроение», 1967.
Пекелис Г. Д. и Минкин А. С. Ремонт металлорежущих станков.Лениздат, 1962.
Пекелис Г. Д. и Гельберг Б. Т. Восстановление и упрочнениедеталей технологического оборудования. М., изд-во «Машиностроение», 1964.
Пекелис Г. Д. и Гельберг Б. Т. Механизация слесарно-ремонтных работ. М.-Л., изд-во «Машиностроение», 1967.
Пекелис Г. Д. и Гельберг Б. Т. Ремонт металлорежущих станков и кузнечно-прессового оборудования по типовым технологическим процессам. М., изд-во «Машиностроение», 1967.
Пекелис Г. Д., Гельберг Б. Т. и Гордин Ю. Н. Централизация и специализация ремонта оборудования в производственном объединении,ЛДНТП, 1967.
Проников А. С. Расчет и конструирование металлорежущих станков. М., изд-во «Высшая школа», 1967.
Шейнгольд Е. М., Нечаев Л. Н. Технология ремонта и монтажа промышленного оборудования. М.-Л., изд-во «Машиностроение», 1966.
Щебров В. М. Ремонт машин и механизмов. М., изд-во «Высшаяшкола», 1964.
Якобсон М. О. Технология станкостроения. М., изд-во «Машиностроение», 1968.