Pereosnastka.ru

В группу токарных станков входят: токарно-винторезные токарно-револьверные, многорезцовые токарные, карусельно-токарные, лобовые, токарные автоматы и полуавтоматы и специальные токарные станки.

Станки токарной группы применяются чаще всего для обработки тел вращения. При выполнении работ на этих станках обеспечивается получение наружных и внутренних цилиндрических и конических поверхностей, фасонных поверхностей, торцовых плоскостей, нарезки на цилиндрической и торцовой поверхностях и др.

Основными инструментами для станков токарной группы служат резцы различных типов. На этих станках используются также сверла, зенкеры, зенковки, развертки, метчики, плашки и пр.

В большинстве машин и механизмов наибольшее количество деталей представляет тела вращения, поэтому естественно, что станки токарной группы на машиностроительных заводах, как правило, являются основным оборудованием механических цехов и составляют больше половины всех металлообрабатывающих станков.

Токарно-винторезные станки. Токарно-винторезные станки являются универсальными и применяются для изготовления самых разнообразных деталей. Эти станки широко используются в единичном, мелкосерийном производстве и на ремонтных работах, в механических, ремонтных, инструментальных, экспериментальных цехах заводов, а также в мастерских РТС, научно-исследовательских институтов, в учебных и передвижных мастерских.

Токарно-винторезные станки характеризуются широкими технологическими возможностями и используются для черновой и чистовой обработки цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, для сверления, рассверливания, развертывания и растачивания отверстий, нарезания резьбы различных видов и пр.

В массовом производстве универсальные токарные станки не применяются, уступая место автоматам, многорезцовым и специализированным станкам.

Токарно-винторезные станки бывают самых различных размеров: от настольных — для обработки деталей часовых и других мелких механизмов и приборов, до тяжелых — для обработки различных крупных деталей.

Основными размерными характеристиками токарно-винторезных станков являются высота центров над станиной и наибольшее расстояние между центрами передней и задней бабок.

На рис. 1 показан средний токарно-винторезный станок модели 1А62 выпуска завода «Красный пролетарий». Он является дальнейшим усовершенствованием токарно-винторезного станка 1Д62 (ДИП-200).

На станке могут обрабатываться детали с наибольшим диаметром 400 мм и длиной до 2000 мм.

Главные части (узлы) токарно-винторезного станка: станина, передняя бабка с коробкой скоростей, суппорт с фартуком, задняя бабка и механизм для передачи движения от шпинделя к суппорту, состоящий из трензеля, сменных колес, коробки подач, ходового винта и ходового валика.

Станина служит для установки всех частей станка. Она отливается из чугуна и имеет коробчатую форму. Верхняя часть станины имеет направляющие (плоские и призматические) для передвижения по ним суппорта и задней бабки. Износостойкость направляющих повышают путем закалки ацетилено-кислородным пламенем.

Передняя бабка неподвижно крепится к станине и снимается только при капитальном ремонте станка.

Шпиндель служит для сообщения заготовке главного движения с помощью различных приспособлений.

На правой части шпинделя нарезана резьба для навин

чивания патронов или специальных приспособлений. Внутренняя часть шпинделя с правой стороны обработана на конус для установки втулки и центра. Отверстие в шпинделе делают сквозным для возможности пропуска прутков, являющихся заготовками для деталей.

Внутри корпуса передней бабки токарных станков обычно расположена коробка скоростей с зубчатыми колесами. То или иное число оборотов шпинделя достигается при переключении рукояток коробки скоростей (рукоятками осуществляется перемещение блоков колес внутри коробки).

На рис. 3 приведена кинематическая схема коробки скоростей станка 1А62. Электродвигатель и шкив коробки скоростей соединены клиновидными ремнями, что обеспечивает передачу мощности главного привода до 7 кет.

На схеме римскими цифрами обозначены валы, арабскими — числа зубьев зубчатых колес.

При постоянном направлении вращения электродвигателя прямое вращение шпинделя достигается подключением муфты вала I к колесу 51; обратное вращение — подключением ее через колесо 50.

Максимальное число оборотов шпинделя составляет 1200 об/мин., минимальное *— 11,5 об/мин.

Количество различных положений регулирования чисел оборотов шпинделя при прямом вращении составляет30 (бот вала III и 24 от вала V)\ при обратном вращении — 15 (3 от вала III и 12 от вала У).

Приведенная схема коробки скоростей является наиболее распространенной как у токарных станков, так и у станков других типов. Кроме этих механизмов, для регулирования скоростей применяют ступенчато-шкивные приводы без переборов и с переборами, двигатели с переменным числом оборотов, гидравлические коробки скоростей, приводы В. А. Светозарова и др.

Задняя бабка (рис. 4) применяется: при обработке валов — для их поддержания; для закрепления сверл, зенкеров, разверток и других инструментов, используемых при обработке отверстий; при обработке конусов с небольшими углами.

Нижняя поверхность основания задней бабки пришабрена по направляющим станины и скользит по ним при перемещении бабки. Планкой, болтом и гайкой производится закрепление бабки в той или иной части станины.

На рис. 5 показана задняя бабка с вращающимся центром и пружиной, обеспечивающей постоянство осевого усилия. При вращении маховичка центр войдет в центровое отверстие вала.

Суппорт предназначен для крепления режущих инструментов, главным образом резцов, и сообщения им движения подачи. С помощью отдельных частей суппорта резец можно перемещать в различных направлениях.

Самая верхняя часть суппорта — резцедержатель используется для закрепления резцов. Понятно, что резцедержатель (а с ним и резец) будет перемещаться при движении любой части суппорта, расположенной ниже. Токарно-винторезные станки оборудуются одноместными или чаще четырехпозиционными поворотными резцедержателями, позволяющими одновременно закреплять до четырех резцов. Преимуществом резцедержателей такого типа является экономия времени на установку резцов и обеспечение возможности работы по настройке.

Продольные (нижние) салазки при вращении маховичка перемещаются по направляющим станины. При движении продольных салазок вершина резца будет перемещаться по прямой, параллельной оси шпинделя.

Поперечные салазки при вращении рукоятки перемещаются по направляющим нижних салазок. При движении поперечных салазок вершина резца будет перемещаться по прямой, перпендикулярной к оси шпинделя.

Поворотная часть центрируется в кольцевой выточке поперечных салазок и закрепляется на поперечных салазках гайками.

Верхние салазки с помощью рукоятки перемещаются по направляющим поворотной части. Установка (при необходимости) поворотной части под тем или другим углом производится по шкале.

Фартук крепится к продольным салазкам суппорта. На передней стенке фартука расположены маховички и рукоятки управления движением суппорта. Суппорт может передвигаться не только от руки, но и автоматически (самоходом) от ходового валика 6 или от ходового винта. На задней стенке фартука смонтированы различные детали, связывающие суппорт с зубчатой рейкой (привинченной к станине) ходовым винтом и ходовым валиком.

На рис. 7 в качестве простейшей приведена часть кинематической цепи подачи — механизм фартука (вид со стороны станины станка). На ходовой валик, имеющий продольную шпоночную канавку, надет червяк . При перемещении суппорта вдоль станины этот червяк также перемещается, увлекаемый приливами, которые расположены на задней стенке фартука. В отверстии червяка имеется шпонка, поэтому при вращении ходового валика червяк также вращается. От червяка вращение передается червячному зубчатому колесу и расположенному с ним соосно цилиндрическому зубчатому колесу; далее приводятся в движение зубчатые колеса. Колесо находится в постоянном зацеплении с зубчатой рейкой (привинченной к станине) и, обкатывая ее, сообщает движение суппорту. Включение и выключение самохода по этой схеме осуществляется конусной муфтой (на рис. 233 отсутствует), расположенной между колесами, посредством маховичка.

На рис. 8 приведена кинематическая схема (а) и вид со стороны передней стенки (б) фартука токарно-винторезного станка 1А62. Механизмы фартука обеспечивают продольную и поперечную подачи самоходом (каждую в обоих направлениях), а также автоматическое выключение подачи при работе по упору и при перегрузках механизма подачи.

Рукоятка служит для выключения и реверсирования станка. Маховиком производится перемещение суппорта по станине вручную через колеса г106, z40, г12 от зубчатой рейки.

Для продольной подачи суппорта самоходом рукояткой подключают колесо z2i к колесу гБ0 (положение, приведенное на схеме), а рукояткой подключают червяк к червячному колесу г30. Тогда движение от ходового валика к колесу z]2, связанному с зубчатой рейкой, будет передаваться по пути, показанному сплошными стрелками. Чтобы изменить направление подачи, достаточно рукояткой 4 передвинуть блок колес zs3 и гы так, чтобы колесо z40 вошло в зацепление с колесом z40; очевидно, что направление вращения всей последующей системы колес при этом изменится, так как в кинематической цепи будет одним колесом меньше.

Для поперечной подачи суппорта самоходом рукояткой подключают колесо г24 к колесу z65. Тогда движение будет передаваться колесу z20, насаженному на винт поперечной подачи (пунктирные линии).

Количество продольных и поперечных подач суппорта составляет 35; пределы подач суппорта в мм на один оборот шпинделя: продольных 0,082 ч- 1,59, поперечных 0,027 f 0,52.

При увеличении усилия подачи сверх установленного, а также в случае контакта суппорта с упором червяк автоматически отключается от колена z30 и падает вниз; это обеспечивается шарнирным соединением червяка с ведущим валом, а также наличием муфты и регулируемой пружины.

Автоматическое перемещение суппорта с введением в цепь ходового винта обычно применяют при нарезании резьбы. Для соединения суппорта с ходовым винтом на задней стенке фартука имеется разъемная гайка (рис. 9), а на передней — рукоятка 2 маточной гайки, при повороте которой половины гайки либо плотно охватывают ходовой винт (тогда вращательное движение ходового винта преобразуется в поступательное движение гайки и, соответственно, суппорта), либо освобождают винт (суппорт останавливается).

Одновременное включение подач от ходового винта и ходового валика приводит к заклиниванию и поломке механизма подачи, поэтому современные станки снабжаются блокировочными устройствами, препятствующими такому включению.

На рис. 10 приведена кинематическая цепь передачи движения от шпинделя к суппорту. Такую простую схему имеют многие станки; она состоит из узла трензеля (реверсивного механизма), узла сменных зубчатых колес II, узла коробки подач III, ходового винта, ходового валика и узлов механизмов фартука IV (рассмотренных выше). Узлы сменных колес II и коробки подач III обеспечивают получение различных подач (крупных и мелких).

При нарезании резьбы с помощью сменных колес, механизма коробки подач и ходового винта обеспечивается точное согласование вращения заготовки и поступательного движения суппорта с резцом. Наличие узла сменных колес связано с необходимостью нарезания резьб с разным шагом при ходовом винте с постоянным шагом.

Существуют станки без коробок подач. На этих станках первое сменное колесо надевается на палец трензеля (как и на станках с коробкой подач), а последнее — непосредственно на ходовой винт. При передаче в одну пару сменных колес на палец, закрепленный в прорези гитары, устанавливают промежуточное колесо znp, с помощью которого связывают колесо г1 с колесом z2. Гитара надета на ходовой винт и закрепляется в определенном по

Заводом «Красный пролетарий» выпускается станок 1К62, который имеет мощность электродвигателя 10 кет и верхний предел чисел оборотов шпинделя 2000 об/мин. Этот станок имеет ряд усовершенствований: ускоренное перемещение продольных и поперечных салазок суппорта от отдельного электродвигателя; механическую подачу задней бабки (вместе с суппортом) при сверлении, зенкеровании и других операциях, когда инструмент крепится в пиноли задней бабки; удобное управление коробкой подач и пр.

Приспособления для токарных станков. Центры служат для установки (базировки) заготовок между шпинделем станка и пинолью задней бабки. Для установки заготовок в центрах на их торцах предварительно высверливают центровые отверстия.

Цередача крутящего момента от шпинделя при обработке в центрах обычно осуществляется патронами или поводковыми устройствами. На рис. 240 приведен поводковый патрон, навинчиваемый на шпиндель, ихомутик, закрепляемый на левом конце заготовки с помощью болта. Кроме изогнутых хомутиков, существуют также прямые; для работы с ними применяются патроны с поводковым пальцем. При скоростной обработке валов применяют задние центры, наплавленные сормайтом или оснащенные пластинками твердых сплавов, а также вращающиеся центры.

С целью сокращения времени на закрепление заготовки применяют различные самозажимные хомутики или самозажимные поводковые патроны. Действие самозажимного хомутика легко понять из рис. 15. При вращении поводкового патрона его палец упирается в рычаг хомутика, который и зажимает обрабатываемую заготовку.

Самоцентрирующие патроны применяются обычно для закрепления цилиндрических заготовок с одновременным их центрированием. Самоцентрирующий патрон закрепляется на шпинделе станка. Существует несколько конструкций центрирующих механизмов патронов: с двузначным винтом, спиральные, реечные и другие, с числом кулачков от 2 до 4. Значительная экономия времени при закреплении деталей в патронах достигается применением быстродействующих приводов.

У четырехкулачковых патронов каждый кулачок можно перемещать отдельно, что позволяет закреплять в них некруглые и несимметричные заготовки. Выверка заготовок в четырехкулачковых патронах в ряде случаев требует много времени.

Когда закрепление заготовок в обычных патронах невозможно, применяют специальное приспособление или планшайбу, к которой прикрепляется угольник. На нем устанавливается и закрепляется обрабатываемая заготовка. Для уравновешивания вращающихся масс к планшайбе прикрепляется противовес.

Самоцентрирующие и четырехкулачковые патроны приведенной конструкции, а также планшайба требуют ручного зажима заготовки. Это является их общим недостатком. В массовом и серийном производстве с целью сокращения вспомогательного времени применяют быстродействующие пневматические, гидравлические, электрические и другие патроны.

На рис. 19 показан трехкулачковый пневматический самоцентрирующий патрон с клиновым механизмом. Действием сжатого воздуха (под давлением 4—7 ати) винт может перемещаться в ту или другую сторону в осевом направлении (показано стрелками). Одновременно в центральном отверстии корпуса будет передвигаться муфта с тремя наклонными пазами для связи со скошенными поверхностями кулачков. Вместе с кулачками передвигаются сменные кулачки , которыми закрепляется заготовка. При движении винта 2 влево кулачки будут зажимать заготовку, при движении вправо — освобождать.

Для обеспечения концентричности поверхностей обрабатываемых деталей (зубчатых колес, втулок, дисков и т. д.) чистовую обработку обычно начинают с отверстия; в дальнейшем это отверстие используется в качестве базы при установке деталей на специальные оправки. Имеется много различных конструкций оправок: жесткие, цанговые, плунжерные, самозажимные и др. На рис. 21 приведена простейшая конусная оправка, на которой заготовка (показана штрихпунктирными линиями) удерживается вследствие заклинивания в отверстии (D > d).

При обтачивании нежестких валов (длина которых в 10 раз и более превышает диаметр) установка их только на центрах, без опоры в средней части, оказывается недостаточной, так как под действием усилия резания будет происходить значительный изгиб заготовки. Это затрудняет обработку и вызывает снижение точности. Предотвращение изгиба обеспечивается введением дополнительной опоры для заготовок. В качестве такой опоры используются люнеты. Каждый токарный станок снабжается обычно двумя люнетами — подвижным и неподвижным.

Неподвижный люнет устанавливается и закрепляется на станине; он имеет три кулачка, поддерживающих заготовку при обработке.

Кулачки люнета обычно оснащаются бронзовыми подушками, заливаются баббитом или снабжаются роликами. При высоких скоростях резания наблюдается значительное нагревание бронзовых или даже баббитовых кулачков и обрабатываемой заготовки, поэтому для скоростной обработки валов рациональнее применять специальные люнеты. На рис. 12 приведен неподвижный люнет с подшипниками качения.

Подвижный люнет устанавливается на продольных салазках суппорта; его кулачки касаются обработанной поверхности и принимают на себя то давление, которое при отсутствии их вызвало бы изгиб заготовки. Рационально применять подвижные люнеты-виброгасители (рис. 22), которые не только предотвращают изгибы заготовок, но одновременно гасят вибрации, возникающие при обработке валов. Колебания от заготовки через ролики и поршни передаются гидравлической системе (находящейся под давлением 1,5—2 ати) и гасятся ею.

Механизирующие и автоматизирующие устройства для получения размеров. В целях увеличения производительности применяют различные устройства, механизирующие и автоматизирующие получение требуемых размеров деталей. К таким устройствам относятся продольные и поперечные лимбы и упоры.

На рис. 23 приведена схема работы по упору с длино-ограничителями (мерные бруски). Упор закрепляется на станине.

Получение того или иного из размеров детали достигается при соприкосновении суппорта с длиноограничителем и упором.

Автоматизирующие устройства позволяют автоматически получать заданные размеры как по длине, так и по диаметру, обеспечивают ускоренный автоматический отвод и подвод резца и т. д.

Револьверные станки. Токарно-револьверные станки применяются в условиях серийного производства для изготовления деталей как из штучной, так и из прутковой заготовки.

Сущестзенным отличием этих станков от токарно-винторезных является наличие револьверной головки вместо задней бабки. Револьверная- головка крепится на продольных салазках, она может поворачиваться около оси и фиксироваться в той или иной позиции. Число позиций у головок с вертикальной осью обычно равно шести, а у головок с горизонтальной осью — до шестнадцати. Обработка деталей на револьверном станке производится последовательно инструментами, закрепленными в различных гнездах револьверной головки.

К этим инструментам относятся: зенкеры, развертки, проходные, расточные, резьбовые резцы и пр.

На рис. 24 приведен токарно-револьверный станок с вертикальной осью револьверной головки для обработки штучных заготовок.

Револьверная головка перемещается по станине с рабочим или холостым (ускоренным) ходом.

За один оборот револьверной головки, при последовательном использовании работы инструментов всех позиций производится весь цикл обработки заготовки — чаще всего наружное обтачивание и обработка отверстий.

Суппорт используется главным образом для переходов, выполняемых при поперечной подаче (обтачивание торцов обдирочными и подрезными резцами, протачивание канавок, отрезание и т. д.).

На рис. 25 приведен револьверный станок с горизонтальной осью револьверной головки для обработки прутковых заготовок.

Продольная подача обеспечивается при перемещении салазок по направляющим станины. Круговое движение револьверной головки используется для поперечной подачи и отрезки, поэтому надобность в поперечном суппорте отпадает. Большое число позиций допускает крепление большого количества инструментов, что позволяет обрабатывать детали сложной формы.

Механизмы главного движения и движения подачи у револьверных станков аналогичны этим механизмам токарно-винторезных станков.

По степени автоматизации и механизации вспомогательных движений револьверные станки стоят выше токарно-винторезных: поворот револьверной головки позволяет быстро перейти от обработки одним инструментом к обработке другим, выключение подачи в конце рабочего хода производится автоматически от упоров, сменяющихся при каждом повороте револьверной головки. Применение револьверных станков вместо токарно-винторезных дает значительную экономию штучного времени при обработке малых и средних серий сложной конфигурации. Для обработки крупных серий и в массовом производстве револьверные станки вытесняются автоматами и полуавтоматами.

Размер револьверных станков характеризуется наибольшим диаметром (от 200 до 630 мм) изделия — при обработке штучной заготовки, или наибольшим диаметром (от 12 до 110 мм) прутка.

Для обработки каждой серии (партии) деталей производится настройка станка: установка инструментов, упоров, скоростей и подач.

Карусельные станки. Карусельно-токарные (карусельные) станки применяются для обработки средних и крупных заготовок, диаметр которых обычно превышает их высоту. Ось вращения заготовки при обработке на карусельно-токариом станке вертикальна (а не горизонтальна, как у всех других станков токарной группы), потому эти станки и получили название карусельных.

На карусельных станках можно производить операции обтачивания и растачивания цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, обтачивания и подрезания торцов, отрезания, резьбонареза-ния, сверления, зенкерования и развертывания отверстий (последние три вида обработки не могут производиться на станках, не имеющих револьверной головки).

Заготовка закрепляется на планшайбе, установленной на круговых направляющих станины. На направляющих стойки имеется поперечина, несущая вертикальный суппорт с револьверной головкой. На тех же направляющих установлен боковой суппорт.

Карусельные станки разделяются на одностоечные и двухстоечные. Одностоечные станки изготовляются с боковым суппортом или без него. Наибольший диаметр обработки на этих станках, в зависимости от размеров станка колеблется от 800 до 1650 мм. Двухстоечные станки (рис. 253) являются более жесткими и применяются для обработки крупных заготовок; они имеют на поперечине два вертикальных суппорта, а на правой стойке — боковой суппорт. Некоторые станки снабжаются еще и четвертым суппортом, устанавливаемым на левой стойке. Эти станки изготовляются с наибольшим диаметром обработки от 1650 до 26 000 мм.

Карусельные станки получили широкое распространение на всех заводах среднего и крупного машиностроения в связи с удобством

установки и обработки на них тяжелых и крупных заготовок.

Токарные автоматы и полуавтоматы. Токарные автоматы применяются для изготовления различных деталей из прутковых, а также из штучных заготовок. Работа налаженного автомата — установка, закрепление заготовки и ее обработка — выполняется без участия рабочего. Обязанности рабочего заключаются в периодической зарядке автомата заготовками, периодическом контроле готовых деталей, осуществляемом, как правило, предельными калибрами и шаблонами. Настройку автоматов выполняют высококвалифицированные наладчики.

Токарные автоматы разделяются на одношпиндельные и многошпиндельные. На рис. 28 в качестве простейшей приведена схема одношпиндельного пруткового автомата. Управление работой автомата осуществляется распределительным валом, на котором закреплены барабаны и кулачки, приводящие в движение различные части автомата. Так, барабан управляет подачей прутка, барабан — зажимом прутка, кулачок — перемещением поперечного суппорта, барабан — перемещением продольного суппорта 6.

Рабочий цикл автомата соответствует одному обороту распределительного вала; это значит, что при каждом обороте вала автомат обрабатывает одну деталь.

Большинство одношпиндельных автоматов имеет револьверную головку, и технология обработки заготовок на них такая же, как и на револьверных станках. Принципиальное различие между револьверными станками и одношпиндельными автоматами заключаете J наличии у последних узла распределительного вала, выполняющего те функции, которые приходится выполнять рабочему у револьверного станка.

Таким образом, программа автомата определяется звеньями узла распределительного вала.

На рис. 29 приведена схема одношпиндельного токарно-револь-верного автомата 1136 для обработки прутковой заготовки круглого и многогранного (квадратного, шестигранного и др.) сечения.

Механизм служит для автоматической подачи заготовки; зажим заготовки осуществляется специальным механизмом шпиндельного узла. Работа этих механизмов, а также движения револьверной головки (имеющей горизонтальную ось вращения) смена ее позиций и движения поперечного суппорта управляются узлом распределительного вала 6. Привод рабочих органов станка обеспечивается электродвигателем и механизмами привода, расположенными в станине.

Многошпиндельные автоматы явились результатом технического прогресса; их применение обеспечивает повышение производительности. У одношпиндельных автоматов (как у револьверных станков) отдельные инструменты револьверной головки последовательно применяются для обработки заготовки, и каждая из позиций большую часть времени не используется. Этого недостатка не имеют многошпиндельные автоматы, где несколько шпинделей (четыре, пять, шесть или восемь) соединены в блок, и инструменты всех суппортов (по числу шпинделей) работают одновременно.

На рис. 30 приведена рабочая зона четырехшпиндельного автомата. Шпиндели вращаются в шпиндельном блоке, и каждый шпиндель несет закрепленный пруток. После каждого перехода шпиндельный блок поворачивается так, что все шпиндели последовательно становятся напротив суппортов 6,7,8 и 9, и пруток обрабатывается инструментами, закрепленными в этих суппортах.

Помимо прутковых автоматов, существуют также автоматы для обработки штучной заготовки. В этих автоматах заготовки подаются из бункера и специальным устройством устанавливаются в шпинделе.

Токарным полуавтоматом называется станок, работающий с автоматическим рабочим циклом, для повторения которого требуется вмешательство рабочего.

По полуавтоматическому циклу работают многорезцовые, револьверные, карусельные, одношпиндельные и многошпиндельные станки. Как и автоматы, эти станки имеют узел распределительного вала.

Читать далее:

Точение на станках

• Основные направления модернизации токарных станков
• Применение группового метода обработки деталей
• Рационализация технологического процесса
• Уменьшение времени на управление станком
• Уменьшение времени на измерение детали