Назначение и классификация токарных станков

Токарные станки, назначение, классификация и область применения

Токарные станки предназначены главным образом для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и обработки торцовых поверхностей деталей типа тел вращения с помощью разнообразных резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков и плашек.

Применение дополнительных специальных устройств (для шлифования, фрезерования, сверления радиальных отверстий) значительно расширяет технологические возможности станков данной группы.

Токарные станки могут иметь горизонтальную или вертикальную компоновку в зависимости от расположения шпинделя.

Основные параметры токарных станков — наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над станиной, и наибольшее расстояние между центрами. Важным параметром станка является также наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над поперечными салазками суппорта.

Токарные станки отечественного производства имеют цифровое обозначение моделей. Первая цифра 1 в обозначении модели показывает, что станок относится к токарной группе. Вторая цифра указывает на типы станков в группе: 1 — одношпиндельные автоматы и полуавтоматы, 2 — многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, 3 — револьверные станки, 4 — сверлильно-отрезные, 5 — карусельные станки, 6 — токарно-винторезные станки, токарные и лоботокарные, 7 — многорезцовые, 8 — специализированные станки, 9 — разные токарные станки.

Две последние цифры определяют важнейшие технические параметры станка: высоту центров над станиной для токарно-винторезного станка, наибольший диаметр обрабатываемого прутка для токарно-револьверного и т.д. Наличие буквы после цифры указывает на модернизацию станка, т.е. на обновление конструкции. Буква (Н, П, В, А, С) в конце цифрового обозначения модели означают точность станка. Например, в обозначении токарно-винторезного станка 16К20П цифра 1 означает группу токарных станков, цифра 6 — тип станка (следовательно, к этому типу относится токарно-винторезный станок), буква К — модернизацию станка, цифра 20 — высота центров (см), буква П указывает, что станок повышенной точности.

Впервые серийный выпуск токарно-винторезных станков в нашей стране был налажен в 1929 году на Московском заводе “Красный пролетарий”. Это был ТН-20, тихоходный, маломощный станок со ступенчато-шкивным приводом для обработки деталей до 400 мм.

В 1932 году на смену пришёл ДИП-200, а с 1954г. начат выпуск станков модели 1К62 и его быстроходного исполнения 1М620. Сейчас они модернизированы. Характерными размерами токарных станков является максимальный диаметр обработки над станиной, который колеблется от 100 до 6300 мм и максимальная длина обработки (от 125 до 20000 мм).

Кинематическая структура токарных станков содержит кинематические цепи привода вращения шпинделя и привода продольной и поперечной подачи.

Реверсирование шпинделя выполняется электродвигателем, а включение и реверсирование подач — механизмами, расположенными в фартуке. токарный станок револьверный одношпиндельный

Перемещение поворотных салазок, используемое для точения конусов и пиноли задней бабки — ручное, только в крупных станках эти движения механизированы.

При токарно-винторезном использовании станка добавляется винторезная формообразующая кинематическая цепь, связывающая вращение шпинделя с продольной подачей от ходового винта. Подача при этом включается разъёмной гайкой М_Г.

Реверсирование шпинделя вместе с винторезной цепью в этом случае в большинстве станков передаётся от электродвигателя специальному реверсивному механизму с фрикционными муфтами, т.к. при нарезании резьбы реверсирование требуется частое.

В современных токарных станках имеется приводная цепь быстрых перемещений, сопрягаемая с цепью рабочих подач обгонной муфтой.

1 — станина; 2 — передняя бабка с коробкой скоростей; 3 — задняя бабка; 4 — фартук; 5 — коробка подач; 6 — суппорт. У него N = 10 кВт; z = 23; n = 12,5-2000 об/мин

Токарно-винторезный станок модели 1К62, например, предназначен для обработки деталей с диаметром над станиной до 400 мм и длиной до 710, 1400 и 3000 мм.

Станок мод. 1К620 является быстроходным вариантом станка мод. 1К62 с бесступенчатым регулированием частот вращения. Вместо первых двух групповых передач привода шпинделя в этом станке поставлен механический бесступенчатый вариатор с раздвижными коническими шкивами и широким клиновидным ремнём . Его диапазон регулирования Д_б = 4. Четыре ступени переборной группы включая прямую передачу на шпиндель, расширяют диапазон регулирования, обеспечивая n = 12,5 … 3000 об/мин.

Управление вариатором выполняется включением электродвигателя Д_У с N=0,5 кВт, вращающего барабанный кулачок К раздвижения шкивов. От ведомого вала вариатора получает вращение таходинамо Т_д , скорость вращения которого регистрируется стрелкой вольтметра В. Она показывает по четырём шкалам, соответствующим четырём механическим ступеням фактическую частоту вращения шпинделя. В станке 1К620 механизирована подача верхней поворотной части суппорта для обеспечения точения конусов. Всё остальное унифицировано со станка 1К62.

Лоботокарные станки предназначены для токарной обработки тяжёлых деталей большого диаметра, но небольшой длины. Передняя бабка лоботокарных станков монтируется на одной станине с суппортом, а у более крупных станков — на отдельном фундаменте. Заготовка крепится на планшайбе или в четырёх кулачковом патроне.

Недостатки: 1) Не удобство установки и выверки тяжёлых заготовок на вертикальной плоскости планшайбы; 2) Неблагоприятные условия работы подшипников короткого, тяжело нагруженного шпинделя. (Поэтому эти станки вытесняются карусельными.)

Преимущества: Они проще, дешевле карусельных станков и применяются в индивидуальном и мелкосерийном производстве на обдирке и при обработке не очень точных деталей.

Специализированные токарные станки. Наибольшее распространение получили следующие специализированные токарные станки: 1. Многорезцовые 2. Вальцетокарные 3. Для обработки коленчатых валов 4. Слиткообдирочные 5. Колесотокарные и осетокарные для ж/д транспорта. 6. Трубо- и муфтообрабатывающие 7. Бесцентровообдирочные 8. Резьбообрабатывающие 9. Токарно-затыловочные

Вальцетокарные станки предназначены для обработки прокатных валов с диаметром до 2 м и длинной до 8 м. Они выполняются очень жёсткими, т.к. служат для обработки как гладких, так и ручьевых сырых и закалённых валов не только продольной или криволинейной подачей по периметру ручьёв, но и поперечным врезанием очень широкого (до 250 мм) фасонного быстрорежущего резца.

Читать еще: Виды пил для ручной обработки древесины

Слиткообдирочные станки — для обдирки некрупных четырёх или многогранных слитков, перед их поступлением в прокатку. Они имеют возвратно-поступательное движение резца и его качение вокруг режущей точки для сохранения нормальных углов резания.

Станки для токарной обработки коленчатых валов бывают нескольких видов:а) для обработки средних коренных шеек и их щёк, с приводом от обоих крайних коренных шеек; б) для обработки в центрах обоих крайних коренных шеек, с приводом от средней обработанной коренной шейки через разъёмную шестерню; в) для обработки шатунных шеек и их щёк, с приводом от обоих крайних шеек, смещённых от оси вращения на величину их эксцентриситета; г) для одновременной обработки всех шатунных шеек и их щёк. В этом случае коленчатый вал вращается вокруг оси коренных шеек, а суппорты вращения синхронно с ним, но вокруг оси, смещённой на величину эксцентриситета шатунных шеек. Резцы при этом остаются горизонтальными. Для обработки тяжёлых коленчатых валов применяют станки, на которых заготовки закрепляют неподвижно в люнетах, а вращение, движение подач и установочные движения сообщаются охватывающим резцовым головкам. Обработка ведётся последовательно всех шеек.

Трубо- и муфтообрабатывающие станки — обрабатывают концы труб и муфт и нарезают на них соединительную коническую резьбу.

Безцентровообдирочные валотокарные станки предназначены для обработки длинных валов и обдирки прутков для последующей их обработки на револьверных станках и токарных автоматах. Обработка не вращающегося вала ведётся двумя вращающимися резцовыми головками — обдирочной и чистовой. Подача прутка выполняется роликами. Концы обрабатываемого вала поддерживаются тележками.

Классификация, назначение и устройство токарных станков.

Металлорежущие станки отечественного производства принято делить на 9 групп.

Токарные станки относятся к первой группе, которая подразделяется на 9 типов:

-одношпиндельные автоматы и полуавтоматы;

-многошпиндельные автоматы и полуавтоматы;

-токарные, токарно-винторезные, токарно-лобовые;

Различают пять степеней точности станков:

особо высокую — А;

Обозначение модели станка содержит 3-4 цифры и несколько букв.

Первая цифра — группа станка (все токарные станки- 1);

третья и четвертая цифры — размерный параметр станка (обычно высота центров: 2 или 20 — высота центров 200 мм и 3 или 30 — высота центров 300 мм и т. д.).

Наиболее распространенным методом обработки материалов резанием является обработка на токарных станках. На токарных станках обрабатывают детали, имеющие преимущественно форму тел вращения (валики, оправки, втулки, заготовки для зубчатых колес и др.). При изготовлении таких деталей приходится обрабатывать цилиндрические, конические, фасонные поверхности, нарезать резьбы, вытачивать канавки, обрабатывать торцовые поверхности, сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия и др. При выполнении этих работ токарю приходится пользоваться самыми разнообразными режущими инструментами: резцами, сверлами, зенкерами, развертками, метчиками, плашками и др.

При выполнении работ на токарных станках обрабатываемая заготовка получает вращательное движение, а резец — поступательное перемещение, или движение подачи. Сочетание таких движений обеспечивает получение разнообразных поверхностей вращения: цилиндрических, конических, фасонных и др.

Устройство токарных станков

Рисунок 4. Сборочные единицы (узлы) и механизмы токарно-винторезного станка:

1 — передняя бабка, 2 — суппорт, 3 — задняя бабка, 4 — станина, 5 и 9 — тумбы, 6 — фартук, 7 — ходовой винт, 8 — ходовой валик, 10 — коробка подач, 11 — гитары сменных шестерен, 12 — электро-пусковая аппаратура, 13 — коробка скоростей, 14 — шпиндель.

Рисунок 5. Общий вид и размещение органов управления токарно-винторезного станка 16К20:

Рукоятки управления: 2 — сблокированная управление, 3,5,6 — установки подачи или шага нарезаемой резьбы, 7, 12 — управления частотой вращения шпинделя, 10 — установки нормального и увеличенного шага резьбы и для нарезания многозаходных резьб, 11 — изменения направления нарезания резьбы (лево- или правозаходной), 17 — перемещения верхних салазок, 18 — фиксации пиноли, 20 — фиксации задней бабки, 21 — штурвал перемещения пиноли, 23 — включения ускоренных перемещений суппорта, 24 — включения и выключения гайки ходового винта, 25 — управления изменением направления вращения шпинделя и его остановкой, 26 — включения и выключения подачи, 28 — поперечного перемещения салазок, 29 — включения продольной автоматической подачи, 27 — кнопка включения и выключения главного электродвигателя, 31 — продольного перемещения салазок; Узлы станка: 1 — станина, 4 — коробка подач, 8 — кожух ременной передачи главного привода, 9 — передняя бабка с главным приводом, 13 — электрошкаф, 14 — экран, 15 — защитный щиток, 16 — верхние салазки, 19 — задняя бабка, 22 — суппорт продольного перемещения, 30 — фартук, 32 — ходовой винт, 33 — направляющие станины.

Станина — жесткая чугунная отливка, на которой смонтированы все основные узлы станка. Сверху она имеет две пары направляющих, обеспечивающих прямолинейное перемещение суппорта и задней бабки в продольном направлении.

Передняя бабка — пустотелая отливка, в которой размещается коробка скоростей и главный ведомый вал станка — шпиндель. Бабка служит для установки обрабатываемой заготовки и сообщения ей вращения с предусмотренной частотой

Задняя бабка предназначена для поддержания свободного конца длинной заготовки, а также установки некоторых режущих инструментов (сверл, разверток и др. ). Бабка состоит из трех основных частей: плиты, корпуса и пиноли с коническим отверстием на переднем конце. Для обтачивания конусов корпус может быть поперечно смещен относительно плиты и зафиксирован в требуемом положении.

Читать еще: Адаптер переломка для мотоблока своими руками

Суппорт служит для перемещения резца в продольном, поперечном или угловом направлениях относительно оси обрабатываемой заготовки. Состоит из пяти основных частей: трех салазок (продольных, поперечных и верхних), поворотной плиты и резцедержателя.

Фартук прикреплен к продольным салазкам (каретке) суппорта. Размещенный в нем механизм предназначен для преобразования вращательного движения ходового винта 9 или ходового вала 10 в поступательные перемещения суппорта. От ходового винта движение заимствуется только при нарезании резьб резцами, для всех прочих работ передающим звеном служит ходовой вал.

Коробка подач предусмотрена для настройки станка на подачу или шаг нарезаемой резьбы.

Гитара сменных колес является дополнительным механизмом коробки подач. С ее помощью можно практически неограниченно расширять диапазон настроек станка на шаги нарезаемых резьб.

Тумбы -пустотелые чугунные отливки, применяемые в качестве опор станины. Внутреннее пространство тумб используется обычно для размещения электродвигателя и агрегата смазочно-охлаждающей системы,

Токарные станки и все, что о них нужно знать: назначение и конструктивные особенности

Для того, чтобы разобраться во всех тонкостях и деталях, необходимо понимать, что такое токарный станок и зачем он нужен.

Токарный станок – это специальное устройство для обработки металлических или древесных заготовок посредством резания (точения). Обрабатываться могут тела вращения цилиндрической, фасонной и конической формы.

История возникновения и дальнейшего развития оборудования

Если посмотреть на современные модели, может сложиться впечатление, что токарный станок был изобретен относительно недавно.

Однако сведения о самом далеком предке современного станка относятся к Древнему Египту 2-го тысячелетия до нашей эры. Токарные технологии были и в древнем Китае, в Индии 1-го тысячелетия нашей эры.

В XIV веке был изобретен ножной привод, в XVIII русский ученый Андрей Нартов изобрел токарно-винторезный станок с механизированным суппортом и сменными зубчатыми колесами.

Особенно бурный период развития пришелся на промышленную революцию конца XIX века – станок менял источники привода, приобретал всё большие размеры, усложнялся.

Сейчас его основной источник энергии – электричество. Наиболее современная версия станка появилась в 1950-х годах, когда для управления обработкой начали применять числовое программное управление (ЧПУ) и сервомеханизмы.

Токарный станок часто называют «матерью всех станков», потому что с его помощью впервые стали создавать и другие станки.

Типы и разновидности токарного оборудования

Существует разделение станков по следующим критериям:

Наибольший допустимый размер обрабатываемой заготовки над станиной.
РМЦ – расстояние между центрами (мелкие – до 150 мм, средние – 150–300 мм, крупные – более 300 мм).

Также есть множество типов токарных станков, обладающих своей спецификой:

Винторезные станки токарной группы

Очень распространены в силу своей универсальности. Принцип работы прост: зажатому на шпинделе в горизонтальном положении объекту придается вращение, а с помощью подвижного резца происходит резание. Резец может быть как закрепленным, так и отдельным.

Токарные станки с ЧПУ

Автоматизированные станки, управляющиеся с помощью ЧПУ. Система числового программного управления обеспечивает высокую точность, а также серийность обработки. Участие оператора минимально: создание управляющей программы и контроль ее исполнения.

Револьверные станки

Как следует из названия, на направляющих станины располагается суппорт с револьверной головкой. В каждый паз револьверной головки может быть установлен резец.

Во время обработки резцы сменяют друг друга, прокручиваясь, что позволяет не тратить время на замену инструмента.

Карусельные станки

Предназначены в основном для обработки крупных объектов весом в несколько тонн. Основным элементом конструкции является планшайба – горизонтальный диск, на который устанавливается заготовка, и который придает ей вращение.

Отсюда и название данной разновидности станка. Как правило, станок карусельного типа имеет два суппорта для установки резцов – вертикальный и боковой. Это позволяет обрабатывать заготовку по внешней и по внутренней поверхности.

Затыловочные станки

Затылование – это специальный метод заточки торцовых поверхностей инструментов для сверления, фрезерования и нарезания резьбы.

Такая операция необходима для восстановления формы рабочих поверхностей инструмента после длительной эксплуатации. По конструкции затыловочный станок похож на винторезный, но имеет ряд особенностей.

Обрабатываемый объект также вращается шпинделем, а суппорт вместе с резцом совершает возвратно-поступательные движения, срезая (затылуя) поверхность объекта на один зуб.

Лоботокарные станки

Похожи на карусельные станки, также имеют планшайбу, но на лоботокарных станках планшайба устанавливается вертикально. Карусельные и лоботокарные станки могут взаимно заменять друг друга.

Как правило, применяются для резания с торца, то есть со «лба». Отсюда и название. Предназначены для обработки объектов, диаметр которых значительно превышает их длину (колеса, шестеренки, шкивы).

Станки с бесступенчатым приводом

Бесступенчатый привод – это механизм, позволяющий плавно менять скорость вращения шпинделя, без резких перепадов и остановки станка.

Такая функция позволяет постепенно подобрать нужную частоту вращения уже в процессе работы, а не прикидывать ее «на глаз».

Трубонарезные агрегаты

Как следует из названия, предназначены для обработки труб. Очень похожи на винторезные станки, но есть одно существенное различие в конструкции шпинделя: для того, чтобы длинные трубы надежно удерживались, через корпус станка насквозь проходит тоннель, в котором труба зажимается шпинделем в двух точках.

Это обеспечивает вращение объекта без люфта. Также существуют дополнительные подставки для труб, если они значительно превышают расстояние между патронами.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр

Многоцелевой комплекс, объединяющий в себе токарные и фрезерные функции. Имеет фрезерную головку, на которую может быть установлен режущий инструмент.

Читать еще: Ремонт перфоратора диолд прэ 7 своими руками

Головка эта подвижна, может обрабатывать объект как сбоку, по внешней поверхности, так и с торца, по внутренней.

Автомат продольного точения

Предназначен для серийного изготовления и обработки малогабаритных деталей диаметром 1–60 мм, длиной – 5–300 мм.

Автомат устроен следующим образом: в подвижном шпинделе с помощью цанги закрепляется заготовка, резцы же остаются неподвижными или передвигаются по горизонтали; шпиндель вместе с заготовкой подводится поочередно к нужным резцам и обрабатывается.

Многошпиндельные токарные станки

Станки с тремя или более шпинделями, на которых крепятся заготовки для одновременной или поочередной обработки. Используются исключительно на серийных производствах.

Классификация оборудования по типу точности

Существует пять степеней точности токарного оборудования, обозначаются они буквами:

Н – Нормальная.
П – Повышенная.
В – Высокая.
А – Особо высокая.
С – Специальная.

Назначение и конструктивные особенности специализированных токарных станков

Данная категория станков предназначена для изготовления одного типа или близких по типу деталей, которые в силу своих параметров не могут быть обработаны на станках, перечисленных выше.

Также специализированная конструкция может обеспечить увеличение числа операций на одном станке. Такое оборудование может быть использовано для обработки слитков, коленчатых валов, колесных конструкций и т. д.

Работы, выполняемые на токарном оборудовании

Различают следующие основные виды работ, выполняемых на токарном оборудовании:

обработка цилиндрических поверхностей;
обработка конических деталей типа вал;
оформление сложных поверхностей тел вращения, фасонное точение, обтачивание галтелей и скруглений;
торцовка заготовок, обработка уступов;
вытачивание канавок (наружных и внутренних);
сверление, растачивание, развертывание, зенкерование отверстий;
нарезание внутренней и наружной резьбы с помощью резцов и других инструментов — метчиков, резьбонарезных головок;
отрезка заготовок.

Назначение и типы токарных станков

Токарные станки составляют наиболее многочисленную группу металлорежущих станков на машиностроительных заводах и являются весьма разнообразными по размерам и по типам.

Назначение токарных станков

Наиболее распространенным методом обработки материалов резанием является обработка на токарных станках.

На токарных станках обрабатывают детали, имеющие преимущественно форму тел вращения (валики, оправки, втулки, заготовки для зубчатых колес и др.). При изготовлении таких деталей приходится обрабатывать цилиндрические, конические, фасонные поверхности, нарезать резьбы, вытачивать канавки, обрабатывать торцовые поверхности, сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия и др. При выполнении этих работ токарю приходится пользоваться самыми разнообразными режущими инструментами: резцами, сверлами, зенкерами, развертками, метчиками, плашками и др.

Основные размеры

Основными размерами токарных станков являются:

наибольший допустимый диаметр обрабатываемой заготовки над станиной, или высота центров над станиной;
расстояние между центрами (РМЦ), т. е. расстояние, равное наибольшей длине детали, которая может быть установлена на данном станке.

Разделение по РМЦ

Все токарные станки по высоте центров над станиной могут быть разделены на:

мелкие станки — с высотой центров до 150 мм
средние станки — с высотой центров 150-300 мм
крупные станки — с высотой центров более 300 мм.

Расстояние между центрами у мелких станков не более 750 мм, у средних 750, 1000 и 1500 мм, у крупных от 1500 мм и больше. Наиболее распространены на машиностроительных заводах средние токарные станки.

Типы станков

К станкам токарной группы относятся станки: токарно-винторезные, токарные, многорезцовые токарные, токарно-револьверные, токарно-лобовые, токарно-карусельные, а также токарные автоматы и полуавтоматы.

Токарно-винторезные станки обладают широкой универсальностью: они предназначены для выполнения всевозможных токарных работ, включая нарезание резьб резцами, что возможно благодаря наличию ходового винта. Эти станки имеют самое широкое применение на машиностроительных заводах.
Токарные станки, не имеющие ходового винта, применяются для выполнения всевозможных токарных работ, за исключением нарезания резьб резцами. Отсутствие ходового винта упрощает конструкцию станка.
Многорезцовые токарные станки предназначены для обработки деталей типа ступенчатых валиков, зубчатых колес и других одновременно несколькими резцами, установленными в 2-3-х суппортах.
Токарно-pевольверные станки используют для изготовления деталей из прутка или для обработки закрепленных в патроне заготовок типа поковок, штамповок, литья различными инструментами, закрепленными в револьверной головке.
Токарно-лобовые станки, снабженные планшайбой большого диаметра (до 2 м и более), служат для обтачивания крупных деталей малой высоты — шкивов, маховиков, больших колец и т. д.
Токарно-карусельные станки имеют вертикальную ось вращения и горизонтальную поверхность планшайбы (стола). Диаметр стола достигает до 25 м. Применяются токарно-карусельные станки для обработки деталей большого диаметра и малой длины.

В массовом и серийном производстве широко применяют токарные полуавтоматы, автоматы и автоматические линии.

Токарные автоматы — станки, которые производят все рабочие и вспомогательные движения рабочего процесса, а также установку и съем заготовки автоматически.
Токарные полуавтоматы — станки с неполной автоматизацией рабочего процесса: снимает готовую деталь, устанавливает и закрепляет новую заготовку рабочий, остальные операции автоматизированы.

Кроме того, в машиностроении применяют различные специальные токарные станки для обработки какого-нибудь определенного рода деталей — коленчатых валов, прокатных валков, вагонных осей, бандажей и колес, кулачковых валиков и т. д.

Разделение по группам

К станкам токарной группы относятся:

револьверные
карусельные и многорезцовые токарные станки
токарные автоматы и полуавтоматы
специальные токарные станки, например для обработки коленчатых валов, вагонных осей и др.