Точение конусов и нарезание резьбы — дополнительные функции станка. Если в комплект входят дополнительные инструменты и сверла, то функциональность станка становится еще больше.
Токарно-винторезные станки. Виды, устройство станков
Группа токарных станков является наиболее часто используемым станком в машиностроении и металлургии по сравнению с другими группами. В эту группу входят резьбонарезные, револьверные, токарно-револьверные, токарно-карусельные, токарные автоматы и полуавтоматы и другие станки.
Резьбонарезные станки предназначены для наружной и внутренней обработки, включая нарезание резьбы, обработку отдельных деталей и мелких групп.
Токарно-револьверные станки предназначены для обработки малых и больших групп прутков или заготовок сложной формы, требующих применения большого количества наименований инструмента.
Токарно-револьверные станки предназначены для обработки различных фасонных заготовок, диаметр которых значительно больше длины. Они отличаются от других токарных станков вертикальной ориентацией поверхности, на которой зажимается заготовка.
Токарные станки-автоматы предназначены для обработки прутков, токарные полуавтоматы — для обработки прутков и заготовок.
Отрезные станки отечественного производства обозначаются цифровым обозначением модели.
Первая цифра обозначения модели указывает, к какой технологической группе относится станок: 1 — токарные станки, 2 — сверлильные, 3 — шлифовальные и т.д.
Вторая цифра указывает на тип станка в группе: 1 — одношпиндельный станок и 2 — многошпиндельный станок, 3 — ротационный станок, 5 — токарный станок и т.д.
Последние две цифры указывают на технические параметры станка: высота центров над станиной для токарного станка, наибольший диаметр обрабатываемого прутка для револьверного станка и т.д. Наличие буквы между цифрами указывает на то, что станок был модернизирован.
Точность станка, категория, обозначается буквами Н, Р, В, А, С в конце цифрового обозначения модели.
Буквы в названии станка различают станки нормальной точности — класс Н (в большинстве случаев не указывается), повышенной точности — класс Р, высокой точности (прецизионные) — класс В, очень высокой точности — класс А и очень высокой точности (основные станки) — класс С.
Например, в обозначении токарного станка модели 16К20П, 1 означает группу токарных станков, 6 — тип станка (токарный станок), 20 — высота центров в см, К — модернизация станка и П — станок повышенной точности.
Классификация токарно–винторезных станков
Технические параметры, используемые для классификации токарных и резьбонарезных станков, — это максимальный диаметр D обрабатываемой заготовки или высота центров над опорной плитой (равная 0,5D), максимальная длина L обрабатываемой заготовки и масса станка.
В зависимости от максимального диаметра обрабатываемой детали станки выпускаются в следующих диапазонах: D = 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000 и до 4000 мм.
Максимальная длина L обрабатываемой заготовки определяется расстоянием между центрами станка. Станки для обработки коротких и длинных заготовок изготавливаются по одному и тому же D.
Токарные станки делятся на 0,5 т (D = 100÷200 мм) для легкого веса, 4 т (D = 250÷500 мм) для среднего веса, 15 т (D = 630÷1250 мм) для тяжелого веса, 40 т и более (D = 1600÷4000 мм) для тяжелого веса.
В зависимости от применения. Легкие токарные станки используются в инструментальном, приборо- и часовом производстве, а также в опытных и экспериментальных лабораториях. Эти станки выпускаются с механической подачей и без нее. Токарные станки среднего веса выполняют 70-80 % общего объема токарных работ. Станки этой группы предназначены для чистовых и получистовых операций, а также для нарезания резьбы.
Станки имеют высокую жесткость, достаточную мощность и широкий диапазон скоростей вращения шпинделя и подачи инструмента, что позволяет обрабатывать заготовки современным прогрессивным инструментом из твердых и сверхтвердых материалов. Станки также могут быть оснащены различными приспособлениями, расширяющими их технологические возможности, что облегчает работу и повышает качество обработки. Станки имеют относительно высокий уровень автоматизации.
Большие и тяжелые токарные станки предназначены в основном для тяжелой промышленности, машиностроения и других отраслей. Этот тип станков менее универсален, чем средний, и предназначен в основном для обработки конкретных деталей (роликов прокатных станов, железнодорожных колесных пар, роторов турбин и т.д.).
Какие машины следует предпочесть для изучения? Если разложить любую машину (набор чертежей) на отдельные части, то можно обнаружить, что существует лишь небольшое количество крупных и тяжелых деталей. Наибольшее число составляют детали среднего размера, которые намного превышают число крупных деталей. Количество мелких деталей также намного меньше количества средних деталей. Так как все токарные станки имеют единую и схожую конструкцию, то далее основное внимание будет уделено изучению средних токарных станков (D = 250÷500 мм и весом до 4 тонн) и других станков для обработки средних деталей
Что это такое?
Каждый токарно-винторезный станок предназначен для обработки стальных, чугунных и других заготовок. Этот процесс профессионалы называют механической обработкой. Эти станки используются для сверления и точения заготовок. Они успешно формируют орудия и обрабатывают поверхности. Назначение токарно-винторезного станка также включает в себя:
- сверление;
- зенкерование;
- развертывание проемов и проходов;
- выполнение целого ряда других манипуляций.
Общий принцип работы устройства предельно прост. Основной принцип работы токарно-винторезного станка очень прост. В определенный момент времени он начинает вращаться. Это движение удаляет излишки материала. Но кажущаяся простота описания не скрывает довольно высокой сложности исполнения.
Роторно-винтовая машина может надежно работать только в том случае, если она очень тщательно собрана из хорошо соединенных компонентов. Основными компонентами в схеме такой машины являются:
- суппорт;
- упорная бабка;
- станина;
- шпиндельная бабка;
- электрическая часть;
- ходовой вал;
- шестеренные гитары;
- коробка, отвечающая за подачу;
- ходовой винт.
Несмотря на относительно простую конструкцию, основанную на стандартных компонентах, отдельные машины могут сильно отличаться друг от друга. Точность оказывает значительное влияние на функционирование станка. Торцевая крышка шпинделя, также известная как передняя торцевая крышка, предотвращает перемещение заготовки. Она передает вращательное усилие при движении. Внутренняя часть торцевой крышки закрывает шпиндельный узел, поэтому ее также называют торцевой крышкой шпинделя.
Задняя бабка, также называемая пинолью, используется для зажима заготовки. Роль ползуна заключается в перемещении резцедержателя (вместе с самим режущим инструментом) в продольной и поперечной плоскостях относительно оси станка. Блок приспособления всегда больше других деталей. Держатель инструмента адаптирован к категории станка.
Передача влияет на передачу импульса ко всем частям и, таким образом, на функционирование системы в целом.
Эти коробки могут быть интегрированы в корпус головной части фюзеляжа или размещены в отдельной части корпуса. Темп регулируется ступенчато или плавно, в зависимости от конструктивных особенностей. Основным приводным элементом коробки передач являются шестерни. Кроме того, в нее входят приводной ремень и электродвигатель с реверсивной передачей. Также имеется сцепление и ручной рычаг для переключения скорости.
Самым важным элементом является ось. Это компонент, имеющий конфигурацию вала с коническим каналом для удержания заготовок. Она должна быть прочной и долговечной, поэтому ее изготавливают из отборного стального сплава. Традиционно в конструкции шпиндельного элемента используются высокоточные подшипники качения. Коническая полость на конце необходима для размещения прутка, который иногда образует горб центральной части.
Станина резьбонарезного станка изготавливается из чугуна. Для нарезания резьбы при необходимости используются чертилки, плашки, резцы и другие инструменты. Органы управления включают в себя множество ручек и кнопок, в том числе для регулировки ползуна. Модели с ЧПУ сложнее обычных, но они могут выполнять недостижимые для них операции, а в некоторых случаях даже без помощи оператора. Следует также отметить роль фартука — в нем находятся механизмы, преобразующие вращение шпиндельного узла и технической оси в транспортное движение каретки.
Обзор видов
По массе
Червячный токарный станок может использоваться на местных частных предприятиях в бытовых целях. Такие модели обычно относительно легкие. Более крупные и тяжелые станки предназначены в основном для промышленного производства. Станки весом более 500 кг считаются легкими.
Станки среднего размера играют важную роль в промышленности. Их вес достигает 15000 кг. Самые крупные промышленные машины весят от 15 до 400 тонн. Высокая степень точности здесь обычно не встречается, поскольку допуски уже не столь критичны.
Очень мощные машины используются на крупных заводах и фабриках и не применяются в частном секторе.
По максимальной длине детали
Легкие станки обычно обрабатывают заготовки диаметром 50 см и менее. Средние станки могут обрабатывать заготовки длиной до 125 см. Максимальная длина заготовки определяется расстоянием между центральными точками станка. При одинаковом поперечном сечении станки способны обрабатывать как крупные, так и относительно мелкие заготовки. Максимальный диаметр заготовок колеблется от 10 до 400 см, поэтому не существует универсального станка, который мог бы обрабатывать заготовки с любым сечением.
По производительности
Важным моментом для классификации токарных и сверлильных станков является их техническая производительность. Принято классифицировать станки по:
- мелкосерийного выпуска;
- серий среднего масштаба;
- крупносерийного конвейерного производства.
Марки токарных и резьбонарезных станков широко варьируются. Они производятся во многих странах. Более того, некоторые станки активно используются еще с советских времен и до сих пор не утратили своего значения. Читая описание станка, важно выяснить, предназначен ли он для настольной или напольной установки и каковы его общие особенности установки. Что касается станков с ЧПУ, то это практически единственная альтернатива — даже для домашнего использования «чисто ручные» станки применяются редко.
Принципы работы токарно-винторезных станков
Основной принцип работы токарно-винторезного станка довольно прост и логичен:
- сначала обрабатываемое изделие зажимается в горизонтальном положении,
- потом начинается его вращение,
- далее подвижный резец, выполняя поперечные и поступательные действия, снимает с заготовки в определенных местах слой материала.
Хотя в теории он кажется очень простым, на практике он требует качественного взаимодействия множества правильно отрегулированных компонентов станка для выполнения поставленных задач с высокой точностью.
Ниже представлены принципы работы резьбонарезных станков:
- Станки славятся высокой производительностью и быстрым выполнением поставленных перед ними задач.
- На срок эксплуатации оборудования напрямую влияют прочность и жесткость станины, которые должны производиться из стали высокого качества.
- За надежное крепление деталей в конструкции отвечает усовершенствованный патрон или специальный центр рабочего сектора.
- Современные конструкции агрегатов имеют особые конструкции, позволяющие надежно зафиксировать не только деталь, но и резец.
- Для удобства эксплуатации в большинстве станков устройство отключения суппорта находится на фартуке аппарата.
- Последние модели токарно-винторезного оборудования отличаются высоким классом безопасности и имеют повышенные характеристики надежности.
Применение токарно-винторезных станков
Резьбонарезные станки используются для токарных работ, требующих высокой степени точности заготовки. Дополнительная комплектация станков позволяет значительно расширить их функциональные возможности.
С помощью резьботокарных станков можно:
- развертывать отверстия;
- обтачивать и растачивать фасонные, конические и цилиндрические поверхности;
- выполнять зенкеровочные и сверлильные действия;
- обрабатывать торцы и подрезать их;
- нарезать различные типы резьбы – метрическую, дюймовую, модульную, питчевую.
В зависимости от типа станка, резьботокарные станки способны обрабатывать заготовки из всех твердых металлов (включая самые твердые виды), а также из дерева и, в некоторых случаях, пластмасс.
Классификация токарно-винторезных станков
Данный тип станков выпускается в различных модификациях и классифицируется по следующим основным параметрам:
- Масса станка.
- Наибольшая длина заготовки, которую можно установить на станок.
- Наибольший диаметр детали.
Максимальная длина обрабатываемой заготовки зависит от расстояния между центрами. Максимально допустимый диаметр заготовки на современных станках составляет от 100 мм до 4 метров. Однако максимальная длина и максимальный диаметр заготовки не обязательно одинаковы для всех моделей станков. Так, для одного и того же станка с одинаковым допустимым диаметром могут быть разные длины.
В зависимости от веса существуют следующие категории токарных станков:
- Легкие массой до 500 кг. Предназначены для обработки заготовок диаметром до 200 мм. В эту категорию входят настольные модели используемые в быту и небольших мастерских.
- Средние массой 4 тонн. Максимальный диаметр 250-500 мм.
- Крупные – масса до 15 тонн, наибольший диаметр 600-1250 мм.
- Тяжелые – масса до 40 тонн и более, максимальный диаметр заготовки от 1600 мм до 4 метров.
Преимущества и сфера применения
Диапазон использования токарного станка зависит от его параметров — массы, максимального диаметра и длины заготовки. Так, легкие станки используются на часовых заводах, в экспериментальных кабинетах, домашних мастерских, при изготовлении приборов и других объектов.
Станки крупной и тяжелой группы используются в машиностроении и станкостроении. Они используются для изготовления и ремонта деталей крупных механизмов — турбин, колесных пар и другого оборудования железнодорожного транспорта, тяжелого подвижного состава и т.д.
Машины средней группы имеют наибольшую долю. Они используются для изготовления крепежа и других деталей для машиностроения, строительства, приборостроения и других отраслей промышленности. Их возможности позволяют выполнять широкий спектр полуфинишных и финишных операций, включая нарезание резьбы.
Основными преимуществами винторезного станка являются
- Широкий диапазон подачи резца.
- Большой выбор частот вращения шпинделя.
- Высокая мощность двигателя.
- Жесткость конструкции.
- Универсальность обработки, доступность широкого спектра металлорежущих операций.
- Возможность расширения функциональных возможностей при установке дополнительных механизмов и приспособлений, в том числе автоматизация с помощью системы ЧПУ.
Оснащение станка числовым программным управлением позволяет эффективно использовать его для серийного производства и быстро переналаживать при переходе на другую серию деталей.
Применение ЧПУ
Современные токарные станки — особенно зарубежного производства — оснащены числовым программным управлением. Это делает возможной высокоточную обработку.
Особенности этих станков заключаются в следующем:
- Все подвижные органы станка управляются мини блоком управления. Станок имеет сложную электрическую схему.
- Все параметры станка с ЧПУ точно соответствуют ГОСТу и также расписаны в паспорте оборудования. Здесь указаны показатели точности, габариты, скорость.
- Станки такого рода могут работать в домашних условиях, поскольку имеют небольшой размер, но при этом выдерживают поразительно высокие для своих габаритов нагрузки.
- Оборудование имеет индикацию, а также табло для ввода информации.
- Настольные станки с ЧПУ используются для высокоточной обработки небольших деталей. При этом у домашнего производства получается высокий показатель рентабельности.
Большинство этих станков производится за рубежом и поэтому не соответствует российскому ГОСТу.
Обзор и схемы распространенных моделей
Среди различных модельных рядов и нескольких поколений станков, выпускаемых нашей компанией, есть несколько моделей, которые до сих пор пользуются популярностью благодаря своим техническим характеристикам и универсальным свойствам.
Все они и сегодня используются в промышленности или в быту. Таким образом, они продолжают оставаться достойными конкурентами своих зарубежных аналогов.
Это надежные, прочные и долговечные устройства, способные выполнять широкий спектр функций.
1Л532
Один из самых популярных станков в бывшем Советском Союзе, успешно обрабатывающий средние и крупные заготовки.
В свое время этот станок был успешно экспортирован во многие страны мира. Класс точности — H. Вес станка — 43 тонны.
16У04П
Оборудование высокой точности. Наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой через станину — 200 мм. Масса станка — 750 кг.
1П611
Токарный станок 1И611 используется в производстве, в частности, для обточки колес железнодорожного транспорта. Согласно государственному стандарту, он обладает повышенной точностью и имеет возможность торможения шпинделя. Вес станка составляет 560 кг. Станок может легко выполнять следующие функции:
- Сверление.
- Отрезка.
- Нарезание резьбы внутренней и наружной.
- Обработка различных поверхностей.
Наибольший диаметр заготовки над станиной — 250 мм.
1Д601
Наибольший диаметр токарного станка над станиной — 250 мм. Точность ниже, чем у предыдущего станка. Отличается высокой эффективностью даже после многих лет эксплуатации.
Полозья можно перемещать только вручную. Вес всего станка в сборе составляет около 30 кг. Из-за небольших размеров максимальная длина обрабатываемой заготовки составляет 18 см.
16К40
Это одна из самых популярных моделей, которая пользуется большой популярностью среди мастеров. Она относится к классу среднего оборудования с классом точности H.
С 1932 года в СССР было выпущено несколько десятков тысяч различных токарно-винторезных станков. Они использовались не только на производстве, но и при обучении молодежи, в школах и училищах, а у многих настольные станки стояли в гаражах, дома и в собственных мастерских.
