Токарные станки и работа на них

Токарные  станки и работа на них.

 

Токарный станок — станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов и  др. материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют обточку  и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развертывание отверстий и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец — режущий инструмент — перемещается вместе с салазками суппорта от ходового вала или ходового винта, получающих вращение от механизма подачи.

В состав токарной группы станков входят станки выполняющие различные операции точения: обдирку, снятие фасок, растачивание и т. д.

Значительную  долю станочного парка составляют станки токарной группы. Она включает, согласно классификации ЭНИМС, девять типов станков, отличающихся по назначению, конструктивной компоновке, степени автоматизации и другим признакам. Станки предназначены главным образом для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьб и обработки торцовых поверхностей деталей типа тел вращения с помощью разнообразных резцов, свёрел, зенкеров, развёрток, метчиков и плашек.

Применение  на станках дополнительных специальных  устройств (для шлифования, фрезерования, сверления радиальных отверстий и других видов обработки) значительно расширяет технологические возможности оборудования.

Токарные станки, полуавтоматы и автоматы, в зависимости  от расположения шпинделя, несущего приспособление для установки заготовки обрабатываемой детали, делятся на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные предназначены в основном для обработки деталей значительной массы, большого диаметра и относительно небольшой длины. Самый известный токарный станок в советское время 16К20

Основными размерными характеристиками токарных станков являются: высота центров над станиной (это характеризует наибольший радиус обрабатываемой детали) и расстояние между центрами, т.е. расстояние, равное наибольшей длине детали, которая может быть установлена на данном станке при крайнем положении задней бабки.

Все токарные станки по высоте центров могут быть разделены  на 3 группы:

мелкие станки - с высотой центров дот 150 мм;

средние станки - с высотой центров дот 150 - 300 мм;

крупные станки - с высотой центров более 300 мм;

Наиболее распространены на машиностроительных заводах средние  токарные станки с расстоянием между  центрами 750, 1000 и 1500 мм.

Работы, выполняемые  на токарных станках. Токарные станки являются наиболее универсальными из всех видов металлорежущего оборудования. На них можно выполнять самые разнообразные работы: обтачивать и растачивать цилиндрические, конические и фасонные поверхности вращения, подрезать торцы и соответственно обрабатывать плоскости, прорезать канавки различного профиля, производить отрезание, нарезать резцом крепежные и ходовые резьбы любого профиля. Кроме того, на токарных станках инструментами, устанавливаемыми в пиноли задней бабки, можно сверлить, зенкеровать, зенковать и развертывать отверстия, расположенные соосно со шпинделем станка, а так же нарезать внутренние и наружные крепежные резьбы метчиками и плашкми.

Основные виды токарной обработки и типы резцов:

а) - продольное сечение проходным резцом;

б) - продольное точение отогнутым резцом;

в) - продольное точение упорным резцом;

г) - продольное и поперечное точение отогнутым  резцом;

д) - чистовое продольное точение широким резцом;

е) - чистовое точение  закругленным резцом;

ж) - подрезание (поперечное точение) подрезным резцом;

з) - вытачивание  канавок и отрезание отрезным (подрезным) резцом;

и) - растачивание отверстия расточным резцом;

к) - фасонное точение  призматическим фасонным резцом;

л) - нарезание  резьбы резьбовым резцом.

 

Экономическая точность и чистота обработки, достигаемые  на токарных станках, следующие: при обдирочной работе 5-й класс точности и 2-3-й классы чистоты поверхности; при чистовой обработке - 4-й класс точности и 4 - 6-й классы чистоты поверхности; при тонкой обработке до 2 - 3-го классов точности и до 7 - 8-го классов чистоты поверхности.

На рисунке даны схемы основных видов токарной обработки и показаны типы используемых при этом режущих инструментов.

Обтачивание (рис, а-е) производится проходными резцами - прямыми и отогнутыми. Цилиндрические поверхности получаются при обтачивании  поверхностей с продольной подачей суппорта.

Подрезание (рис. ж) торцовых поверхностей у цилиндрических деталей и обработку плоскостей у корпусных деталей выполняют  при поперечной подаче суппорта подрезными резцами.

Отрезание деталей  и прорезание канавок (рис. з) так же производится при поперечной подаче суппорта. Однако в этом случае используются соответственно отрезные и канавочные резцы. Величина подачи при отрезании и прорезании меньше, чем при подрезании.

Растачивание (рис. и) производится расточными резцами. Естественно, что размеры поперечного сечения расточных резцов должны быть меньше диаметра растачиваемого отверстия, а длина вылета резца, наоборот, больше глубины отверстия. Это приводит к недостаточной жесткости системы и заставляет работать на пониженных режимах резания.

Различные виды поверхностей вращения образуются в  основном теми же методами, что и  при обтачивании.

Фасонные поверхности  обтачивают призматическими и дисковыми  фасонными резцами (рис. к) или с  применением механических, электрических  или гидравлических копировальных устройств.

Нарезание резьбы резцом (рис.л) позволяет получать все  типы резьб: метрическую, дюймовую, модульную  и питчевую с любым профилем - треугольным, прямоугольным, трапециевидным, полукруглым и т. п. Производительность нарезания резьбы резцом невысока. Резьбовые резцы должны иметь профиль, соответствующий профилю впадин нарезаемой резьбы.

Универсальные приспособления для токарной обработки.

Для работы на токарных станках необходимы специальные  приспособления для закрепления  деталей, придания им заданной формы и размеров.

Основными из них  являются: поводковые патроны и хомутики; центры; трехкулачковые и четырехкулачковые  патроны; подвижные и неподвижные  люнеты и др.

В мелкосерийном  и особенно в серийном производстве за последние годы получили широкое распространение всевозможные копировальные устройства механического, электрического и гидравлического действия, которые позволяют в значительной степени автоматизировать работу универсальных станков и тем самым сократить вспомогательное время, затрачиваемое на обработку деталей.

Токарно - револьверные станки. В отличие от универсальных  токарных станков в револьверных станках вмонтирован продольный суппорт с револьверной головкой и у них нет задней бабки.

Токарно-револьверные станки применяются в серийном и крупносерийном производстве и разделяются на две основные группы:

а) станки с револьверной головкой, расположенной на вертикальной оси;

б) станки с револьверной головкой, расположенной на горизонтальной оси.

Станки с  вертикальной осью револьверной головки имеют еще поперечный суппорт для выполнения отрезных, подрезных работ, накатки и др. В станках с горизонтальной осью револьверной головки поперечного суппорта не, так как в этом случае прорезание, подрезание и отрезание производятся путем медленного поворота револьверной головки относительно своей оси.

Устройство  токарно-винторезного станка

 

 

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

Токарно-винторезные  станки предназначены для обработки, включая нарезание резьбы, единичных деталей и малых групп деталей. Однако бывают станки без ходового винта. На таких станках можно выполнять все виды токарных работ, кроме нарезания резьбы резцом.

Техническими  параметрами, по которым классифицируют токарно-винторезные станки, являются наибольший диаметр D обрабатываемой заготовки (детали) или высота Центров над станиной (равная 0,5 D), наибольшая длина L обрабатываемой заготовки (детали) и масса станка.

Ряд наибольших диаметров обработки для токарно-винторезных  станков имеет вид: D = 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000 и далее до 4000 мм. Наибольшая длина L обрабатываемой детали определяется расстоянием между центрами станка. Выпускаемые станки при одном и том же значении D могут иметь различные значения L. По массе токарные станки делятся на легкие - до 500 кг (D = 100 - 200 мм), средние - до 4 т (D = 250 - 500 мм), крупные - до 15 т (D = 630 - 1250 мм) и тяжелые - до 400 т (D = 1600 - 4000 мм).

Легкие токарные станки применяются в инструментальном производстве, приборостроении, часовой промышленности, в экспериментальных и опытных цехах предприятий. Эти станки выпускаются как с механической подачей, так и без нее.

На средних  станках производится 70 - 80% общего объема токарных работ. Эти станки предназначены для чистовой и получистовой обработки, а также для нарезания резьб разных типов и характеризуются высокой жесткостью, достаточной мощностью и широким диапазоном частот вращения шпинделя и подач инструмента, что позволяет обрабатывать детали на экономичных режимах с применением современных прогрессивных инструментов из твердых сплавов и сверхтвердых материалов. Средние станки оснащаются различными приспособлениями, расширяющими их технологические возможности, облегчающими труд рабочего и позволяющими повысить качество обработки, и имеют достаточно высокий уровень автоматизации.

Крупные и тяжелые  токарные станки применяются в основном в тяжелом и энергетическом машиностроении, а также в других отраслях для  обработки валков прокатных станов, железнодорожных колесных пар, роторов турбин и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Токарные  резцы и инструмент для нарезания  резьбы.

При работе на токарных станках применяют различные  режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, фасонный инструмент и др.

Токарные резцы  являются наиболее распространенным инструментом, они применяются для обработки  плоскостей, цилиндрических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и  т. д. Элементы резца показаны на рисунке.

 Резец состоит из головки (рабочей части) и стержня, служащего для закрепления резца в резцедержателе. Передней поверхностью резца называют поверхность, по которой сходит стружка. Задними (главной и вспомогательной) называют поверхности, обращенные к обрабатываемой детали. Главная режущая кромка выполняет основную работу резания. Она образуется пересечением передней и главной задней поверхностей резца. Вспомогательная режущая кромка образуется пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей. Вершиной резца является место пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.Для определения углов резца установлены понятия: плоскость резания и основная плоскость. Плоскостью резания называют плоскость, касательную к поверхности резания и проходящую через главную режущую кромку резца (смотри рисунок). Основной плоскостью называют плоскость, параллельную направлению продольной и поперечной подач; она совпадает с нижней опорной поверхностью резца.

Углы резца  разделяют на главные и вспомогательные (смотри рисунок). Главные углы резца  измеряют в главной секущей плоскости, т. е. плоскости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки на основную плоскость.

 

 Главным задним углом a называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Углом заострения b называется угол между передней и главной задней поверхностями резца. Главным передним углом g называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания и проходящей через главную режущую кромку резца. Сумма углов a+b+g=90 градусов. Углом резания d называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания. Главным углом в плане j называется угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Вспомогательным углом в плане j1 называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Углом при вершине в плане e называется угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость. Вспомогательным задним углом a1 называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости. Углом наклона главной режущей кромки l называется угол между главной режущей кромкой и плоскостью, проходящей через вершину резца параллельно основной плоскости.

Резцы классифицируются: по направлению подачи - на правые и  левые (правые резцы на токарном стане  работают при подаче справа налево, т. е. перемещаются к передней бабке  станка); по конструкции головки - на прямые, отогнутые и оттянутые (смотри рисунок);

 

Резцы: а - прямые, б - отогнутые, в – оттянутые

по роду материала - из быстрорежущей стали, твердого сплава и т. д.; по способу изготовления - на цельные и составные (при использовании  дорогостоящих режущих материалов резцы изготовляют составными: головка - из инструментального материала, а стержень - из конструкционной углеродистой стали; наибольшее распространение получили составные резцы с пластинами из твердого сплава, которые припаиваются или крепятся механически); по сечению стержня - на прямоугольные, круглые и квадратные; по виду обработки - на проходные, подрезные, отрезные, прорезные, расточные, фасонные, резьбонарезные и др. (смотри рисунок).

Токарные резцы  для различных видов обработки:

 

а - наружное обтачивание  проходным отогнутым резцом, б - наружное обтачивание прямым проходным резцом, в - обтачивание с подрезанием  уступа под прямым углом, г - прорезание канавки, д - обтачивание радиусной  галтели, е - растачивание отверстия, ж, з, и - нарезание резьбы наружной, внутренней и специальной

Принадлежности  к токарным станкам

Разновидности токарных станков

Станки токарной группы составляют значительную часть  станочного парка. На этих станках обрабатываются детали типа тел вращения и выполняются рассмотренные ранее виды обработки.