Токарные станки и работа на них

В токарную группу входят девять типов станков, различающихся  по назначению, компоновке, степени  автоматизации и другим признакам. Станки отечественного производства имеют  цифровое обозначение моделей. Первая цифра в обозначении показывает, к какой группе относится станок: токарной, фрезерной, сверлильной и т.д. Вторая цифра указывает на тип станка в группе. Две последние цифры условно определяют важнейшие технические параметры станка. Все станки, обозначение которых начинается с «1» — токарные. В свою очередь, токарные станки делятся на 9 типов. Тип станка определяется следующими цифрами:

1 — одношпиндельные  автоматы и полуавтоматы;

2 — многошпиндельные  автоматы и полуавтоматы;

3 — револьверные  станки;

4 — сверлильно-отрезные;

5 — карусельные; 

6 — токарно-винторезные  и лобовые; 

7 — многорезцовые; 

8 — специализированные  для фасонных изделий; 

9 — разные  токарные.

 Две последние цифры обозначают: для токарно-винторезных станков — высоту центров над станиной; для револьверных — наибольший диаметр обрабатываемого прутка; для карусельных — наибольший диаметр планшайбы и т.д. Буква после первой (или второй) цифры указывает на усовершенствование станка по сравнению с первой моделью.

Буква в конце  марки означает, что в модель станка внесены некоторые изменения, например, повышена точность (П), станок с числовым программным управлением 0 и т.д.

Пример расшифровки  марки токарно-винторезного станка 16К20:

1 — станок  относится к токарной группе;

6 — токарно-винторезный;

К — в конструкцию  станка внесены некоторые изменения;

20 — высота  центров над станиной 200 мм.

Серийный выпуск токарных станков впервые был  осуществлен на московском заводе «Красный пролетарий».

Все металлорежущие станки классифицируются:

по степени универсальности:

• универсальные, позволяющие выполнять любой вид обработки, характерный для станков данной группы, например токарно-винторезные станки;

• специализированные, предназначенные для обработки деталей, схожих по конфигурации и размерам;

• специальные, предназначенные для обработки одинаковых деталей или выполнения только одной операции;

по точности:

• нормальной точности (Н);

• повышенной точности (П);

• высокой точности (В);

• особо высокой точности (А);

• особо точные (С);

по массе:

• легкие — до 1 т;

• средние — до 10 т;

• крупные — до 15 т;

• тяжелые — до 100 т;

• особо тяжелые — свыше 100 т.

Токарно-винторезные  станки

Токарно-винторезные  станки используются в единичном  и серийном производствах. На них  можно выполнять все виды токарных работ, в том числе и нарезание резьбы. На токарно-винторезных станках производится 70...80 % общего объема токарных работ. Они используются в инструментальном производстве, в приборостроении, в машиностроении и других областях промышленности. Все станки постоянно совершенствуются благодаря повышению точности, совершенствованию управления, увеличению диапазонов скоростей и подач. Все сборочные узлы и механизмы токарно-винторезных станков имеют одинаковое название, назначение и расположение. Рассмотрим тип токарно-винторезных станков на примере станка модели 16К20, которая в настоящее время широко используется в промышленности. Основные узлы станка модели 16К20 изображены на рис. 1. Рассмотрим их более подробно.

 

Рис. 1. Общий  вид токарного винторезного станка: узлы станка: I — коробка подач; II — передняя бабка с коробкой скоростей; III — задняя бабка; IV— станина; V — суппорт; VI — основание; рукоятки: 1, 23 — управления фрикционной муфтой главного привода; 2 — установки величины подачи и шага резьбы и отключения механизма коробки подач; 3 — установки подачи и типа нарезаемой резьбы; 4 — установки величины подачи и шага резьбы; 5 — установки правой и левой резьбы; 6 — установки нормального или увеличенного шага резьбы и положения при делении многозаходных резьб; 7, 8 — установки частоты вращения шпинделя; 13 — ручного перемещения поперечных салазок суппорта; 16 — поворота и зажима резцедержателя; 17 — ручного перемещения верхних салазок суппорта; 19— управления перемещениями каретки и поперечных салазок суппорта; 20 — зажима пиноли задней бабки; 21 — крепления задней бабки к станине; 24 — включения и выключения разъемной гайки ходового винта; 25 — включения подачи; 28 — включения и выключения реечной шестерни; выключатели: 9 — вводный автоматический; 10 — сигнальная лампа; 11 — электронасоса подачи охлаждающей жидкости; 12 — указатель нагрузки станка; 14 — регулируемое сопло подачи охлаждающей жидкости; 15 — лампы местного освещения; кнопки: 18 — включения электродвигателя привода ускоренной подачи каретки и поперечных салазок суппорта; 30 — золотника смазки направляющих каретки и поперечных салазок суппорта; маховички: 22 — перемещения пиноли задней бабки; 29 — ручного перемещения каретки; 26 — болт закрепления каретки на станине; 27 — кнопочная станция включения и выключения электродвигателя главного привода.

Основание —  узел, используемый для установки  станины, одновременно является стружкосборником и резервуаром для охлаждающей  жидкости. В левой части основания  располагается главный электродвигатель. Станина — базовый узел станка, на котором монтируются все узлы станка. С помощью станины достигается их определенное взаимное расположение. Станина изготовляется из высокопрочного модифицированного чугуна и имеет коробчатую форму с поперечными ребрами жесткости. По передним призматическим и задним плоским направляющим станины перемещается каретка суппорта, а по передним плоским и задним призматическим направляющим перемещается задняя бабка. Передняя (шпиндельная) бабка представляет собой литой чугунный корпус, внутри которого размещаются валы и зубчатые колеса механизма переключения частот вращения шпинделя. Коробка скоростей — механизм, находящийся в передней бабке, используется для передачи движения шпинделю и для изменения скоростей его вращения. Шпиндель — представляет собой массивный пустотелый вал, изготовленный из легированной стали. На переднем конце шпинделя выполнен посадочный конус, по которому базируются патроны, используемые для закрепления заготовок. Шпиндель имеет расточенное отверстие — конус Морзе № 6. В конической расточке устанавливаются передний центр или оправка. Шпиндель установлен на двух опорах качения. Передняя опора представляет собой регулируемый двухрядный роликовый подшипник с роликами и внутренними коническими кольцами. Подшипник регулируют затягиванием гайки, которая нажимает на внутреннее коническое кольцо подшипника. Кольцо надвигается на шейку шпинделя, так уменьшается зазор между шпинделем и роликами, образующийся в результате износа. Задняя опора также представляет собой радиально-упорный подшипник. Постоянный натяг в нем обеспечивают пружины, которые упираются в диск и отжимают наружное кольцо роликоподшипника. Опорные подшипники шпинделя регулирует слесарь-ремонтник. Рукоятки управления главным движением — вращением шпинделя. Для управления фрикционной муфтой и тормозом служат рукоятки 1, 23, которые сблокированы между собой, т.е. при работе рукояткой 23 рукоятка 1 повторяет движения (см. рис. 2). Частоту вращения шпинделя устанавливают рукоятками 7 ж 8, расположенными на передней стенке коробки скоростей (передней бабки станка. В таблице 1 показаны частоты вращения шпинделя (при прямом вращении) и соответствующие им положения рукояток 7 и 8.

Токарно-револьверные станки

Револьверные  станки применяют для обработки  деталей в серийном производстве из пруткового материала или штучных заготовок. В зависимости от вида заготовок они делятся на прутковые и патронные. Револьверные станки не имеют задней бабки, а имеют револьверную головку, в которую устанавливают различный режущий инструмент (резцы, сверла, зенкеры, развёртки). Инструмент крепится в резцедержателе поперечного суппорта. Все режущие инструменты устанавливаются заранее при наладке станка, и в процессе обработки их вводят в работу поочередно. После каждого рабочего хода револьверная головка поворачивается, и рабочую позицию занимает новый режущий инструмент.

По конструкции  револьверной головки станки делятся  на станки с вертикальной, наклонной  и горизонтальной осями вращения револьверной головки.

Преимуществом токарно-револьверных станков по сравнению с токарно-винторезными является возможность сокращения основного времени в результате применения многорезцовых державок и одновременной обработки детали инструментами, закрепленными в револьверную головку и в резцедержатель.

Токарные  полуавтоматы и автоматы

Автоматами  называются такие станки, на которых  после их наладки все движения связаны с циклом обработки детали, а так¬же загрузка заготовки и  снятие готовой детали выполняются  по заданной программе без участия  рабочего; на полуавтоматах установку заготовки, снятие готовой детали, пуск станка производит рабочий. Токарные автоматы являются более производительными станками, так как на них весь цикл работы производится автоматически.

Токарные станки с программным управлением используются в серийном производстве. Они позволяют повысить точность обработки, снизить высоту микронеровностей, легко налаживать станок для обработки сложных деталей и переналаживать, если необходимо обрабатывать деталь другой конфигурации.

Фрезерные станки

Фре́зерные  станки́ — группа металлорежущих станков в классификации по виду обработки. Фрезерные станки предназначены  для обработки с помощью фрезы  плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и  т. п. металлических и других заготовок. При этом фреза, закрепленная в шпинделе фрезерного станка совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное(иногда осуществляется одновременно вращающимся инструментом). Управление может быть ручным, автоматизированным или осуществляться с помощью системы ЧПУ (CNC).

  Металлорежущий инструмент фрезерной группы станков. Концевые фрезы.

Во фрезерных  станках главным движением является вращение фрезы, а движение подачи — относительное перемещение заготовки и фрезы.

Вспомогательные движения необходимы в станке для  подготовки процесса резания. К вспомогательным  движениям относятся движения, связанные  с настройкой и наладкой станка, его управлением, закреплением и  освобождением детали и инструмента, подводом инструмента к обрабатываемым поверхностям и его отводом; движения приборов для автоматического контроля размеров и т. д. Вспомогательные движения можно выполнять на станках как автоматически, так и вручную. На станках-автоматах все вспомогательные движения в определенной последовательности выполняются автоматически.

Виды фрезерных  станков

• горизонтально-фрезерные консольные станки (с горизонтальным шпинделем и консолью)
• универсальные — с поворотным столом
• широкоуниверсальные — с дополнительными фрезерными головками
• вертикально-фрезерные станки (с вертикальным шпинделем) в том числе консольные
• бесконсольные называемые также с крестовым столом
• с передвижным порталом
• широкоуниверсальные инструментальные станки — с вертикальной рабочей плоскостью основного стола и поперечным движением шпиндельных узлов
• копировально-фрезерные станки
• фрезерные станки непрерывного действия, в том числе карусельно-фрезерные
• барабанно-фрезерные

Универсально-фрезерный  станок

Имеет горизонтально  расположенный шпиндель и предназначен для обработки фрезерованием разнообразных поверхностей на небольших и не тяжелых деталях в условиях единичного и серийного производства. Обработку ведут цилиндрическими, дисковыми, угловыми, концевыми, фасонными, торцовыми фрезами. На этом станке можно обрабатывать вертикальные и горизонтальные фасонные и винтовые поверхности, пазы и углы. Фрезерование деталей, требующих периодического деления или винтового движения, выполняют с использованием специальных делительных приспособлений.

На станине  смонтированы все основные узлы станка. Внутри станины размещены шпиндельный  узел и коробка скоростей. Для  поддержания оправки с фрезой служит хобот с серьгами (подвесками). По вертикальным направляющим станины  перемещается консоль, несущая коробку подач. По направляющим консоли в поперечном направлении движутся салазки с поворотным устройством, которое несет продольный стол и позволяет поворачивать стол вокруг вертикальной оси на 45° в обе стороны, благодаря чему стол может перемещаться в горизонтальной плоскости под разными углами к оси шпинделя. Крутящий момент от двигателя посредством коробки передач передаётся на шпиндель - полый вал в верхней части станины. В передний торец шпинделя вставляется оправка и закрепляется штревелем - стержнем, закреплённым в шпинделе. Оправка обычно стержень имеющий коническое посадочное место-конус Морзе, воспринимающий вращение от шпинделя; на оправку одеваются фреза и фиксирующие её кольца, зажимаются гайкой. Жёсткость оправки поддерживается подвеской.

Горизонтально-фрезерный станок

 

 Горизонтально-фрезерный станок (1 — фундаментная плита, 2 — станина, 3 — консоль, 4 — салазки, 5 — стол, 6 — хобот, 7 — оправка со фрезой)

Отличается  от универсально-фрезерного станка отсутствием  поворотного устройства, то есть стол станка может перемещаться только перпендикулярно или вместе с салазками параллельно оси шпинделя.

Широкоуниверсальный фрезерный станок

В отличие от горизонтально-фрезерного станка имеет  ещё одну шпиндельную головку, смонтированную на выдвижном хоботе, которую можно поворачивать под любым углом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Возможна раздельная и одновременная работа обоими шпинделями. Для большей универсальности станка на поворотной головке монтируют накладную фрезерную головку, которая позволяет обработать на станке детали сложной формы не только фрезерованием, но и сверлением, зенкерованием, растачиванием и т. д.

В некоторых  станках этого типа отсутствует  консоль, а вместо неё по вертикальным направляющим станины, перемещается каретка. Каретка имеет горизонтальные направляющие для салазок с вертикальной рабочей поверхностью и Т-образными пазами, на которых крепят стол, делительные и другие приспособления. Широкая универсальность станка позволяет использовать его в экспериментальных и инструментальных цехах для производства кондукторов, зажимных приспособлений всех типов, инструментов, штампов, пресс-форм и других деталей.

 

 

 

Вертикальный  консольно-фрезерный станок

 

 

 Вертикально-фрезерный станок (1 — фреза, 2 — шпиндель, 3 — хобот, 4 — станина, 5 — стол, 6 — салазки, 7 — консоль, 8 — фундаментная плита)

В отличие от горизонтально-фрезерного имеет вертикально  расположенный шпиндель, который  в некоторых моделях станков  допускает смещение вдоль своей  оси и поворот вокруг горизонтальной оси, расширяя тем самым технологические возможности станка.В отличии от г.-ф.-х станков оправка для вертикальных станков представляет собой фланец с конусом морзе с одной стороны и коническим отверстием с другой(тоже конус Морзе), куда и вставляется концевая фреза. Если требуется установить дисковую фрезу применяется оправка как на г.-ф-м станке но много короче; так же и на горизонтальных станках возможно применяются оправки вертикальных станков для крепления концевых фрез. Вертикальное движение подачи как правило возможно осуществлять и инструментом.

Продольно-фрезерные  станки

Используют  для обработки крупногабаритных деталей, главным образом, торцовым; а также цилиндрическими, концевыми, дисковыми и фасонными фрезами. Станки делятся на одностоечные и  двухстоечные. В четырёхшпиндельном двухстоечном продольно-фрезерном станке станина имеет стол и портал, состоящий из двух стоек и балки, По направляющим стоек перемещается траверса и две горизонтальные поворотные фрезерные головки. Две другие фрезерные головки перемещаются по направляющим траверсы. Обработку деталей можно производить при движущемся столе и неподвижных фрезерных головках, при неподвижном столе и подаче головок или при одновременно движущихся столе и фрезерных головках.