Токарный станок по металлу части. Изучаем токарный станок по металлу: строение механизмов, основные детали, части и узлы. Основные типы и характеристики токарных станков

Если в хозяйственных работах часто возникает необходимость точения деталей, обрезки или заточки инструментов, можно приобрести соответствующую установку. Но для небольших объемов работ в домашних условиях можно сделать самодельный токарный станок по металлу.

Назначение и преимущества домашней установки

Станок изготавливается под свои собственные хозяйственные цели. От этого зависит и сложность конструкции, и мощность двигателя. В целом он может выполнять те же работы, что и профессиональные установки:

• точение разных поверхностей (в виде цилиндров, конусов);
• изготовление резьбы;
• подрезочные работы;
• металлообработка торцов.

Благодаря такому широкому функционалу с помощью этого устройства можно затачивать ножи, ремонтировать некоторые детали автомобиля, резать металлические конструкции и т.п.

При этом изготовить токарный станок своими руками – это более выгодный вариант, поскольку:

• такое изделие обойдется дешевле;
• оно не столь громоздкое, как многие промышленные установки;
• его можно спроектировать и выполнить под конкретные задачи, которые необходимы владельцу;
• его легко разместить в гараже, сарае и закрепить на любую жесткую поверхность.

Особенности самодельного токарного станка

Самодельный токарный станок по металлу как устройство, собранное своими руками, имеет ряд эксплуатационных особенностей, которые важно учесть во время проведения работ на нем:

1. Поскольку работы с заготовками всегда сопровождаются большими вибрационными колебаниями, важно обеспечить одинаковое расположение ведущей и ведомой установки – они должны находиться вдоль одной оси.
2. Применение коллекторных электродвигателей – это нежелательный вариант, поскольку часто в этих механизмах могут произвольно увеличиваться частота оборотов в минуту; это опасно тем, что заготовка может вылететь.
3. Если невозможно поставить другой электродвигатель, то в случае монтажа коллекторного нужно обязательно снабдить его понижающим редуктором – это скомпенсирует неравномерность хода механизма.
4. Оптимально подходящий электродвигатель – асинхронный, у которого частота оборотов значительно не отклоняется.
5. Ведомый центр может состоять из статичной или двигающейся конструкции; в любом случае он делается из обычного болта, который подвергается обработке, чтобы ствол приобрел форму конуса – именно с его помощью он сможет вращаться.

Подготовительный этап: проектирование и чертежи

На подготовительном этапе важно разобраться с тем, из каких составных частей будет состоять будущий токарный станок по металлу. На основе этого подбираются подходящие агрегаты и детали из подручных материалов. Важно учесть, на какие именно задачи будет ориентирован механизм, для чего будет использоваться.

Принципиально установка должна состоять из следующих элементов:

• Электродвигатель с передачей на ведущей механизм. Часто выбирают рабочие установки от старых стиральных машин. Обычно мощность подбирается в пределах 1000-1500 Вт. Для проведения бытовых работ этого достаточно.
• Соединительные части (металлические уголки, болты).
• Корпус и металлическая основа (труба, швеллер).
• Ходовые части – ручка для продольного перемещения, подшипники.
• Опорная часть (рамная конструкция).
• Упорный механизм с резцами.
• Задняя и передняя бабка – в идеале можно взять от другого станка.

Схема готового устройства представлена на фото.

Когда все детали будут в наличии, можно составить принципиальный чертеж изделия. За основу можно взять следующие рисунки.

Токарный станок в собранном виде, его основные элементы можно увидеть здесь.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Изготавливать токарный станок по металлу своими руками лучше всего из металлических изделий (трубы, уголки и др.). Любая деревянная конструкция недолговечная, и работать с деталью будет намного труднее.

Изготовление станины: пошаговая инструкция и видео

Дальнейшие действия состоят в изготовлении опорной установки (станины), монтаже рабочего оборудования, соединения его с электродвигателем и непосредственный запуск в эксплуатацию. Последовательность действий такая:

После этого станина полностью собирается. Важно учесть, чтобы все элементы были соединены наглухо – малейшая слабина недопустима, поскольку в ходе работы вибрационные раскачивания усилят непрочность механизма и могут привести к его повреждениям.

Наглядная инструкция по монтажу станины – на этом видео.

Сборка механизма своими руками: пошаговая инструкция и видео

Дальнейшие работы направлены на монтаж самого механизма и его фиксирование на рабоче поверхности. Алгоритм следующий:

Видео: Мини токарный станок своими руками. Передняя бабка

Важно сделать сначала первый запуск на холостом ходу, а затем проверить работу всего устройства на черновой металлической детали.

Токарный станок из дрели: алгоритм сборки

Для применения устройства в городской квартире вполне реально за несколько часов создать самодельный токарный станок по металлу из обычной дрели. Она послужит и в качестве движка, и вращающего механизма. Конструкция не такая мощная, но для выполнения мелких задач вполне годится.

Крепление дрели желательно сделать к металлической конструкции – оптимально подойдет старая стойка.

Алгоритм изготовления следующий:

Видео: токарный станок из дрели своими силами

Справляется установка и с деревянными изделиями – с его помощью можно нанести несложную рельефную резьбу на деревянную заготовку, как показано на видео.

ПОЛЕЗНЫЙ СОВЕТ. Работа на токарном станке из дрели не ограничивается только резкой деталей и заточкой. На него можно установить копир, с помощью которого в домашних условиях получаются идеально похожие детали за считанные минуты.

Мини-станок: видео по изготовлению

Нередко для хозяйственных целей требуется небольшой самодельный токарный станок по металлу – вот видео с наглядной пошаговой инструкцией по его изготовлению.

Техника безопасности

Соблюдение определенных правил при работе на станке обязательно, тем более если речь идет об изделии, изготовленном своими руками.

Подготовительный этап

Непосредственно после сборки следует запустить станок на несколько минут на холостом ходу и прислушаться к звукам работы двигателя: они должны быть равномерными, без посторонних шумов. Подготовка к работе состоит из следующих шагов:

1. Одевается соответствующая одежда, на которой застегиваются все пуговицы и убираются выступающие части.
2. На рабочем месте перед началом работы следует навести полный порядок, чтобы на нем лежали только нужные инструменты – тогда можно без лишней суеты и траты энергии последовательно осуществить весь план.
3. Перед каждым сеансом самодельный станок нужно проверять на предмет целости всех частей и надежности их соединения.
4. Также важно позаботиться о достаточном освещении рабочей поверхности и правильном расположении источника, чтобы собственная тень не мешала работать.

Правила безопасной работы

Во время работы нужно придерживаться следующих правил:

1. Удаление деталей, а также чистка, смазка рабочего механизма не производится во время работы.
2. Когда идет обработка детали, нужно находиться с правильной стороны и на безопасном расстоянии от самой установки.
3. Не следует передавать какие-либо предметы или держать руки над рабочим механизмом.
4. Если идет работа по резке детали, то отрезаемую часть нельзя поддерживать рукой – неизвестно, в какую сторону она подвинется в любой момент времени.
5. Недопустимо облокачиваться даже на неподвижные части станка, опираться на рабочую поверхность.
6. Вся стружка от деталей тщательно удаляется после каждого рабочего сеанса.

Наглядная иллюстрация представлена на схеме.

Наглядная технология работы на токарном станке по металлу, изготовленному своими руками, представлена на видео.

Особенности ухода за токарным станком

Уход за механизмом – неотъемлемое условие его долговечной безаварийной работы. Необходимо соблюдать несколько правил:

1. Все отходы, которые попадают на рабочую поверхность устройства во время работы, нужно своевременно удалять.
2. Для обеспечения равномерного распределения масла по направляющим нужно подвигать каретку 7-8 раз вперед и назад.
3. Периодически нужно подвинчивать все соединения, поскольку постоянная вибрация во время работы постепенно ослабевает их.
4. Важно следить, чтобы натяжение ремня было всегда равномерным – недопустимо как слишком тугое, так и слишком слабое натяжение.
5. Все движущиеся части периодически смазываются обычным машинным маслом. При этом подшипники смазываются особенно тщательно – они испытывают особенное трение во время работы.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Смазка не должна попадать на приводные ремни, поскольку в этом случае трение сильно снижается, ремень скользит по поверхности шкива, в результате чего натяжение ослабевает.

Профессиональные токарные станки по металлу

Если требуется профессиональный инструмент для больших объемов сложных работ, следует разобраться с тем, какие существуют виды токарных станков по металлу.

Схема станка

Принципиальная схема устройства представлена на рисунке.

Разновидности станков

В зависимости от своего назначения и особенностей устройства выделяются несколько видов токарных станков по металлу:

• Универсальные предназначены для выполнения основных работ по металлу:
• сверление;
• фрезерование;
• обточка.

Это наиболее востребованный тип устройств – с их помощью можно обрабатывать детали снаружи и внутри, работать с плоскими, коническими и цилиндрическими поверхностями. Можно проводить сложные работы по нарезанию точной резьбы, обработке торцов деталей и сверлению отверстий практически любых диаметров.

В зависимости от расположения станины бывают такие виды станков:

Виды работ на токарном станке

В зависимости от особенностей подачи заготовки, а также от конкретного вида металлообработки выделяют следующие виды работы на токарном станке:

• Точение с ручной или автоматической подачей.
• Точение конусов.
• Нарезание резьбы.
• Сверление отверстий.

Точение с ручной или автоподачей

В этом случае важно установить вершину режущей части так, чтобы она была немного ниже оси с заготовкой. Если это сделать невозможно, тогда лучше установить другой инструмент или подшлифовать деталь.

Часто при осуществлении подобных работ задняя бабка не нужна – тогда ее можно просто убрать

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Если не удается обеспечить надежную фиксацию заготовки в патроне, можно использовать люнет.

Многие модели обеспечивают возможность автоподачи заготовки. В этом случае режущая часть должна быть расположена справа от заготовки.

Во время работы лучше всегда держать левую руку свободной, чтобы сразу нажать на аварийное выключение, если заготовка собьется с нужного направления.

Точение конусов

Последовательность действий следующая:

• Деталь закрепляется шпинделем и задней бабкой.
• Если есть возможность. то на станке настраивается скорость работы механизма. Она выбирается в зависимости от мягкости материала, которую заранее можно определить по справочнику. Если такой возможности нет, можно установить экспериментальным путем.
• Далее производится черновая обработка, после чего – чистовая.
• Если необходимо сделать так называемый конус морзе, необходимо сместить центры, чтобы конус располагался под нужным углом, как показано на рисунке.

Особенности технологии точения конуса на универсальном станке показаны на видео.

Нарезание резьбы

На токарных станках можно исполнить внутреннюю или наружную резьбу на заготовке. Резьба наносится как на цилиндрические, так и на конические изделия. Разновидностей профилей существует три:

• под прямым углом;
• под острым углом;
• трапециедальный.

Технологически процесс исполняется с помощью острой вершины резца. Резец крепится в суппорте и перемещается вместе с ним, оставляя следы на металлическом изделии с определенным интервалом.

Резцы могут быть как цельными, так и сборными с креплениями. Также изготавливаются резцы с напаянными пластинами – они особенно долговечны, поскольку пластины исполняются из прочных сплавов (латунь).

Сверление отверстий

Для правильного проведения сверления важно особенно хорошо подготовить торец заготовки. Он подрезается для того, чтобы поверхность была максимально ровной. Также в торце нужно сделать незначительное углубление, чтобы работу можно было выполнить точно в намеченном месте. Углубление можно сделать с помощью сверла или резца.

Размер отверстий регулируется с помощью установки соответствующего сверла. Если отверстие изготовлено меньшего размера, можно осуществить рассверливание – то есть получение большего отверстия за счет более широкого сверла.

Сверление на токарном станке

Изготовить токарный станок по металлу своими руками несложно. Главное – выбрать правильный электродвигатель с подходящими для работы параметрами и обеспечить жесткость всех соединений конструкции.

Создание множества разнообразных моделей станков, которые конструктивно отличаются друг от друга, дало возможность осуществить автоматизацию обрабатывания металлических изделий. Токарный станок по металлу считается наиболее популярным на данный момент устройством станочного типа. Возможно приобрести настольные станки. Они не так функциональны, как стандартные, однако с успехом используются домашними умельцами и частными мастерами. Различные их модели располагают отличающимися характеристиками.

Принцип работы

Токарное обрабатывание металлических деталей считается наиболее распространенной операцией, осуществляемой на производстве. Соответственно со статистическими данными, больше 60% всех металлических изделий обрабатывается с помощью данной технологической операции. Сегодня обычные устройства используются редко, их практически повсеместно заменили на агрегаты с ЧПУ, дающие возможность выполнять высокоточную обработку.

Ключевые технические характеристики токарного станка следующие:

• наибольший допустимый радиус обтачиваемого изделия;
• наибольшая дистанция промеж центров станочного устройства;
• наибольший диаметр детали, фиксируемой над суппортным элементом для обрабатывания.

В пиноль задней бабки устанавливаются необходимые приспособления (развертки, сверлильные инструменты). Задняя бабка двигается по направляющим станины, останавливается в требуемом месте. Суппортный элемент располагается промеж задней и передней бабки. При обрабатывании каретка станет передвигаться по направляющим, перемещать резец продольно заготовке. Держатель резца выбирается при учете уровня нагрузки на режущий инструмент, материала изделия. Для несложной обработки обычно берутся одиночные держатели резца. На выпускаемых сегодня станочных агрегатах установлены резцовые головки. Это высокопрочные элементы, на которых возможно зафиксировать четыре режущих инструмента одновременно.

Устройство токарного станка по металлу таково, что он функционирует благодаря электрическому мотору, который оснащен ременным приводом из материала высокой плотности. Ремень объединяет движок и ступенчатый шкив. Натяжение ремня должно быть достаточным для производительной работы.

Типы станков

1. Токарно-винторезные. Предоставляют возможность точить конусы, создавать разные типы нарезок. Считаются самыми универсальными устройствами. Почти не используются на крупносерийном производстве.
2. Токарно-карусельные. Предназначаются для обрабатывания крупногабаритных изделий. Позволяют точить и растачивать цилиндры, конусы, выполнять подрезку торцов и прорезку углублений.
3. Лоботокарные. Предназначаются для обрабатывания цилиндров, конусов, фасонов, чугунных/стальных дисков.
4. Токарно-револьверные. Используются для обработки изделий, выполненных из калиброванного прутка. На таком оборудовании возможно точить, растачивать, сверлить, зенкеровать, развертывать детали. Кроме того, можно создавать нарезки посредством метчиков.
5. Автоматы продольного точения. Применяются для производства мелкосерийных изделий из прутка, фасонного профиля. Позволяют точить медные, стальные заготовки. Конструкция токарного станка подобного типа такова, что он управляется посредством кулачковой системы и распределительных валов, установленных в станине.
6. Многошпиндельные. Предназначаются для обрабатывания изделий из прутка, имеющего сечение в форме круга/шестигранника/квадрата. Дают возможность точить, подрезать, сверлить, растачивать, зенкеровать заготовки.
7. Токарно-фрезерные. Особенность устройств такова, что они предоставляют возможность как точить, так и фрезеровать заготовки. Рабочее приспособление заменяется автоматически.

Конструктивные элементы

Схема токарных станков разных моделей приблизительно одинакова.

Станина

Главным узлом станочного устройства считается станина, которая состоит из пары ребер, расположенных вертикально. Промеж них поперечно располагается несколько перекладин, которые делают статор неподвижным.

Основание размещено на ножках. Число ножек зависит от величины станины. Конструктивно они устроены так, что в них возможно помещать весь нужный инструмент.

Поперечные станинные рейки, расположенные наверху, являются направляющими для перемещения по ним суппортного элемента, задней бабки. Сегодня нашли применение направляющие двух типов:

• призматические (для передвижения суппортного элемента);
• плоские (для перемещения задней бабки).

Передняя бабка

Узлы, располагающиеся в передней бабке, поддерживают и вращают обрабатываемое изделие. Тут же размещаются элементы, которые регулируют быстроту кручения заготовки. К ним причисляются:

• шпиндель;
• два подшипника;
• шкив;
• коробка скоростей.

Главным узлом передней бабки считается шпиндель. Справа от него имеется нарезка. К ней прикрепляются патроны, которые удерживают изделие. Шпиндель монтируется на пару подшипников. Точность токарной обработки зависит от его состояния.

В передней бабке есть гитара сменных шестеренок, предназначающаяся для передачи кручения и вращающего момента с выходного вала коробки скоростей на вал коробки подач. Настройка суппортной подачи выполняется посредством подбора и перестановки разных колес с зубцами.

Этот элемент входит в основные узлы токарного станка. Он заключает в себе основание и держатель шпинделя.

Подвижный держатель перемещается по основанию под углом в 90 градусов к станочной оси, проходящей горизонтально. Благодаря этому возможно точить конусы. Через стенку бабки проходит вал, поворачиваемый рычагом, расположенным сзади станочного агрегата. Фиксация бабки на станине выполняется обыкновенными болтами.

Верх суппорта служит для фиксации режущих приспособлений, используемых при обрабатывании изделий. Так как суппортный элемент подвижен, резец передвигается туда, куда нужно рабочему.

При обрабатывании изделий большой длины суппортный ход по горизонтали станочного агрегата должен совпадать с длиной изделия. Продольно суппорт перемещается по салазкам, а поперечно – по вертикальным направляющим.

Эти направляющие необходимы для поворота суппорта. Они позволяют задавать угол размещения изделия относительно станочного фартука.

От данного агрегата зависит, в какую сторону будет двигаться суппорт. Трензель, задающий направление, располагается в передней бабке. Управляется он при помощи внешних рукоятей. Кроме направления, возможно менять амплитуду перемещения. Для этого используются сменные шестеренки.

Шпиндельный корпус должен не прогибаться под действием:

• массивных заготовок;
• максимально натянутого ремня;
• давления режущего инструмента.

Особенные требования выдвигаются к шейкам, устанавливаемым в подшипники. Их нужно шлифовать правильно и чисто.

Шпиндель является устойчивым благодаря подшипникам, узлу регулирования натяжения. К правому подшипнику шпиндельный узел прикрепляется при помощи втулки из бронзы. Ее наружная расточка такая же, как у гнезда передней бабки. На втулке есть сквозное отверстие и несколько надрезанных участков. Закрепляется она посредством гаек, которые накручены на ее концы с резьбой.

Соответственно с описанием токарного станка, данный узел служит для регулировки суппортной подачи, является набором сменных шестеренок. Гитара оснащена реверсом. В выпускаемых сегодня устройствах она не применяется.

Фартук приводит в движение станки, которые соединяют суппорт с зубчатой рейкой и винтом хода. Управляющие рукояти размещены на корпусе, что облегчает регулирование суппортного хода.

Электрическое оснащение

Соответственно с устройством токарного станка, он функционирует благодаря электроприводу. Моторы, которыми оборудуются подобные агрегаты, бывают асинхронными либо функционирующими от постоянного электрического тока. Движки способны выдавать как одну, так и несколько скоростей вращения.

Большая часть станочных агрегатов оснащается моторами с короткозамкнутым ротором. Для того чтобы передавать вращающий момент от мотора коробке скоростей, применяется ременная передача либо прямое соединение с валом.

Сегодня существуют устройства, у которых быстрота вращения шпинделя настраивается бесступенчато. Однако так как подобные станки чересчур массивные, они используются нечасто.

Технология работы

Назначение и устройство токарных агрегатов таково, что они дают возможность применять резцовые, сверлильные, зенкеровочные, разверточные, метчиковые, плашковые, фасонные приспособления. Резцы используются чаще прочих инструментов, применяются для обрабатывания плоскостей, цилиндров, фасонов; создания нарезки.

Для фиксации деталей применяются патроны. Устройство токарного патрона хорошо знакомо любому опытному рабочему. Обыкновенно используется самоцентрирующийся патрон с тремя кулачками, передвигающимися посредством диска. Последний располагает пазами, в которых есть кулачковые выступы и коническое колесо с зубцами. В зависимости от направления вращения диска, кулачки сближаются с центром либо отдаляются от него.

Говоря про устройство токарных станков, нельзя не упомянуть про специальные хомутики, передающие кручение от шпинделя к обрабатываемой детали, монтированной в центрах станочного агрегата. Хомутик устанавливают на обрабатываемое изделие и фиксируют винтом. Хвостовик упирается в палец патрона поводка.

Патроны-цанги используют обычно для фиксации холоднотянутого прутка. Патроны-мембраны используются для обработки деталей с высокоточным центрированием. Метод фиксации изделий подбирается при учете их величины, жесткости, точности обрабатывания.

Задняя бабка токарного станка предназначается для поддержания обрабатываемой заготовки, которая крепится непосредственно в этот узел. заготовка вращается относительно своей оси, пока подвергается обработке режущим инструментом. В устройства также можно закреплять сами инструменты, такие как зенкеры, сверла, метчики, плашки, центра, развертки и так далее. Она расположена на станине, а положение центра в данном случае зависит от того в какой именно последовательности производится крепление болтов. В процессе настройки следует избегать ударов по корпусу, так как они могут сбить положение центра. Поэтому могут возникать проблемы как выставить заднюю бабку. Перемещение данного технического узла станка происходит вручную, так как она передвигается по направляющим станины. Операции по закреплению осуществляются при помощи рукоятки.

фото:задняя бабка токарного станка

Сам же , а также другие модели, используется для обработки деталей, таких как валы, диски, втулки и прочие цилиндрические заготовки. Они обрабатываются точением, которое проходит внутри и снаружи детали, в зависимости от используемого резца. Данное оборудование весьма распространено в современной промышленности, поэтому все узлы у него являются точно выверенными.

Данный элемент токарного станка имеет такие основные конструктивные детали:

• Основание устройства или плита;
• Корпус задней бабки
• Пиноль;
• Маховик (колесо перемещения пиноли);
• Рукоятка маховика (фиксация задней бабки);
• Винт для поперечного перемещения задней бабки.

фото:устройство задней бабки токарного станка

Как правило, плита во всех моделях делается плоской. Во время работы следует обеспечивать максимально надежное крепление. Выступ поперечины необходимо располагать в щели, образуемой направляющими станка.

Принцип работы задней бабки

Задняя бабка токарного станка имеет отверстие в пиноли, куда вставляются инструменты для обработки. Во время работы она передвигается по станине, чтобы подобрать подходящее расстояние, соответствующее размерам обрабатываемой заготовки. В зависимости от типа работ, в заднюю бабку помещают как вращающиеся детали, так и неподвижные. Все перемещения осуществляются во время подготовительных процессов, тогда как во время работы этот узел остается неподвижным.

Основные движения

Задняя бабка токарного станка перемещается в тех случаях, когда происходит зацепление выступа планок. Тогда же может включиться автоматическое перемещение суппорта.

Перемещение задней бабки вдоль станины происходит при помощи специальной рукоятки. Это может применяться для установки заготовки в центре устройства, для подведения резца к детали, а также для поворота револьверной головки. Если станок имеет средние размеры, то перемещение происходит благодаря повороту небольшой шестерни, которая располагается в кронштейне. Она зацепляется с рейкой станка. Если же размер станка является большим, то эта процедура осуществляется при помощи электрического привода.

Перемещение пиноли осуществляется в осевом направлении. Движение подачи здесь также происходит при помощи осевого перемещения. Здесь нет разницы, закрепляется в пиноли режущий инструмент или обрабатываемая заготовка, так как вращательные движения определятся операциями, которые производятся на станке.

Юстировка и настройка задней бабки

Перед тем как вставить деталь в заднюю бабку, следует ее отрегулировать. В первую очередь нужно определить соосность. Для этого задняя бабка токарного станка 1К62 подводится к вершине противоположного узла, чтобы расстояние между ними было не более 0,5 мм. После этого нужно закрепить пиноль и проверить, можно и на глаз, насколько совпадают вершины по горизонтальной плоскости. Если они не совпадают, то регулировка соосности осуществляется путем перемещения задней баки.

Еще один способ регулировки предполагает зажатие заготовки в кулачках с последующим ее протачиванием по диаметру, которые должен совпадать с диаметром пиноли задней бабки. Измерения здесь осуществляются микрометром. На самой пиноли и на проточке индикатор выставляется в нулевом положении. Чтобы избежать люфтов во время регулировки, все должно быть надежно зажато. Поджатие детали в центрах также должно быть с одинаковым усилием. Такое пробное протачивание позволяет отрегулировать заднюю бабку для серийной работы с партией деталей и добиться точности до нескольких сотых миллиметров погрешности.

Ремонт задней бабки

Ремонт задней бабки 16К20 зачастую предполагает восстановление точности сопряжения поверхности корпуса, станины и мостика, а также выставление правильных центров и восстановление точности отверстий в корпусе. Восстановление отверстий, которые предназначаются под пиноль, является одной из самых трудоемких операций. Их ремонтируют при помощи притира, а также расточек, что требует последующей доводки акриловыми пластами. Для мало изношенных отверстий подходят обыкновенные притиры, а восстановление центров происходит при помощи компенсационных накладок.

Когда ремонтируют пиноли задней бабки, то здесь применяются операции по шлифовке поверхности наружного диаметра. Для восстановления конусного отверстия используют компенсационную втулку. Это изделие имеет снаружи цилиндрическую форму, а внутри конусную. Зачастую ее производят из легированной стали, а после этого закаливают. Наружный диаметр втулки должен изготавливаться по расточному отверстию и при этом иметь небольшой зазор, примерно в 0,05 мм.

На корпусе зачастую приходится ремонтировать отверстия под подшипники. Ремонт осуществляется путем замены корпусов изношенного узла. После этого требуется подогнать внутренний диаметр по имеющимся подшипникам, а также выверить радиальное биение.

Устройство токарных станков

К атегория:

Токарное дело

Устройство токарных станков

Основные сведения о кинематике токарных станков. Кинематическая связь в токарных станках осуществляется посредством передач, с помощью которых вращательное движение с одного вала (рис. 49) передается другому II или вращательное движение преобразуется в поступательное. Наиболее простая передача - ременная, которая может быть плоскоременной (рис. 49, а) или клиноременной (рис. 49, б), кроме того, передача может быть зубчатой (рис. 49, в) и цепной (рис. 49,г). В коробках скоростей в основном применяют зубчатые передачи: цилиндрические (рис. 50, а), конические (рис. 50,6), червячные (рис. 50, в), винтовые (рис. 50, г), реечные (рис. 50) и шарикороли-ковые (рис. 50, е) в направляющих узлах. Применение передач в токарном станке показано на рис. 51.

Рис. 50. Виды передач в коробках сноростей

Рис. 51. Передачи, используемые в тонарном станне

Рис. 52. Различные виды передач

Рис. 53. Кинематичесная пара

Кинематическая пара - соединение двух соприкасающихся звеньев, допускающее их относительное движение, например передача движения с вала / на вал II (рис. 53, а) или преобразование одного движения А в другое Б (рис. 53, б).

Рис. 54. Изменение направления вращения в узлах токарного станна

Рис. 55. Кинематичесная цепь

Рис. 56. Кинематичесная цепь с четным (а) и нечетным (б) числом зацеплений

Рис. 57. Кинематичесная цепь норобки сноростей тонарно-винторезного станка

Рис. 58. Основные узлы тонарно-винторезного станка

Рис. 59. Передняя бабна

Рис. 60. Шпиндельный узел с опорами

Пример кинематической цепи указан на рис. 55. Знак передаточного отношения кинематической цепи положителен, если направление вращения конечного и начального звеньев цепи одинаковое, и отрицателен, если направления их вращения различны.

Положительный знак передаточного отношения кинематической цепи обеспечивается, если кинематическая цепь состоит из четного числа зацеплений (рис. 56, а), и отрицательный, если число зацеплении нечетное (рис. 56,6).

Кинематической цепью станка называют совокупность соединенных между собой кинематических пар, передающих движение от источника движения до конечного звена - рабочего органа станка шпинделя (рис. 57).

Основные узлы станка. Основными узлами токарно-винторезного станка являются: станина (рис. 58), передняя бабка (коробка скоростей), задняя бабка, коробка подач, фартук и суппорт.

Рис. 61. Способы крепления тонарного патрона в шпинделе

Рис. 62. Задняя бабка

Рис. 63. Суппорт

Рис. 64. Фартун и его узлы

Рис. 66. Поперечные (а) и верхние (б) салазни

Рис. 67. Лимбы

Рис. 68. Резцедержатели

Передняя бабка (рис. 59) состоит из шпиндельного узла с опорами (рис. 60) и служит для передачи вращения заготовки, закрепленной в патроне посредством конусного (рис. 61, а) или резьбового (рис. 61, б) соединения на фланце патрона.

Задняя бабка служит для центрирования второго конца заготовки или инструмента и состоит из основания (рис. 62), корпуса, пиноли, маховичка, рукоятки крепления задней бабки к станине и рукоятки зажима пиноли. В переднем конце пиноли имеется конусное гнездо, в которое вставляется центр или режущий инструмент (сверло, зенкер, развертка и др.).

Суппорт предназначен для крепления и перемещения резца в процессе резания (рис. 63). Резец закрепляют в резцедержателе, установленном на верхних салазках. Суппорт может перемещаться вручную посредством шестерни (рис. 64) и рейки, а также механически посредством ходового вала. Механическое перемещение суппорта при нарезании резьб осуществляется с помощью ходового винта и разъемной (маточной) гайки (рис. 65).

Поперечные салазки служат для перемещения резца к заготовке (рис. 66, а). На них устанавливают верхние салазки (рис. 66, б). Подача резца как в поперечном, так и в продольном направлении производится маховиками с лимбами для установки на требуемый размер обработки (рис. 67).

Рис. 69. Коробка подач

Рис. 70. Передача движения от шпинделя н ходовому

Рис. 71. Привод токарного станка винту (а) при правом (б) и левом (в) вращении ходового винта

Рис. 72. Органы управления тонарно-винторезного станна 16К20

Резцедержатели предназначены для крепления резцов на станке. В одноместном резцедержателе (рис. 68, а) резец закрепляют одним винтом. Более надежное крепление резца обеспечивает резцедержатель (рис. 68, б), в котором резец закрепляют двумя винтами. На универсальных станках применяют четырехместные резцедержатели (рис. 68, в), позволяющие одновременно устанавливать четыре резца.

Коробка подач, обеспечивая движение ходового вала или винта (рис. 69), позволяет изменять их частоту вращения (рис. 70) переключением блоков зубчатых колес с помощью рычагов и рукояток.

Привод токарного станка состоит из электродвигателя (рис. 71) и механизма передачи движения. Расположение и назначение органов управления токарно-винторезного станка 16К20 показаны на рис. 72: 1 - рукоятка управления фрикционной муфтой главного привода; 2 - вариатор подачи шага резьбы и отключение механизма подачи; 3-вариатор подачи и типа нарезаемой резьбы; 4 - вариатор подачи шага резьбы; 5 - переключатель на левую или правую резьбу; 6 - рукоятка установки нормального или увеличенного шага резьбы и положения при делении резьбы на заходы (мно-гозаходной); 7 и 8 - рукоятки установки частоты вращения шпинделя;

Рис. 73. Трехкулачновый самоцентрирующий патрон с обратными (а) и прямыми (б) нулачками

Рис. 74. Спиральный трехкулачновый самоцентрирующий патрон: 1-ведущая шестерня; 2-диск; 3-кулачки токарного зажимного патрона; 4-зубчатый обод

Рис. 75. Патроны с эксцентриковым (а), винтовым (б) и реечным (в) приводом

Приспособления и вспомогательный инструмент токарных станков предназначены для установки и крепления заготовок и инструмента. Наиболее широко применяют токарные патроны, центры, оправки, люнеты, планшайбы, переходные втулки и хомутики.

Токарные патроны предназначены для крепления в них заготовок или инструмента. Самоцентрирующие трехкулачковые патроны (рис. 73) предназначены для установки и крепления симметричных заготовок. Они наиболее удобны в работе, не требуют много времени на установку и крепление заготовки. Для перемещения кулачков в патроне служат диски со спиральной канавкой (рис. 74). Патрон с эксцентриковым зажимом кулачков показан на рис. 75,а. Для перемещения служат также винтовой (рис. 75, б) и реечный (рис. 75, в) приводы. В последнем при вращении винта рейка перемещает колесо, посредством которого перемещаются другие рейки с кулачками. На рис. 76 показан двухкулачковый патрон с винтовым приводом (рис. 76, а) и самозажимной патрон с рифельными кулачками (рис. 76, б), а на рис. 77 - пневматический патрон.

Рис. 76. Двухкулачковый патрон с винтовым приводом (а) и самозажимной патрон с рифельными нулачками (б): 1-корпус; 2-рифельные кулачки; 3-упор; 4-крышка

Рис. 77. Пневматический патрон: 1-шток; 2-штанга; 3,4-ползун с конической втулкой; 5-двухплечий рычаг; 6,7-вспомогательные и основные зажимные кулачки

Рис. 78. Четырехнулачновый несамоцентрирующий патрон (а) и планшайба (б): 1 - Т-образные направляющие пазы; 2 - сквозные пазы

Рис. 79. Цанговый патрон: а - для обработки с малой точностью; б - для обработки с повышенной точностью

Рис. 80. Роликовый самозажимной патрон

Для крепления несимметричных заготовок применяют четырехкулач-ковые несамоцентрирующие патроны (рис. 78, а). В этом патроне зажимные кулачки перемещаются независимо друг от друга. Для крепления несимметричных заготовок используют также планшайбы (рис. 78,6).

Рис. 81. Поводковый патрон с отогнутым хомутиком (а) и с предохранительным кожухом (б)

Рис. 82. Сверлильный самоцентрирующий патрон

Рис. 83. Токарные центры: L-длина центра; I -длина посадочного места

Для крепления заготовок небольших диаметров применяют цанговые и роликовые самозажимные патроны. Цанговый патрон (рис. 79) состоит из цанги и корпуса. Каждая цанга имеет определенный диаметр отверстия. При переходе на обработку заготовки другого диаметра цангу меняют. В роликовом самозажимном патроне (рис. 80) заготовки крепят тремя роликами, которые, перекатываясь по поверхностям А, В, С, заклиниваются между этими поверхностями и заготовкой.

При обработке заготовок в центрах применяют поводковые патроны (рис. 81). Для крепления сверл и другого концевого инструмента применяют сверлильные самоцентрирующие патроны (рис. 82).

Центры. Токарные центры (рис. 83) исспользуют для крепления заготовок на станке. Центр имеет рабочую часть (рис. 84), на которой крепят заготовку, и хвостовик 2 в виде конуса, которым центр вставляют в пиноль. Цилиндрическую часть хвостовика устанавливают в гнездо пиноли. Прямые конуса (рис. 84, а) применяют для установки заготовок обычными (внутренними) центрами. Для заготовок с наружными центрами применяют обратные центры (рис. 84, б), которые используют для тонких заготовок. При обработке торца заготовки при работе в центрах применяют полуцентры (рис. 84, в). При обработке конических поверхностей с большим уклоном целесообразно применять центры со сферической поверхностью (рис. 84, г). Заготовки, имеющие большие центровые отверстия или детали типа втулок, закрепляют с помощью рифельных центров (рис. 84,d). При таком способе крепления можно обтачивать заготовку по всей длине за одну установку. При обработке точных заготовок на больших скоростях применяют прямые центры с острием, оснащенным твердым сплавом (рис. 84, е). При черновых работах, при работе в центрах применяют вращающиеся центры (рис. 84, ж). Вращающийся центр устанавливают в пиноли задней бабки. При обработке заготовок больших диаметров, когда необходимо обильное смазывание трущихся поверхностей центров, применяют центры с принудительным поступлением смазочного материала (рис. 84, з). В массовом производстве при обработке однотипных заготовок на полуавтоматах применяют плавающие центры (рис. 84, и). Их устанавливают в пиноли передней бабки.

Рис. 84. Типытонарных центров

Оправки. Для крепления при обработке деталей типа втулок и получения соосности между внутренней и наружной поверхностями применяют различные виды оправок. При выполнении легких работ, когда срезают небольшие слои металла, применяют конические оправки (рис. 85, а). Поверхность оправки выполнена с небольшой конусностью, что позволяет закрепить заготовку на оправке. Такая оправка может быть применена только для одного базового отверстия. При тяжелых условиях работы применяют оправку, показанную на рис. 85, б. Заготовку устанавливают на цилиндрическую поверхность оправки и зажимают гайкой через быстросменную шайбу. Недостатком таких оправок является пониженная точность обработки, так как между цилиндрически соприкасающимися поверхностями заготовки и оправки имеются зазоры. Для устранения этого недостатка применяют оправки, показанные на рис. 85, в, г, д. На коническую поверхность оправки устанавливают прижимную цангу с цилиндрической наружной поверхностью, что позволяет обрабатывать заготовки с точностью 6-7-го квалитетов. Применяют также оправку с упругим посадочным корпусом (рис. 85, е).

Рис. 85. Оправки

Рис. 86. Схема быстродействующих зажимных оправок

Рис. 87. Люнеты

Рис. 88. Переходные конуса и втулки

Рис. 89. Специальные втулки-оправни

Широко применяют быстродействующие зажимные оправки с роликовыми (рис. 86, а, б, в) и кулачковыми (рис. 86, г) зажимами. Заготовка в таких оправках зажимается за счет перемещения роликов или кулачков относительно зажимного профиля.

Люнеты. Длинные и тонкие заготовки, длина которых в 10-15 раз больше диаметра, при обработке прогибаются. В результате получается деталь неправильной формы. Во избежание прогиба заготовки применяют неподвижные (рис. 87, а, б, г) и подвижные (рис. 87, в) люнеты. Неподвижные люнеты закрепляют на направляющих станины токарного станка. Заготовку обрабатывают с двух сторон с переустановом. Подвижные люнеты закрепляют на каретке суппорта и перемещают вместе с кареткой. В отличие от неподвижного люнета, имеющего три опоры (кулачка), у подвижного люнета только два кулачка, на которые опирается заготовка во время обработки.

Переходные втулки. Для крепления на станке инструмента применяют переходные втулки и конусы (рис. 88). Переходные втулки применяют для крепления сверл и другого конического инструмента в пиноли задней бабки тогда, когда размеры конуса инструмента не соответствуют размеру внутреннего конуса пиноли задней бабки. Иногда применяют специальные втулки-оправки, которые закрепляют в резцедержателе (рис. 89).

Рис. 90. Хомутини

Рис. 91. Поводковая оправка

Рис. 92. Физико-механические свойства материалов, применяемых при изготовлении режущего инструмента

Хомутики (рис. 90) предназначены для передачи вращения заготовке при ее обработке в центрах. Самыми распространенными являются хомутики, показанные на рис. 90, а, б. Хомутики надевают на заготовку и закрепляют. Вращение передается через поводок хомутика. При обработке однотипных заготовок применяют самозахватывающие хомутики (рис. 90, в, г). В этом случае захват заготовки производится без участия рабочего. Часто применяют безопасный хомутик с поводком (рис. 90, д). На рис. 91 показана поводковая оправка, которую применяют также как хомутики для передачи вращения заготовке.

Токарно-винторезные станки имеют практически однотипную компоновку, примером которой может служить станок 16К20 (рис. 6.1). Основными его узлами являются станина; передняя (шпиндельная) бабка, в которой может быть размещена коробка скоростей; коробка подач; суппорт с резцедержателем и фартуком; задняя бабка.

Станина служит для монтажа всех основных узлов станка и является его основанием. Наиболее ответственной частью станины являются направляющие, по которым перемещаются каретка суппорта и задняя бабка.

Передняя бабка закреплена на левом конце станины. В ней находится коробка скоростей станка, основной частью которой является шпиндель. Развертка коробки скоростей станка 16К20 показана на рис. 6.2. В некоторых станках коробка скоростей размещена в передней тумбе станины. В этом случае она связана со шпинделем ременной передачей. Такие станки называют станками с разделенным приводом.

А - передняя (шпиндельная) бабка; Б - суппорт; В - задняя бабка; Г - фартук; Л - станина; Е - коробка подач; 1 - рукоятка управления фрикционной муфтой главного привода; 2 - вариатор подачи, шага резьбы и отключения механизма подачи; 3 - вариатор подачи и типа нарезаемой резьбы; 4 - вариатор подачи и шага резьбы; 5 - переключатель на левую или правую резьбу; 6 - рукоятка установки нормального или увеличенного шага резьбы и положения при делении на заходы резьбы (многозаходной); 7 и 8 - рукоятки установки частоты вращения шпинделя; 9 - вводный автоматический выключатель; 10 - лампа сигнальная; 11 - включение насоса СОЖ; 12 - указатель нагрузки станка; 13 - ручное перемещение поперечных салазок суппорта; 14 - регулируемое сопло СОЖ; 15 - местное освещение; 16 - рукоятка поворота и зажима резцедержателя; 17 - рукоятка перемещения верхних салазок суппорта; 18 - рукоятка включения двигателя ускоренного хода; 19 - рукоятка управления перемещениями каретки и салазок суппорта; 20 - зажим пиноли задней бабки; 21 - рукоятка закрепления задней бабки на станине; 22 - маховичок перемещения пиноли задней бабки; 23 - рукоятка включения и отключения муфты главного привода; 24 - рукоятка включения и отключения разъемной гайки ходового винта; 25 - включение подачи; 26 - винт закрепления каретки на станине; 27 - кнопочная станция двигателя главного привода; 28 - рукоятка включения и выключения реечной шестерни; 29 - маховичок ручного перемещения каретки суппорта

Задняя бабка служит для поддержания обрабатываемой заготовки при работе в центрах, а также для закрепления инструментов при обработке отверстий (сверл, зенкеров, разверток) и нарезания резьбы (метчиков, плашек).

Задняя бабка станка 16К20 (рис. 6.3) имеет плиту и может перемещаться по направляющим станины. В отверстии корпуса 2 задней бабки имеется выдвижная пиноль 3, которая перемещается с помощью маховика 8 и винтовой пары 5-6. Рукояткой 4 фиксируют определенный вылет пиноли, а вместе с ней и заднего центра 1. Корпус 2 бабки с помощью винтовой пары 13 может смещаться в поперечном направлении относительно плиты 10. Рукояткой 7 с помощью эксцентрика 9, тяги 11 и башмака 14 заднюю бабку можно закреплять на станине станка. Винтами 12 и 15 регулируется степень ее закрепления. В корпусное гнездо пиноли можно установить не только задний центр, но и режущий инструмент для обработки отверстий (сверло, зенкер и др.). Задняя бабка имеет пневматическое устройство, которое служит для создания воздушной подушки, облегчающей перемещение бабки по станине и снижающей изнашивание направляющих. Пневматические устройства подключаются к цеховой сети сжатого воздуха.

Коробка подач (рис. 6.4) служит для передачи вращения от шпинделя или от отдельного привода ходовому валу 4 или ходовому винту 3, а также для изменения их частоты вращения для получения необходимых подач или определенного шага при нарезании резьбы. Это достигается изменением передаточного отношения коробки подач . Коробка подач связана со шпинделем станка гитарой со сменными зубчатыми колесами. Муфты 1 и 2 служат для передачи напрямую вращения ходовому винту и ходовому валику.

Фартук предназначен для преобразования вращательного движения ходового вала и ходового винта в прямолинейное поступательное движение суппорта.

Суппорт служит для закрепления режущего инструмента и сообщения ему движений подачи. Суппорт (рис. 6.5, а) состоит из каретки (нижних салазок) 1, которая перемещается по направляющим станины, поперечных салазок 2, скользящих по направляющим каретки 1, поворотной части 5 с направляющими, по которым перемещается резцовая каретка (верхняя каретка) 4. Поворотную часть суппорта можно устанавливать под углом к линии центров станка. У суппорта имеется задний резцедержатель 3, который устанавливают на поперечных салазках и используют для прорезания канавок.

Резцедержатель станка 16К20 (рис. 6.5, б) можно фиксировать и надежно закреплять с помощью конусного сопряжения с опорой. Фиксация в основных четырех положениях осуществляется подпружиненным шариком, расположенным в резцедержателе и заскакивающим в гнезда конусного основания. При повороте резцедержателя рукояткой 1 вначале колпак 2 сходит по резьбе с центрального винта 3 опоры, затем подпружиненные фрикционные колодки, связанные со штифтами, прижимаются к расточке колпака и таким образом передают вращение на резцедержатель. При зажиме вначале поворачивается колпак вместе с резцедержателем, а после колпак, преодолевая трение колодок, навинчивается на винт окончательно, надежно закрепляя резцедержатель.

У станка 16К20 имеется держатель для центрового инструмента (рис. 6.6) (центровой - режущий инструмент для обработки отверстий, оси которых совпадают с осью шпинделя, например, сверла, зенкера, развертки и т. п.). Этот инструмент применяют при обработке отверстий с ручной и механической подачей каретки суппорта. Держатель 1 устанавливают в ту позицию резцедержателя, которая имеет соответствующую маркировку, обозначающую сверло. В цилиндрическое отверстие держателя вставляют втулку 2 с коническим отверстием для инструмента и стопорят винтом 3, Совмещение осей режущего инструмента и шпинделя осуществляют перемещением поперечных салазок суппорта до совпадения визира с риской на каретке, обозначенной символом, идентичным нанесенному на резцедержателе.

Резцовую оправку для обработки деталей над выемкой в станине (рис. 6.7) применяют на станке 16К20Г с выемкой в станине для обработки заготовок диаметром до 600 мм и длиной 295 мм от торца фланца шпинделя для предотвращения свисания каретки с направляющих станины. Оправку 1 устанавливают в держателе 2, а резец 3 крепят винтами 4. Обработку с использованием оправки следует производить на минимальных режимах.