Основные характеристики токарного станка
Токарно-винторезный станок
Содержание: Скрыть Открыть
Токарно-винторезный станок – это режущее оборудование для обработки заготовок точением. Обработка производится путем одновременного вращения заготовки и рабочего движения резца – по направлению к оси детали вдоль неё.
Данный тип станков является универсальным металлорежущим оборудованием и повсеместно применяется для изготовления или восстановления деталей из стали и других материалов. В зависимости от параметров, токарно-винторезные станки могут использоваться и в домашних мастерских, и на крупных промышленных предприятиях для серийного производства деталей.
Особенности конструкции
Токарно-винторезный станок состоит из унифицированных узлов и механизмов обеспечивающие фиксацию и вращение заготовки, а также рабочее движение резца. Основные узлы и детали оборудования:
- станина;
- суппорт станка;
- коробка регулировка скорости;
- передняя бабка;
- задняя бабка;
- шпиндель;
- двигатель;
- тумбы оборудования;
- гитары шестерен;
- коробка выбора и смены подач;
- фартук;
- ходовой валик;
- ходовой винт.
Следует отметить, что основные узлы токарно-винторезных станков различных производителей имеют одинаковую схему расположения и сходные наименования. Во многих случаях они идентичны и взаимозаменяемые.
Возможности и технологии
Токарно-винторезный станок предназначен для выполнения ряда операций:
- Обточка и расточка цилиндрических и конических поверхностей.
- Расточка фасонных поверхностей.
- Сверление и развертка отверстий.
- Зенкерование отверстий.
- Подрезка и обработка торцов.
- Отрезание заготовки.
- Нарезание резьбы.
Кратко остановимся на основных технологиях обработки. При обточке наружных цилиндрических поверхностей используется проходной резец. Припуск по длине заготовки составляет от 7 до 12 мм для отрезания и обработки торцов. При торцевании используются несколько типов инструмента – подрезные, упорные и прямые проходные резцы.
На токарно-винторезном станке можно прорезать канавки требуемой глубины. Для этого необходима минимальная скорость вращения шпинделя и специальный резец. Аналогично производится и отрезание детали от заготовки. Отрезной резец вырезает канавку до диаметра 2-2,5 мм, и деталь отламывается под собственным весом.
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. Наибольший допустимый диаметр заготовки современного оборудования находится в пределах от 100 мм до 4 метров. При этом максимальные длины и диаметры заготовок могут не совпадать в различных моделях станков. Например, при одном и том же допустимом диаметре длины могут быть различными.
В зависимости от массы существуют следующие категории токарно-винторезных 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
Область использования токарно-винторезного станка зависит от его параметров – массы, максимального диаметра и длины заготовки. Так, легкие станки применяются на часовых заводах, на опытно-экспериментальных участках, в бытовых мастерских, при производстве приборов и на других объектах.
Станки крупной и тяжелой группы применяются в энергетике и машиностроении. Они используются для изготовления и ремонта деталей крупных механизмов – турбин, колесных пар и других узлов железнодорожного транспорта, тяжелого прокатного оборудования и т. д.
Наибольшее применение получили станки средней группы. Они используются для производства крепежа и других деталей для машиностроения, строительства, приборостроения и других сфер деятельности, их возможности позволяют производить широкий спектр получистовых и чистовых операций, в том числе и нарезку резьб.
Основными преимуществами токарно-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 системой числового-програмного управления позволяет эффективно использовать станок для выпуска серийной продукции, производить быструю переналадку при переходе на другую номенклатуру деталей.
Новости
Доставка – в штатном режиме
Адресная доставка и до транспортной компании
Универсальные токарно-винторезные станки
Наиболее распространенным типом металлообрабатывающего оборудования можно назвать токарно-винторезные станки. Они могут использоваться для проведения точения и многих других операций. Универсальный токарно-винторезный станок имеет определенные конструктивные особенности, о которых поговорим далее подробно.
Основные конструктивные элементы
Принципиальные схемы токарного винторезного станка не существенно отличаются друг от друга. Практические все модели, входящие в эту группу, могут использоваться для проведения следующих операций:
- Развертывания отверстий.
- Выполнения операций по обтачиванию и растачиванию поверхностей. Токарно-винторезный станок имеет устройство, которое позволяет изменять как наружную, так и внутреннюю цилиндрическую поверхность. При этом тело вращения может быть коническим или фасонным.
- Рассматривая токарно-винторезные станки и их назначение следует уделить внимание возможности подрезки и обработки торцевых поверхностей.
- При установке соответствующей оснастки и режущего инструмента можно выполнять операции, связанные со сверлением и зенкированием.
- Многие токарно-винторезные станки имеют технические характеристики, позволяющие проводить нарезание резьбы на самых различных поверхностях.
Основные узлы токарно-винторезного станка
Токарно-винторезный станок может иметь описание с указанием того, для решения каких задач может проводится установка данного оборудования. Несмотря на отношение к одной группе, токарно-винторезные станки по металлу могут иметь различную конструкцию. Практически все модели имеют следующие конструктивные элементы:
- Передние и задние бабки, в которых помещают основные системы: коробку скоростей, подач и электроснабжения.
- Суппорт, предназначающийся для крепления режущего инструмента.
- Детали токарного-винторезного станка образуют систему передачи вращения от электрического двигателя, которую называют коробкой скоростей.
- Шпиндель. Кинематическая схема токарно-винторезного станка передает вращение шпинделю, в котором крепиться заготовка.
- Несущая станина. Для того чтобы все узлы могли точно позиционироваться относительно друг друга, они крепятся жестко или подвижно, на станине. Данный элемент конструкции также предназначается для гашения вибрационной и иной нагрузки.
- Токарно-винторезный станок имеет область применения в сфере нарезания резьбы, предусматривает наличие сменных гитарных шестерен. Путем подбора сменных колес проводится настраивание наиболее подходящего режима резания.
- Электрический блок для управления оборудованием.
- Фартук. Эта конструкция позволяет защитить зону резания, предотвратить разброс стружки и СОЖ. Кроме этого фартук может иметь и дополнительную оснастку.
Рассматривая основные узлы токарно-винторезного станка следует учитывать, что он отличается наличием ходового винта, а также возможностью проведения операции нарезания резьбы.
Модели токарно-винторезных станков могут быть предназначены для проведения самых различных технологических процессов, но зачастую имеют схожую компоновку. При этом разница заключается в качестве сборки и размерах основных силовых агрегатов.
Типовой блок управления
Рассматривая современный универсальный токарно-винторезный станок следует уделить внимание блоку управления. Для указания основных параметров обработки устанавливаются рычаги и рукоятки, кнопки и другие блоки управления. К основным особенностям отнесем следующие моменты:
- Как правило, устанавливается рукоятка для указания количества оборотов. Универсальный токарно-винторезный современный станок может изменять данный показатель, который выбирают в зависимости от требуемых режимов резания.
- Токарно-винторезный станок имеет устройство, позволяющее образовывать резьбовую поверхность. Ее параметры устанавливаются при помощи специального блока управления. Не стоит забывать о том, что некоторые параметры можно задать исключительно путем установки требующихся сменных колес.
- Есть и рукоятки, которые позволяют управлять суппортом. Токарно-винторезные станки имеют основные узлы, которые позволяют обеспечивать механическую подачу для быстрой установки позиции и обработки с неизменяемым показателем скорости перемещения.
Органы управления токарно-винторезных станков на примере модели 16К20
Токарно-винторезный станок с ЧПУ имеет более сложную компоновку. Это связано с тем, что подобное оборудование может работать без вмешательства оператора на промежуточных этапах.
Классификация
Токарно-винторезные станки имеют классификацию, которая позволяет определить основные параметры. Многие токарно-винторезные станки имеют чертежи, которые позволяют определить сложность конструкции, ее ремонтопригодность и другие параметры. Различные виды токарно-винторезных станков имеют самую разную компоновку. Установленные правила определяют то, что токарно-винторезный станок должен иметь паспорт. Именно в нем указывается вся важная информация об оборудовании.
Основными параметрами, по которым проводится классификация, можно назвать нижеприведенный список:
- Масса конструкции.
- Максимальные размеры устанавливаемой заготовки.
Устанавливаемые детали-токарного винторезного станка могут несколько отличаться, что и отражается на классификации оборудования.
Вариант внешнего вида универсального токарно-винторезного станка
По признаку диаметрального размера заготовки прецизионный токарно-винторезный станок или другого типа делятся на несколько групп. Этот показатель может варьировать в диапазоне от 100 до 4 000 мм. Что касается длины заготовок, то показатель варьируется в достаточно большом диапазоне.
Рассматривая вес конструкции можно выделить то, что прецизионный токарно-винторезный станок относят к следующим группам:
- Тяжелые модели имеют массу до 400 тонн. Токарно-винторезные современные станки повышенной точности с подобным весом устанавливают для обработки заготовок, диаметр которых варьируется в пределе от 1 600 до 4 000 миллиметров. Токарно-винторезный станок высокой точности в этой группе встречается довольно редко.
- Вес до 15 тонн. В этой категории встречаются токарно-винторезные станки моделей, на которых могут обрабатываться заготовки с диаметральным размером от 600 до 1 250 мм.
- Масса до 4 тонн. Токарно-винторезный станок настольного типа также относится к этой группе. Как правило, диаметр поперечного сечения составляет 250-500 мм.
Следует учитывать, что прецизионный токарно-винторезный станок легкой группы устанавливается в домашних условиях, особой подготовки помещения проводить не нужно. Модели токарно-винторезных станков этой группы могут работать и от стандартной домашней сети 220В, для чего на новом оборудовании устанавливаются современные электрические двигатели.
Еще одним важным параметром классификации можно назвать производительность. Различные модели токарно-винторезных станков могут применяться в различных условиях производительности. По данному критерию выделяют:
- Для штучного или мелкосерийного производства. Токарно-винторезный станки в паспорте имеют информацию, касающуюся производительности. Область применения по данному признаку учитывается при наладке производства по выпуску штучных партий.
- Для среднесерийного и массового производства. Современный прецизионный токарно-винторезный станок этой группы устанавливается на различных заводах и производственных линиях в случае, когда нужно получить большую партию деталей за короткий срок.
- Крупносерийное производство, установка на конвейерных линиях. Станки по металлу с ЧПУ или станок по металлу с УЦИ этой группы могут обеспечивать бесперебойное производство. Довольно часто кинематическая схема токарно-винторезного станка высокой производительности имеет возможность быстрой настройки под заданные параметры. Также в эту группу можно включить модели с ЧПУ.
Общий вид токарно-винторезного станкаКонструкция некоторых винторезных станков имеет устройство с УЦИ.
Проведенная классификация позволяет подобрать наиболее подходящую модель под определенные условия работы. Так есть виды, подходящие для установки в заводах машиностроительной отрасли, другие в большей степени подходят для изготовления деталей, которые используются при изготовлении бытовых приборов. Многие варианты исполнения с УЦИ и ЧПУ появилось относительно недавно.
Какие могут проводится операции?
Крупногабаритный или настольный токарно-винторезный станок устанавливается для образования деталей типа вал или фланец. Режущим инструментом выступает проходной резец, который подбирается под условия резания.
Кроме этого есть и подрезные резцы, которые можно использовать для обработки торцевых поверхностей. Образование канавок проводится при установке резцов упорного типа. Различные типы резцов применяются для проведения определенных операций. При этом уделяется внимание форме, а также виду используемого материала при изготовлении. Прецизионный токарно-винторезный станок также позволяет проводить основные виды работ.
Некоторые виды данного оборудования могут применяться и для выполнения сверлильных операций. Но стоит учитывать, что в данном случае сверло расположено вдоль оси заготовки. Принцип действия данной схемы сверления следующий: инструмент крепиться в специальной оснастке на задней бабке, находится в неподвижном состоянии, а вращение получает сама заготовка. Задняя бабка может перемещаться в продольном направлении для осуществления подачи.
Технические характеристики
При выборе наиболее подходящей модели всегда рассматриваются технические характеристики. Они определяют особенности работы и возможность применения в той или ной ситуации.
Основные технические характеристики заносятся в описание. К ним можно отнести:
- Количество оборотов: минимальный и максимальный показатель. Основные технические характеристики определяют возможность обработки по заданным параметрам. Создавая чертеж технолог указывает то, при какой скорости вращения должно проходить резание.
- Класс точности. В чертеж заносятся данные о том, с какой точностью должна проводится обработка. В ГОСТ установлены нормы определения класса точности, по которым маркируется оборудование.
- Для того чтобы можно было регулировать показатель скорости вращения шпинделя устанавливается коробка передач. Установленные стандарты ГОСТ требуют указания в паспорте число передач.
- Деталь может иметь самые различные размеры, что определяет возможность установки.
- Вес и габаритные размеры.
- Величина подачи и максимального перемещения по оси.
Все технические характеристики можно узнать их паспортных данных и другой документации.
Общий вид токарно-винторезного станка
Особенности УЦИ
Рассматривая прецизионный токарно-винторезный станок следует отметить его применимость в самых различных сферах.
Довольно большое распространение получили варианты исполнения с УЦИ. Данные виды токарного оборудования имеет высокую точность работы благодаря отображению осей основных органов на индикационном дисплее. Существует довольно большое количество моделей с УЦИ, каждая обладает своими особенностями. Прецизионный токарно-винторезный станок снабжается узлами, которые свойственны и остальным моделям, относящимся к этой группе. Токарно-винторезный станок с УЦИ обходится дешевле, чем токарно-винторезный станок с ЧПУ, что определяет рентабельность их установки в определенных случаях.
Для чего предназначен рассматриваемый блок? Этот цифровой блок позволяет контролировать положение различных элементов конструкции, а также вычислять требуемую информацию, к примеру, расстояние, на которое должен перемещаться суппорт или другой элемент. Производство подобных блоков началось относительно недавно, назначение некоторых моделей расширяется за счет их оборудования данным блоком управления.
Варианты с ЧПУ
Токарно-винторезный станок с ЧПУ
Современным подходом можно назвать установку оборудования с числовым программным управлением. Электрическая схема с принципиальной измененной конструкцией основных узлов позволяет добиться высокой точности обработки. К особенностям электросхемы и всей конструкции данного типа можно отнести нижеприведенные моменты:
- Токарно-винторезный станок ЧПУ производится в соответствии с ГОСТ: класс точности и другие параметры также указываются в паспорте. В ГОСТ установлены и другие стандарты, которые стоит учитывать при выборе оборудования.
- Все подвижные органы работают от мини блока управления. Это определяет то, что токарно-винторезный станок имеет сложную электрическую схему.
- Многие модели мини, могут устанавливаться в домашних условиях по причине небольшого веса. При этом подобные токарно-винторезные станки с высокой точностью мини типа могут выдерживать большую нагрузку.
- У конструкции есть блок индикации и ввода основной информации. Государственный стандарт и ГОСТ определяет применение определенных языков программирования, которые применяются для указания пути обработки и основных режимов.
- Настольный токарно-винторезный станок по металлу (мини тип) применяется для высокоточной обработки и получения малогабаритных деталей. Токарно-винторезные станки повышенной точности широко используются при производстве деталей различной электроники и бытовой техники. Мини оборудование имеет высокую точность и небольшую потребительскую мощность, что определяет рентабельность установки.
Многие производители создают токарно-винторезные станки по ГОСТ, но стоит учитывать, что самое современное оборудование производится за границей, где не учитывается данный стандарт.
Мини токарно-винторезный станок обойдется намного дешевле, но у них есть ограничение по размерам заготовки.
В заключение отметим, что рассматривая типы токарно-винторезных станков, следует уделять внимание возможности установки самой различной оснастки. Токарно-винторезные станки по металлу имеют классификацию, которая указывается в маркировке. Каждая цифра и буква обозначают самую различную информацию, применяется маркировка с учетом принятых норм.
Токарные станки. Классификация, технические характеристики станков
1. Назначение и классификация токарных станков
К токарным относят большую группу станков, предназначенных в основном для обработки заготовок в виде тел вращения из металлов.
Основными технологическими операциями, выполняемыми на токарных станках, являются точение цилиндрических, конических, фасонных, а также торцевых поверхностей заготовок, вращающихся соосно оси шпинделя, и нарезание резьбы.
Функциональные возможности токарных станков могут быть существенно расширены благодаря использованию на токарном оборудовании специальных приспособлений, позволяющих производить фрезерование, сверление, шлифование и некоторые другие виды обработки.
Основу токарной группы составляют токарные автоматы и полуавтоматы, токарно-винторезные, токарно-револьверные, токарно-карусельные, лоботокарные станки.
Для наружной и внутренней обработки поверхностей единичных и малых групп заготовок, включая нарезание резьбы, используют различные модели токарно-винторезных станков.
Для обработки малых и больших групп заготовок сложной формы из прутка или штучных заготовок, требующих применения большого числа наименований инструмента, предназначены токарно-револьверные станки.
Для обработки поверхностей разнообразных по форме заготовок, у которых диаметр намного больше длины, используют токарно-карусельные станки. Они отличаются от других токарных станков вертикальным расположением оси вращения планшайбы, к которой крепят обрабатываемую заготовку.
Для обработки заготовок большого диаметра (до 5 м), используемых при изготовлении деталей в единичном производстве, применяют лоботокарные станки.
Токарные станки классифицируют:
- по виду обрабатываемого материала (сталь, чугун, цветные металлы, пластмасса и др.);
- точности обработки (классы Н, П, В, А, С,);
- виду производства (единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное, массовое);
- массе станка (легкие, средние, крупные и тяжелые);
- максимальному диаметру заготовки (D) обрабатываемой детали или высоте центров над станиной (100…5000 мм);
- наибольшей длине обрабатываемой детали L (125…24 000 мм).
Обычно к легким относят токарные станки с максимальным диаметром обрабатываемой заготовки D = 100… 200 мм, средним — D = 260…500 мм, крупным D = 630…1250 мм, тяжелым —D = 1600…5000 мм.
На средних по массе токарных станках в машиностроении и металлообработке выполняют 70…80 % общего объема токарных работ. Их используют для выполнения получистовой и чистовой обработок деталей из заготовок, нарезания резьбы. Они имеют достаточно высокий уровень автоматизации. Для расширения технологических возможностей их оснащают различными приспособлениями, облегчающими труд токаря и повышающими качество обработки.
Токарные станки имеют достаточную мощность, высокую жесткость и широкий диапазон частот вращения шпинделя и подач инструмента, что позволяет обрабатывать детали с использованием прогрессивных инструментов из твердых и сверхтвердых материалов.
Легкие токарные станки применяют в инструментальном производстве, часовой промышленности, приборостроении, электротехнической промышленности, экспериментальном и опытном производстве.
Крупные и тяжелые токарные станки применяют для обработки деталей тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения при изготовлении атомных реакторов, роторов турбин, генераторов, тяговых электродвигателей электровозов и др. Станки этого типа менее универсальны, чем станки среднего типа, и приспособлены в основном для обработки определенных крупных деталей.
Токарные станки, выпускаемые станкостроительными заводами России, имеют буквенно-цифровое обозначение. Расшифровка буквенно-цифрового обозначения токарного стана дает представление о его основных характеристиках (тип, размеры обрабатываемой заготовки, точность обработки и т.д.).
2. Токарные автоматы и полуавтоматы
Токарные автоматы предназначены для обработки заготовок из прутка, а токарные полуавтоматы — для обработки заготовок из прутка и штучных заготовок.
Технические характеристики автоматов приведены в табл. 1— 3, а полуавтоматов — в табл. 4—6.
Таблица 1. Технические характеристики токарно-револьверных и фасонно-отрезных одношпиндельных прутковых автоматов (размеры, мм)
Основные характеристики токарного станка
Станки токарной группы, считающейся наиболее многообразной, используются с целью механообработки тел вращения. Суть металлообработки на подобных агрегатах заключается в снятии с обрабатываемой детали слоя металла. Токарный станок был спроектирован одним из первых, поэтому на его основе в дальнейшем разрабатывались металлорежущие машины других видов.
Токарный станок подходит для выполнения различных видов работ, ведь на нем можно:
- обтачивать поверхности тел вращения;
- подрезать торцы;
- сверлить, растачивать, развертывать отверстия;
- нарезать резьбу;
- накатывать рифления и т.д.
На таких агрегатах допускается даже нарезать зубья, а также производить фрезерование и шлифование, стоит лишь использовать соответствующее приспособление. Следует отметить, что на специализированных станках выполняется обработка колесных пар, муфт, труб и прочих металлоизделий.
Основные принципы действия токарного агрегата сводятся к тому, что главное движение обеспечивается вращением заготовки, закрепленной в шпинделе, а движение подачи осуществляется металлорежущим инструментом, который фиксируется в суппорте. При этом частота вращения может регулироваться ступенчато или бесступенчато (все зависит от привода главного движения). В зависимости от нее определяется скорость резания. Режущий инструмент перемещается поступательно.
К шпиндельному узлу предъявляется два основных требования относительно жесткости и стойкости к вибрациям. В качестве опор шпинделя зачастую используются подшипники качения. Для фиксации болванки используется патрон или планшайба. Оба этих приспособлений крепятся на шпинделе.
Функциональное назначение задней бабки – обработка длинных деталей, сверление, зенкерование и развертывание отверстий. В первом случае в бабке закрепляется центр для поддержания заготовки, а во втором – режущий инструмент (сверло, зенкер, развертка).
Привод главного движения может включать такие узлы, как асинхронный двигатель, ступенчатую коробку скоростей, вариатор или коробку скоростей с электромотором постоянного тока.
Станки, оснащенные системой ЧПУ
Предприятия, специализирующиеся на мелкосерийном производстве металлоизделий, всегда стремились автоматизировать процессы механообработки. Усилия инженеров и конструкторов привели к развитию и совершенствованию оборудования, оснащенного системой ЧПУ. Такие станки отличаются от обычных компоновкой, например, в агрегатах с ЧПУ предусмотрены наклонные направляющие. Этот конструкционный элемент упрощает сход стружки, защищая таким образом зону резания.
Запрограммировать токарный станок с ЧПУ можно так, чтобы автоматически выполнялись следующие действия:
- переключались скорости шпинделя;
- перемещался суппорт;
- поворачивалась револьверная головка;
- запускался и останавливался привод главного движения;
- автоматически сменялся инструмент (конечно, если предусмотрен многоинструментальный магазин).
Настройка инструмента выполняется не на станке. Данная процедура производится посредством оптических устройств либо специальных приспособлений по индикаторам и шаблонам. На металлорежущее оборудование устанавливаются уже налаженные блоки или целый резцедержатель.
Агрегаты, оснащенные системой ЧПУ, отличаются друг от друга спецификой вспомогательных движений. В связи с этим выделяют следующие группы станков:
- с одним распредвалом, вращающимся с постоянной частотой;
- с одним распредвалом, способным вращаться с одной частотой из двух возможных;
- с распредвалом и быстроходным валом.
Сфера применения оборудования
На единичном и мелкосерийном производстве целесообразно эксплуатировать универсальные станки токарной группы. Расширить их сферу применения помогут специальные приспособления. При оснащении агрегатов копировальными суппортами с электрическим или гидравлическим приводом, быстрозажимными патронами и прочими устройствами универсальное токарное оборудование может использоваться в условиях серийного производства.
Автоматические и полуавтоматические машины больше характерны для крупносерийного и массового производства. Техобслуживание таких станков состоит из комплекса мероприятий, в ходе которых производится наладка инструмента, после чего выполняется механообработка и контроль полученных поверхностей. Особенность полуавтоматов заключается в том, что все движения, касающиеся установки заготовки и снятия готового изделия, производятся вручную. Следует отметить, что автоматическое управление рабочими процессами выполняется за счет распредвала и закрепленных на нем кулачков.