Шабровка станины токарного станка

Станина токарного станка

Вы здесь

Оглавление

Токарные станки используются для обработки деталей цилиндрической формы. Они включают в себя множество разновидностей, которые отличаются по размеру и наличию дополнительных функций. Такие промышленные модели как, токарный станок 16К20 очень распространены и широко используются в современной промышленности. Чтобы устройство нормально функционировало, требуется знать все особенности его деталей.

Станина токарного станка служит для закрепления практически всех механизмов и узлов, которые применяются на данном оборудовании. Зачастую ее отливают из чугуна, чтобы получить массивную и прочную конструкцию, которая смогла прослужить длительный срок. Это связано с тем, что она будет подвергаться большим нагрузкам. Не стоит также забывать об устойчивости, так как массивные большие модели используют огромную энергию во время работы и основание должно хорошо сопротивляться нагрузкам.

фото:станина токарного станка

Станина и направляющие станка крепятся при помощи болтов к тумбам или парным ножкам. Если устройство короткое, то применяется две стойки. Чем оно длиннее, тем больше стоек может потребоваться. Большинство тумб имеет дверцы, что позволяет их использовать в качестве ящиков. К направляющим следует очень внимательно относиться и оберегать их возможности повреждения. Не желательно оставлять на них инструменты, заготовки и прочие изделия. если все же приходится располагать на них металлические предметы, то перед этим следует положить деревянную подкладку. Для лучшего ухода, перед каждым применением станка, станину требуется протирать и смазывать. Когда работа завершена, следует удалять с нее стружку, грязь и прочие лишние предметы.

Особенности конструкции станины металлорежущих станков могут отличаться в зависимости о конкретной модели, так как они разрабатываются для удобного и безопасного размещения всех узлов оборудования. Но основные положения во многих случаях остаются одинаковыми, так что на примере популярных моделей можно рассмотреть основы.

Устройство чугунной станины

фото:устройство чугунной станины

1. Продольное ребро;
2. Продольное ребро;
3. Поперечное ребро, служащее для связи продольных ребер;
4. Призматические направляющие продольных ребер;
5. Плоские направляющие, которые служат для установки задней и передней бабки, а также для передвижения по ним суппорта;

Стоит отметить, что у направляющих станины поперечное сечение может иметь различные формы. Обязательным правилом является соблюдение параллельного расположения, так что все должно быть равноудаленным от оси центров. Это требует точной фрезеровки или строгания. После этого осуществляется операция по шлифовке и шабрению. Все это обеспечивает точную обработку изделий, а также ликвидацию проблем с передвижением суппорта и возникновением толчков.

Виды станин станков

фото:виды станин станков

• Станина токарного станка по металлу, которая представлена на рисунке «а» под номерами 1 и 2, имеет трапецеидальное сечение направляющих. В данном случае основной упор сделан на большую опорную поверхность. Они обладают большой износостойкостью, что позволяет долго оставлять свою точность. В то же время, для перемещения по ним суппорта нужно прилагать множество усилий, особенно, если он перекосился.
• На рисунке «б» представлена станина с плоским прямоугольным сечением направляющих. В отличие от предыдущего, они имеют уже по два ребра жесткости, а не одному, что делает их крепче.
• Рисунок «в» демонстрирует станину с направляющими треугольного сечения. С учетом того, что здесь используется достаточно малая опорная поверхность, с большим весом работать получается сложно, так что данный вид используется преимущественно для малых станков.
• На рисунке «г» показана станина с треугольным сечением и опорной плоскостью. В данном случае она также применяется для станков мелких размеров.

Если станина предназначается для тяжелого станка, то она имеет не только большое сечение, но и большее сопротивление на изгиб. Одними из наиболее распространенных является такой вид, как представлен на рисунке «г». Здесь каретка суппорта делает упор на призму №3 спереди, а сзади упирается на плоскость №6. Чтобы не произошло опрокидывание, ее удерживает плоскость №7. При задаче направления основную роль играет призма №3, тем более, что она воспринимает на себя большую часть давления, осуществляемого резцом.

Если на станине возле передней бабки имеется выемка, то она служит для тог, чтобы обрабатывать изделия большого диаметра. Если же происходит обработка изделия, радиус которых меньше высоты центров, то выемку перекрывают специальным мостиком.

Ремонт станины токарного станка

Шабрение станины токарного станка является технологическим процессом во время которого станина выверяется для закрепления коробки подач при помощи рамного уровня. Благодаря этому можно будет в дальнейшем легко установить перпендикулярность поверхности крепления суппорта и фартука к коробке подач.

1. Первым делом станина устанавливается на жесткий фундамент и проверить продольное направление по уровню вдоль поверхности, а поперечное направление по рамному уровню. Допустимые отклонения составляют не более 0,02 мм на 1 метр длины изделия.
2. Шабрят верхние поверхности направляющей, сначала с одной стороны, используя поверочную линейку на краску. Во время этого процесса желательно периодически проверять извернутость направляющих.
3. Затем шабрят поверхность второй направляющей. Максимальный допуск отклонений здесь остается таким же 0,02 мм на 1 метр длины изделия.

Шлифовка станины токарного станка

Шлифовка станины токарного станка состоит из следующих процедур:

1. Необходимо провести зачистку и запиливание задиров и забоин имеющихся на поверхности;
2. Станина устанавливается на столе продольно-строгального станка и надежно закрепляются там;
3. Далее идет проверка извернутости направляющих, которая производится уложенного на мостике задней бабки уровня;
4. Во время установки станины получается небольшой прогиб изделия, который следует исправить путем максимально плотного соприкосновения со столом;
5. Повторно проверяется извернутость направляющих, чтобы результаты совпадали с тем, что было до закрепления;
6. Только после этого приступают к шлифовке всех контактных поверхностей изделия. Процедура проводится при помощи торца круга чашечной формы. его зернистость должна быть К3 46 или КЧ 46, а твердость соответствовать СМ1К.

Шабровка направляющих станка – все тонкости процедуры

Шабровка направляющих станка – один из наиболее эффективных способов восстановления геометрических и технических параметров данного узла токарных и иных агрегатов. Он применяется очень часто и демонстрирует отличные результаты ремонтных работ.

1 Шабровка направляющих станин – когда ее выполняют?

Любой специалист знает, что выполнение ремонта станков, используемых на различных предприятиях, по составленному заранее календарному плану считается очень важной процедурой. При проведении планового ремонта восстанавливаются разнообразные механизмы обрабатывающих агрегатов, в том числе и направляющие станины.

Также восстановление направляющих может потребоваться и вне графика, если они требуют незамедлительного ремонта. Величину их износа определяют по специальной методике, которую мы и опишем. Обследование состояния направляющих осуществляют при помощи щупов и контрольной линейки. Длина последней всегда выбирается таким образом, чтобы она была не менее 2/3 протяженности поверхности, которая подлежит проверке.

Схема установления величины износа следующая:

• поверхность интересующего нас узла зачищается с целью удаления с него серьезных задир и забоин;
• линейку накладывают на направляющую и замеряют зазор между ними, используя щупы (замеры выполняются каждые 30–50 сантиметров по всей протяженности элемента станка).

То место, где величина зазора получается максимальной, определяют в качестве участка, на котором присутствует максимальное изменение прямолинейности направляющей (то есть налицо ее явный износ). Далее выполняют следующий этап проверки, который дает возможность установить плоскостность направляющей. Делается это так:

• на одинаковые по геометрическим параметрам плитки размещают линейку;
• при помощи щупов определяют дистанцию между измерительным инструментом и исследуемой поверхностью.

Подобную операцию производят в 2–3 точках по длине, причем по разным направлениям. Опытные специалисты делают проверку еще проще. Они берут небольшие листки очень тонкой бумаги (например, папиросной, толщина которой не превышает 0,02 миллиметров), раскладывают их на направляющие на нескольких участках, а затем прижимают их линейкой.

Далее из-под измерительного приспособления эти листочки вытаскиваются по одному. Когда прямолинейность детали не нарушена, можно лишь оборвать кончики бумажек, но не вытащить их. Состояние горизонтальных направляющих выверяют при помощи уровня и мостика:

• их ставят на ту часть станины, которая визуально кажется максимально изношенной (на таком участке пузырек в уровне будет отклоняться в разные стороны на примерно одинаковые расстояния);
• передвигают мерительные инструменты на соседнюю зону, где отмечают отклонение пузырька, занося показание в график-таблицу;
• затем перемещают мостик дальше и снова записывают полученный результат.

На основании таблицы впоследствии без труда определяют, где именно произошел износ.

2 Как производится шабровка направляющих станка – общие положения

Станина ставится на жесткое напольное покрытие либо на специальный стенд, после чего по уровню обследуют ее в продольном направлении (проводят описанную выше проверку), а затем и в поперечном. Применяя клинья или башмаки, регулируют максимально точно расположение станины.

Также ее можно ставить на болты домкрата. В этом случае регулировка положения станины будет очень простой, нужно лишь опускать либо поднимать ее, завинчивая или отвинчивая болты. Операцию придания станине правильного положения продолжают, пока пузырек в уровне не закрепится на нулевой отметке.

Завершив выверку, определяются с базовой поверхностью. Она будет служить ориентиром для отслеживания параллельности восстанавливаемых направляющих. Если речь идет о токарном станке, базовыми чаще всего выбирают те направляющие, которые заходят под бабку (заднюю). Практика показывает, что именно они в процессе эксплуатации оборудования изнашиваются меньше всего. Желательно предварительно выполнить пришабривание выбранных в качестве основных направляющих. Это позволит убрать незначительный их износ.

После этого можно начинать шабрение станины, постоянно проверяя параллельность обрабатываемых поверхностей. Для проверки изогнутости (спиральной) восстанавливаемого элемента в ряде случаев используют индикатор. Но его применение в настоящее время признается ненадежным, что обусловлено отклонением (до 0,01 миллиметра) базовых направляющих от горизонтали. Подобное отклонение даст немалую ошибку расчетов, которая будет тем выше, чем большую протяженность имеет державка проверочного индикатора.

Отметим тот факт, что параллельность направляющих под бабку по отношению к плоскостям крепления ходового валика и винта, а также коробки подач, нередко бывает нарушенной. Отклонения от параллельности становятся тем больше, чем большее количество плановых ремонтов прошел агрегат. С каждым разом ремонтникам приходится тратить немалое время при сборке оборудования, так как процесс пригонки к месту означенного валика, винта и коробки подач является действительно трудоемким и сложным.

После завершения подготовки всех поверхностей приступают к шабровке направляющих. В процессе выполнения процедуры постоянно контролируется их спиральная извернутость и параллельность.

3 Шабрение станины – порядок обработки направляющих

Шабровка конкретных поверхностей производится в определенной последовательности. Для каждого станка она может быть разной, поэтому мы предоставим технологическую схему выполнения данной процедуры для обычного токарно-винторезного станка (например, для станка 1Е61ПМ). В этом случае порядок шабровки направляющих станка таков, что сначала, как вы поняли, обрабатывают направляющие под бабку (заднюю), а затем следующие направляющие:

• Под прижимные планки и непосредственно под каретку. Не допускается отклонение от параллельности по длине более 15 мкм.
• Суппорта (поперечного). По прямолинейности погрешность возможна до 10 мкм, по параллельности – до 15 мкм (показатели контролируют поверочным мостом и поверочной плитой).
• Каретки (ответные направляющие). Во время работ следят за тем, чтобы разница параллельности между винтовой осью и направляющими не превышала показателя в 35 мкм, используя трехгранную линейку.
• Каретки (продольные направляющие). Если эти элементы агрегата изношены достаточно сильно, обязательно необходимо применять антифрикционные составы для их восстановления. На описываемой стадии осуществления работ важно добиться адекватной соосности вала (ходового) и его посадочной зоны, надежности зацепления рейки перемещения в продольном направлении с реечной шестерней, перпендикулярности шпиндельной оси и передвижения суппорта в поперечном направлении.

В дальнейшем производится восстановление при помощи антифрикционного состава направляющих задней бабки. Цель этих процедур заключается в достижении:

• параллельности направляющих станины и оси пиноли (на длине 20 см возможна погрешность до 30 мкм);
• соосность отверстия пиноли и шпинделя (в горизонтальной плоскости допустимые отклонения на длине 30 см – 10 мкм, в вертикальной – 30 мкм).

ШАБРЕНИЕ:

Влияние технологии изготовления базовых деталей станков на точность обработки

Серебреницкий П. П.

СТАНИНЫ и НАПРАВЛЯЮЩИЕ.

Несущую систему станка образует совокупность его элементов, через которые замыкаются силы, возникающие между инструментом и заготовкой в процессе резания. К основным элементам несущей системы станка относятся станина и корпусные детали (колонны, поперечины, хоботы, ползуны, плиты, столы, суппорты и т.п.).

Станина служит для монтажа деталей и узлов станка, относительно нее ориентируются и перемещаются подвижные детали и узлы. Станина, как и другие элементы несущей системы, должна обеспечивать в течение срока службы станка возможность обработки заготовок с заданными режимами и точностью. Это достигается правильным выбором конструкции, материала станины и технологии ее изготовления для обеспечения необходимой жесткости, виброустойчивости, износостойкости направляющих и, естественно, для заданной точности взаимного перемещения элементов станка.

Большинство станин и других базовых элементов станков изготовляют из серого чугуна методом литья [в РФ марки серого чугуна: СЧ 15, СЧ 20, СЧ 30 (льётся при t 0 = 1500 – 2000 0 С, состоит из чешуй графита, которые гасят колебания)] .

Как правило, направляющие станин и других сопрягаемых с ними элементов имею плоскую форму (но могут и другую) и взаимное перемещение одного элемента относительно другого происходит при взаимодействии и контакте как минимум двух плоскостей.

Технология обработки станин и других элементов станков достаточно сложна (особенно станин, имеющих, обычно, большие длины) и включает ряд операций, которые обеспечивают не только заданные формы и параметры точности, но и характеристики поверхностного слоя, одной из важных которых является полученная шероховатость. Обеспечение этой характеристики возлагается (это зависит от уровня производства станкостроительного завода) на завершающие операции обработки рассматриваемых элементов, такие как строгание, чистовое фрезерование, плоское шлифование, притирка и (на особо передовых заводах) на операцию ШАБРЕНИЕ.

ШЕРОХОВАТОСТЬ и ВОЛНИСТОСТЬ.

Шероховатость поверхности (в технике РФ) определяют параметрами Ra , Rz и Rmax , с определенной базовой длиной. Так при возможной шероховатости Rz = 0.4 мкм ( Ra = 0,080 мкм) базовая длина определена стандартом в 0, 25 мм. (На этой длине определяется величина шероховатости Rz как средняя абсолютных значений пяти наибольших выступов и пяти наибольших впадин).
При этом средний шаг Sm микронеровности составляет примерно 0,040 – 0,060 мм (40 – 60 мкм).
Считается, что отношение шага микронеровности (шероховатости) S к ее высоте Rz практически всегда менее 50, то есть S / Rz

Волнистость — элементарное отклонение поверхности любой формы с периодически чередующимися возвышениями и впадинами с шагом, превышающим длину учаcтка измерения шероховатости (и естественно шаг микронеровностей) в несколько раз.

Ремонт направляющих станины токарного станка

В ходе капитального ремонта токарного станка производится восстановление точности направляющих станины. При выборе способа восстановления руководствуются степенью их износа. Когда погрешность не превышает 0,15 мм на отрезке длины в 1000 мм, то их восстанавливают шабрением. При большем износе прибегают к их механической обработке: шлифовке или строганию. Когда направляющие закаленные основным методом ремонта является шлифовка.

Ремонт шабрением

Шабрение направляющих или шабрение с последующей притиркой остается до сих пор самым эффективным способом восстановления их геометрической, технической точности. И сейчас этот способ часто используется, на протяжении многих десятилетий демонстрируя прекрасный результат ремонта станины. В первую очередь надо обследовать состояние направляющих, определить степень их износа. То место, где износ минимальный, принимается за базовой уровень, а данные замеров заносятся в таблицу, на основании которых будет производится ремонт. В токарном станке за базовую поверхность принимают чаще всего место расположение задней бабки, которое в процессе эксплуатации оборудования практически не изнашивается. Метод включает следующие этапы:

1. установка станины станка на жесткое основание (ремонтный стенд), следует выставить продольное и поперечное положение станины точно в горизонтальной плоскости клиньями, башмаками или с помощью домкратов;
2. после окончания подготовительных работ выполняется черновое (предварительное) шабрение с рабочей шириной шабера 20-25 мм при этом выдерживается длина штрихов на поверхности более 10 мм и достигается 4-6 пятен при контроле на краску в квадратах 25×25 мм. Этим достигается разбивка крупных пятен на более маленькие;
3. получистовое шабрение выполняется шабером 12-16 мм, длиной штрихов 5-10 мм до достижения 8-15 пятен на квадрат;
4. финишное (чистовое) шабрение производят шабером шириной 5-10 мм и длиной штрихов 3-5 мм для достижения 20-25 пятен в квадрате.

Поскольку направляющие станины токарного станка достаточно длинные, обработка выполняется по маякам с разбивкой общей длины на участки. Первым маяком всегда является место максимальной выработки. На расстоянии, меньшем длины поверочной линейки, от первого маяка шабрят второй маяк, находящийся в одной плоскости с первым. Затем шабрится вся поверхность между маяками с последующим переходом на соседний участок. Периодически следует прикладывать линейку с краской для оценки состояния направляющих и качества работы.

Смотрите видео чернового шабрения

Такой обработке подвергаются незакаленные части направляющих токарного станка, метод гарантирует достижение высокой точность поверхности (0,002 мм на 1000 мм длины). Образующиеся после шабрения мельчайшие лунки способны хорошо удерживать и равномерно распределять смазку. Качество шабрения полностью зависит от профессионализма рабочего.

Ремонт шлифованием

Не всегда имеется возможность использовать для ремонта продолно-строгальные или продолно-фрезерные станки в виду большой длины станины токарного станка. В этом случае направляющие станины восстанавливают при помощи переносного приспособления со шлифовальной головкой, которое устанавливается непосредственно на станине оборудования.

Ремонт можно производить на месте, без снятия станка с фундамента. Такой способ обеспечивает высокую точность ремонта, малую шероховатость поверхности, он также незаменим при обработке закаленной поверхности. Этот способ по производительности во много раз превосходит шабрение, но специалисты все же отдают предпочтение финишному строганию.

Ремонт строганием

Этот способ менее утомительный, чем шабрение и менее дорогостоящий шлифования. Например, усредненная продолжительность ремонта направляющих станка составляет:

• шабрением: около 35 часов;
• шлифованием специальной абразивной головкой: 8-10 часов;
• финишным строганием: 4-5 часов.

При износе более 0,15 мм ручное шабрение заменяют механической обработкой на продольно-строгальном станке при централизованном способе организации ремонта в ремонтном цехе или на специализированном предприятии. Причина простая, придется произвести снятие станины с фундамента и произвести установку и выверку на жестком столе строгального станка.

Строгание направляющих станины

На первом этапе один раз производят пробное строгание для получения базовой поверхности, что позволит определить отклонения по всей длине станины. Для этого поочередно подводят резец к наиболее изношенным поверхностям и снимают слой металла до устранения износа. Финишное строгание выполняют минимум за два прохода чистовыми широкими твердосплавными резцами. Последний проход выполняют глубиной реза менее 0,05 мм, постоянно смачивая резец и поверхность направляющих керосином. Когда износ превышает 0,4-0,5 мм направляющие подвергают грубому и тонкому строганию. Главным недостатком этого способа ремонта является немалое время на демонтаж станины, транспортировку, установку станины на стол строгального станка, выверку и снятие восстановленной станины.

При обработке резанием плоской призматической поверхности направляющих из массива станины вырываются мельчащие частицы металла различной величины и формы. На поверхности появляются борозды, канавки, образуя шероховатую поверхность. Поэтому иногда после механической обработки без шабрения или вибрационного обкатывания не обойтись. Это увеличивает прочность направляющих за счет пластического деформирования (изменения структуры материала). Вибрационным обкатываем достигают выглаживание микрошероховатостей и неровностей поступательным движением вдоль и поперек оси специально обработанными шариками или роликами.

Ремонт направляющих токарного станка одним из описанных способов является элементом комплексных работ, связанных с восстановлением полной работоспособности и точности металлорежущего оборудования. Но не стоит забывать, что качество ремонта при минимальном сроке его выполнения существенно зависит от степени подготовки станка к ремонту и квалификации слесаря.