Универсальные токарно-винторезные станки — устройство

Любой токарно-винторезный станок (настольный, универсальный, с ЧПУ) представляет собой оборудование, с помощью которого выполняется обработка точением изделий из металла и иных материалов.

Общее описание универсального токарно-винторезного станка

Для любого из промышленных предприятий металлообрабатывающие станки – один из ключевых узлов для производственного процесса. Через токарные станки проходят до 50% деталей из дерева и металла, реализуемые на рынке. В обработке заготовок кроется главное назначение оборудования. Одна единица подобной техники имеет цену от 30 тысяч до 9 миллионов рублей.

Стоимость приборов формируется на основе нескольких показателей:

• Функциональные возможности.
• Технические характеристики.
• Габариты.

Что касается функциональных возможностей, то их у современных моделей достаточно много, ни одна не нарешает принцип работы:

• Создание дюймовой резьбы.
• Модульная резьба.
• Метрическая резьба.
• Выточка конусов.
• Отделка токарного типа для цветных и чёрных металлов.

Назначение станков позволяет выделять специализированные и универсальные модели, на последних выполняют такие операции:

• Развёртывание отверстий.
• Обрезка.
• Шлифование.
• Обработка торцов, конусов и цилиндров внутри, снаружи.

Шпиндель на универсальных моделях расположен горизонтально, либо вертикально.

У специализированных станков задачи стоят более конкретные, связанные с обработкой тех или иных деталей:

• Муфты.
• Трубы.
• Прокатные валки.
• Валы с гладкими поверхностями, в форме ступеней.

История создания

Токарный станок — древний инструмент. Самое раннее свидетельство о токарном станке восходит к Древнему Египту около 1300 года до нашей эры. Есть также незначительные доказательства его существования в микенской цивилизации, начиная с 13-го или 14-го века до нашей эры.

Четкие свидетельства изготовленных на станке артефактов были обнаружены в 6 веке до нашей эры: фрагменты деревянной чаши в этрусской гробнице в Северной Италии, а также две плоские деревянные тарелки с декоративными изготовленными на станке ободами в современной Турции.

В период враждующих государств в Китае, около 400 г. до н. э., древние китайцы использовали токарные станки для заточки инструментов и оружия в промышленных масштабах.

Первая известная картина, на которой изображен токарный станок, датируется 3 веком до нашей эры в Древнем Египте.

Токарный станок был очень важен для промышленной революции. Он известно как «мать станков», поскольку это был первый станок, который привел к изобретению других станков.

В 1717 году «придворный токарь Его Величества Император Петра Великого» Андрей Константинович Нартов впервые изобрёл токарно-винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колёс. В токарных станках той эпохи резец зажимался в особом держателе, который перемещали вручную, прижимая к обрабатываемому предмету. Качество зависело только от точности рук мастера, тем более, что в то время токарные станки уже применялись для обработки металлических, а не деревянных изделий. Нарезать резьбу на болты, наносить сложные узоры на обрабатываемый предмет, изготовить зубчатые колеса с мелкими зубчиками мог только очень искусный мастер. В своем станке Нартов не просто закрепил резец, но и применил следующую схему: копировальный палец и суппорт приводились в движение одним ходовым винтом, но с разным шагом нарезки под резцом и под копиром. Таким образом было обеспечено автоматическое перемещение суппорта вдоль оси обрабатываемой заготовки. Станок позволял вытачивать сложнейшие рисунки почти на любых поверхностях. Как это ни парадоксально, невзирая на все дальнейшие усовершенствования придуманного Нартовым механизированного суппорта, принцип его действия остался таким же и в наше время. Первые токарные станки Нартова хранятся в коллекции Эрмитажа, как шедевры инженерного искусства XVIII в.

Первый полностью задокументированный токарный цельнометаллический токарный станок был изобретен Жаком де Вокансоном около 1751 года. Он был описан в «Энциклопедии».

Важным ранним токарным станком в Великобритании был горизонтальный сверлильный станок, который был установлен в 1772 году в Королевском Арсенале в Вулвиче. Он работал на лошадиной тяге и позволял производить гораздо более точные и мощные пушки, которые с успехом использовались в американской войне за независимость в конце 18-го века. Одной из ключевых характеристик этого станка было то, что заготовка вращалась в противоположность инструменту, что делало её технически токарным станком. Генри Модслей, который позже много совершенствовал токарные станки, работал в Королевском Арсенале с 1783 года. Подробное описание токарного станка Вокансона было опубликовано за десятилетия до того, как Модслей усовершенствовал свою версию. Вполне вероятно, что Модсли не знал о работе Вокансона, поскольку в его первых версиях упора для скольжения было много ошибок, которых не было в токарном станке Вокансона.

Во время промышленной революции механизированная энергия, генерируемая водяными колесами или паровыми двигателями, передавалась на токарный станок посредством линейного вала, что позволяло быстрее и легче работать. Металлообрабатывающие токарные станки превратились в более тяжелые станки с более толстыми и жесткими деталями. Между концом 19 и серединой 20 веков отдельные электродвигатели на каждом токарном станке заменили линейный вал в качестве источника энергии. Начиная с 1950-х годов сервомеханизмы применялись для управления токарными станками и другими станками с помощью числового управления, которое часто сочеталось с компьютерами для создания числового программного управления (ЧПУ). Сегодня в обрабатывающей промышленности сосуществуют токарные станки с ручным управлением и ЧПУ.

Конструктивные элементы станков токарно-винторезной группы

Любой токарно-винторезный станок, относящийся к категории универсального оборудования, позволяет выполнять следующие виды обработки деталей из различных материалов:

• развертывание отверстий;
• обтачивание и растачивание поверхностей различной конфигурации: фасонных, конических, цилиндрических;
• выполнение зенкерования и сверления;
• обработка торцов и их подрезка;
• нарезание резьбы различного типа.

Универсальный токарно-винторезный станок любой модели состоит из типовых узлов и механизмов, к которым относятся:

• суппорт станка;
• передняя и задняя бабка;
• коробка, обеспечивающая регулировку скоростей;
• несущая станина;
• шпиндель;
• электрическое оборудование;
• тумбы оборудования;
• гитары шестерен;
• ходовой валик;
• фартук оборудования;
• коробка, обеспечивающая выбор и смену подач;
• основной элемент токарно-винторезного станка, отличающий его от обычной токарной модели — ходовой винт.

Что характерно, конструктивные элементы токарно-винторезных станков разных моделей имеют не только одинаковое наименование, но и одинаковое расположение. К примеру, станки данной категории, выпущенные разными производителями (в том числе обладающие числовым программным управлением), практически идентичны по своей конструкции.

Основные узлы токарно-винторезного станка

Для обеспечения управления всеми рабочими системами в оснащение токарно-винторезных станков входят различные рукоятки и рычаги. Сюда, в частности, относятся:

• рукоятка, за счет которой выполняется изменение скорости вращения шпинделя;
• орган управления, отвечающий за выбор параметров нарезаемой резьбы (шаг и подача);
• рукоятка, отвечающая за выбор категории шага нарезаемой резьбы — увеличенного или нормального;
• орган управления, определяющий направление движения салазок (продольное или поперечное);
• рукоятка для управления верхними салазками;
• элемент управления для включения и отключения вращения ходового винта;
• управляющий элемент для выбора направления нарезаемой резьбы;
• включение и отключение основного двигателя;
• элемент, отвечающий за фиксацию пиноли и автоматический запуск продольной подачи;
• так называемый штурвал, который отвечает за передвижение пиноли;
• орган управления параметрами подачи;
• управления параметрами перемещения суппорта;
• элемент, отвечающий за фиксацию задней бабки;
• элемент управления направлением движения шпинделя, а также его остановкой.

Токарно-винторезный станок 1К62

Устройство токарно винторезного станка

Токарно-винторезный станок имеет свое индивидуальное устройство. Основной корпус техники является неподвижным, а инструмент начинает свою работу, нажатием специальных головок. Деталь, которая получается в процессе обработки можно применять в таких операциях. Сейчас многие считают, что использование токарно- винторезного станка осуществляется не оптимально. Обработку материалов можно увеличить и проводить с большей эффективностью. Но элементом, получаемым производителями после работы, обычно довольны.

Применение

Универсальный лёгкий винторезный токарный станок — это модель настольная, которая в основном применяется на небольших предприятиях или в домашних мастерских.

Самыми распространёнными предприятиями с такими моделями оборудования являются:

• Заводы, которые выпускают контрольно-измерительное оборудование и приборы.
• Предприятия, которые занимаются производством часовых механизмов.
• Опытно-экспериментальные отделы предприятий разных промышленных отраслей.

Предприятия машиностроительной и энергетической отрасли оснащают токарно-винторезным устройством тяжёлой группы. Ещё это оборудование применяется для обработки узлов деталей и элементов специальных механизмов:

• Для комплектации прокатного тяжёлого оборудования.
• Для оснащения транспорта железнодорожного (колёсных пар и прочего).
• Механизмов турбинных.

Но наиболее распространены станки со средним весом. Именно благодаря им можно выполнять чистовые и получистовые металлообрабатывающие операции и нарезать разнообразные резьбы.

У универсального винторезного токарного станка средней степени тяжести есть много преимуществ. К ним относятся:

• Высокая мощность двигателя и жёсткость конструкции, которые позволяют выполнять разнообразные работы с заготовками из металла и другого вида материала.
• Широкий диапазон частот вращения шпинделя и подач рабочего инструмента.

Кроме того, это оборудование оснащается разнообразными приспособлениями и механизмами, которые:

• Делают более безопасным и комфортным труд обслуживающего персонала.
• Позволяют с большей точностью проводить обработку изделия.
• Значительно расширяют функциональность.

Такие элементы дополнительного оснащения позволяют на токарно-винторезном оборудовании автоматизировать многие процессы обработки элементов.

Стоит сказать отдельно и о токарно-винторезном оборудовании с числовым программным управлением. В советское время оно одновременно выпускалось несколькими предприятиями. Как правило, подобным оборудованием оснащались предприятия, занимающиеся выпуском большой номенклатуры продукции мелкосерийной.

Устройство оборудования такого типа и возможность быстрой переналадки делает его незаменимым в тех случаях, когда необходимо за минимальное количество времени перейти на выпуск элементов другой модификации.

Как правило, токарное оборудование применяется для обработки внешних поверхностей, имеющих цилиндрическую форму. В таких ситуациях в качестве инструмента используется резец проходной. Обычно припуск по длине обрабатываемого элемента составляет 7−12 миллиметров. Такой припуск в размере необходим для того чтобы обрабатываемую заготовку можно было отрезать на нужную длину и провести обработку её торцов.

Для того чтобы подрезать торец обрабатываемого элемента могут применяться резцы нескольких видов:

• Подрезные.
• Прямые проходные.
• Упорные.

Для подрезки и обтачивания небольшого отступа на детали используется упорный тип резцов.

А ещё при помощи универсального токарного оборудования можно на деталях прорезать канавки разной глубины. Для этого используется специальный канавочный инструмент, а процедура проводится на малых скоростях вращения шпинделя.

По аналогичному принципу выполняется и обрезка готового изделия. Процесс отрезки заканчивают тогда, когда в месте отреза диаметр перемычки доходит до величины 2−2,5 миллиметра. В этот период останавливается процесс отрезания, а готовое изделие просто отламывается от заготовки.

Станки с ЧПУ

Токарный станок с системой управления ЧПУ

Развитие вычислительной техники привело к созданию станков с программным управлением. В СССР выпускалось большое количество типов станков с ЧПУ — 16К20 («Красный пролетарий», Москва), 16Б16 (Куйбышев), ЛА155 (Ленинград) и др. Станки с ЧПУ заняли нишу между универсальными и агрегатными станками при производстве большой номенклатуры продукции (обеспечивается библиотекой программ обработки) относительно небольшими партиями (десятки и сотни штук). Малое время переналадки и высокая повторяемость обработки на станках с ЧПУ позволили резко увеличить выход годных деталей при многооперационной обработке. Базовыми системами ЧПУ в СССР были НЦ-31 и 2Р22 (токарная группа) и 2С42 и 2Р32 (фрезерная группа).

Сегодня ведущие производители станков с ЧПУ — Китай, Тайвань, США, Испания, Италия, Япония и Германия.

Токарно-винторезный станок — оси

Токарно-винторезный станок оси – это достаточно новое оборудование. Но, тем не менее, он уже успел завоевать популярность у специалистов промышленной сферы. Токарный станок оси, иначе называемый ОЗУ, объединяет в себе черты обычных токарных инструментов с пинолем стиля оси.

На токарном станке данного типа принцип работы достаточно простой и понятный даже тем людям, которые никогда не сталкивались с промышленностью. В момент, когда оборудование стыкуется с заготовкой, которую нужно обработать, то он начинает скользить по её поверхности. И поэтому процесс обработки становится быстрым, легким, ну и качественным.

3 Распространенные приемы работы на станках токарно-винторезной группы

Чаще всего на токарном оборудовании производят обработку (при помощи проходных резцов) цилиндрических внешних поверхностей. Деталь в этом случае вставляется в патрон с припуском от 7 до 12 миллиметров (подразумевается, что необходимая длина изделия будет меньше именно на указанную величину). Потребность в таком «запасе» обусловлена тем, что токарю нужно будет отрезать готовую заготовку, а также произвести обработку ее торцов.

Для подрезки торца используют упорные или прямые проходные, а также подрезные резцы. Слой металла с торцевой поверхности снимают перемещением проходного резца в поперечном направлении. Если применяется подрезной инструмент, деталь обрабатывается от ее центра в продольном направлении. Для выполнения операции подрезки и обтачивания малых уступов на изделии обычно используют упорный резец.

Когда на токарно-винторезном агрегате выполняется процедура прорезания канавок снаружи заготовки, оператор пользуется специальными канавочными инструментами. С ними работают на малых скоростях (по сравнению с процедурой подрезания торцов скорость шпинделя задается в 4–5 раз меньшая). Канавки при этом прорезают без приложения усилий, максимально плавно и мягко.

По аналогичному принципу осуществляется и отрезание готового изделия. Эту операцию завершают в тот момент, когда сечение перемычки на обрабатываемой детали составляет около 2,5 миллиметров. После чего агрегат останавливается, из прорези выводится резец, а затем изделие просто-напросто отламывается.

Распространённые модели станков

Режим функционирования токарно-винторезных станков определяется двумя главными особенностями, характерными для любых моделей.

• Высота центров. Так называют расстояние между контуром станины вверху и шпиндельной вращательной осью. Показатель определяет, какого диаметра детали помещаются внутри оборудования.
• Между центрами расстояние отличается у разных моделей, от этого зависит допустимая длина.

16К40 – одна из моделей, получивших наиболее широкое распространение. Гарантирован класс Н во время обработки. На станке выполняют основные операции, включая сверление и точение, растачивание, резьбу.

16к40 – средний класс оборудования.

Оборудование, созданное в 80-ых годах прошлого века, чаще всего встречается у владельцев производственных объектов. Это касается моделей 163, 16В20, 1И611П, б16Д25, и так далее.

Заключение

Токарно-винторезные станки облегчают обработку деталей, обладающих разными габаритами и формами. Дополнительное оборудование расширяет список операций, выполняемых инструментами. Современные электрические двигатели и моторы делают работу быстрой и безопасной, бесшумной даже при большом количестве станков, установленных на территории предприятия или цеха.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Вертикально-фрезерный станок 6Р13 — техн... Шлифовально-полировальные станки по мета... Алмазно-расточные станки — принцип работ... Профессия токарь — описание, код специал...