Конструкция и принцип работы токарного станка по металлу, основные узлы, схемы

Конструкция токарного станка

Основными узлами являются:

• Станина — несущая конструкция, на которой расположены все узлы.
• Передняя бабка — в ней находится шпиндель, который вращается с деталью, и коробка скоростей.
• Задняя бабка — дополнительно фиксирует деталь во время обработки в центрах. Пиноль служит для крепления режущего инструмента (сверла, развертки).
• Суппорт — несет резцедержатель, в который крепятся токарные резцы. Перемещается в поперечном и продольном направлении на заданной скорости.
• Коробка подач — обеспечивает движение от ходового винта или вала на суппорт.

Важно!
На большинстве моделей главные узлы унифицированы.

Как правильно использовать токарный станок

Это оборудование дорогое, и важно обеспечить для него наилучшие условия работы

Нужно обратить внимание на следующие особенности токарных станков:

1. Оптимальная температура для работы 1-35 гр. В том случае, когда оборудование промёрзло и было перенесено в тёплое помещение, его нельзя включать на протяжении 8 часов. За это время он полностью адаптируется к новым условиям. Если включить сразу, наличие конденсата может повредить электродвигатель.

2. Нужно следить за влажностью воздуха. Если она превысит 80 гр., то повысится риск поражения электрическим током. В результате не только человек получит травму, но и электромотор может быть повреждён.

3. Необходимо аккуратно производить установку станка. Это основное условие сохранения жёсткости. Он должен стоять на идеально ровной поверхности. В противном случае произойдёт потеря жёсткости системы из-за перекоса и повышенной вибрации.

4. В зависимости от выбранной модели необходимо обеспечить подходящее электропитание. Станок использует 220 или 380 В в зависимости от выбранной модели. Узнать, какое напряжение питания требуется можно в инструкции по эксплуатации оборудования.

5. В процессе работы нужно использовать защитные средства. Они помогут избежать травм. Можно использовать робу, очки, закрытую обувь, головной убор, а также маску или респиратор.

Создание подходящих условий на рабочем месте позволит добиться высокой производительности, длительного срока эксплуатации токарных станков и позволит избежать случайных травм.

Существуют правила, запрещающие работу на токарном станке в следующих условиях:

1. Если в это время выполняются наладочные работы.

2. В том случае, когда элементы оборудования имеют значительный износ.

3. Применяются неисправные инструменты.

4. Исправлять имеющиеся неисправности, относящиеся к электрической системе станка, самостоятельно.

5. Разрешать посторонним лицам здесь работать.

6. Отходить от работающего оборудования даже на короткое время.

Даже если неисправности относятся только к ограждающему оборудованию, это исключает возможность использование токарных станков.

Токарные станки после капитального ремонта: восстановление и эксплуатация

В тех ситуациях, когда токарное оборудование вышло из строя, совершенно не обязательно приобретать новый дорогостоящий агрегат. После грамотного ремонта токарные станки вновь будут в состоянии качественно и эффективно выполнять все технологические операции по обработке металла. Прежде чем разбираться в таком процессе, как ремонт токарного станка, необходимо вспомнить, что собой представляет токарная обработка и как устроено оборудование для ее осуществления.

Далеко не всегда есть возможность покупать новое оборудование. Выход один — ремонт

Некоторые особенности шабрения направляющих

Поскольку шабрение является одним из наиболее распространенных методов ремонта направляющих станины, рассмотрим последовательность выполнения данной технологической операции.

• Сначала обработке подвергаются участки под задней бабкой, которые страдают от износа меньше всего.
• Затем рассматриваемые узлы токарного станка обрабатываются под прижимными планками и под кареткой. Отклонения от параллельности после такой обработки не должны превышать 15 мкм по длине элементов.
• После этого выполняют шабрение направляющих поперечного суппорта, контролируя их прямолинейность и параллельность.
• Следующий этап ремонта – это обработка ответных направляющих каретки. Контроль за выполнением этого процесса, при котором должна быть обеспечена параллельность между винтовой осью и направляющими (расхождение – не более 35 мкм), осуществляют при помощи трехгранной линейки.
• В том случае, если продольные направляющие каретки изношены достаточно сильно, для их ремонта обязательно используют антифрикционные составы. После выполнения данной процедуры контролируются следующие параметры: соосность ходового вала и его посадочной зоны; надежность зацепления реечной шестерни и самой рейки, обеспечивающих точное перемещение каретки в продольном направлении; перпендикулярность оси шпиндельного узла и поперечного передвижения суппорта.
• После этого выполняется ремонт задней бабки токарного станка (вернее, направляющих, по которым передвигается данный узел), для чего также используется антифрикционный состав.

Более подробно познакомиться с процессом шабрения направляющих станины в рамках ремонта токарного станка можно, просмотрев видео такого процесса.

Как выполняется ремонт каретки суппорта

Капитальный ремонт каретки суппорта предполагает восстановление ее нижних направляющих, сопряженных с направляющими станины. Кроме того, при восстановлении данного узла необходимо добиться перпендикулярности плоскости его перемещения к плоскостям, на которых фиксируются фартук токарного станка и его коробка подач. Для выявления степени отклонения данных плоскостей от нормы используются уровень и щупы различной толщины.

Каретка токарного станка в результате выполнения капитального ремонта должна быть выставлена параллельно поперечному ходу суппорта с точностью 0,02 мм на длине 300 мм. Этот параметр проверяется при помощи специального индикатора, который закрепляется в резцедержателе токарного станка.

Ремонт направляющих каретки

Восстановление параметров направляющих каретки выполняют при помощи специальных компенсационных накладок или акрилопласта, а поперечные салазки ремонтируются при помощи шлифовки. Верхние салазки суппорта, если они нуждаются в ремонте, сначала подвергают шабрению и выверке, затем их шлифуют.

Установка ходового винта и вала

Порядок совмещения осей ходового винта и вала с коробкой подач и фартуком токарного станка хорошо демонстрирует видео такого процесса.

Выполняется эта процедура в следующей последовательности.

• Корпус коробки подач токарного станка фиксируют на станине.
• Продольные салазки монтируют в середине станины, закрепляя винтами их заднюю прижимную планку.
• Фартук токарного станка соединяют с кареткой при помощи винтов.
• В отверстия фартука и коробки подач, в которые входят ходовой винт и вал, вставляют контрольные оправки.
• Каретку с фартуком подводят к коробке подач и в зоне соприкосновения контрольных оправок определяют величину их несоосности.
• Добиваются соосности оправок путем установки новых накладок, шабрения направляющих станка или переустановки коробки подач.

Фото и описание устройства

Несложная конструкция оборудования позволяет быстро освоиться с технологическим процессом обработки металлических изделий даже начинающему токарю.

Общий вид

Основа выполнена из литого чугуна, с помощью винтовых отверстий станок крепится к столешнице. В центре стола расположен ящик для хранения всевозможных инструментов и приспособлений.

Правая коробка предназначена для хранения резцов и шестерней.

Внутри левой коробки расположен привод, состоящий из двигателя, промежуточного вала и двух передач. Промежуточный вал регулирует степень натяжения ремня эксцентриковым устройством, вращающий главный вал. Тот, в свою очередь, вместе с двигателем, оснащены ступенчатыми шкивами, обеспечивающими вращение шкива на шести разных скоростях.

Резцедержка передвигается благодаря ходовому винту и гайке, установленных в переднем отсеке рабочего основания.

Чертеж

1. станина;
2. передняя бабка;
3. привод станка;
4. механизм подач;
5. фартук;
6. суппорт;
7. задняя бабка;
8. стол;
9. электрооборудование;
10. принадлежности и инструмент.

Расположение органов управления

В список основных органов управления станком включены следующие механизмы:

• выключатель;
• рукоять, изменяющая частоту вращения шпинделя;
• рукоять, меняющая направление подачи;
• кнопочный модуль;
• рычаг, закрепляющая головку резца;
• рычаг запуска маточной гайки;
• рычаг перемещения верхних салазок;
• рычаг перемещения поперечных салазок;
• рукоятка, закрепляющая положение пиноли задней бабки;
• маховик осевого движения пиноли задней бабки;
• маховик продольного движения суппорта.

Кнопочная станция и переключатель скорости вращения шпинделя размещены на лицевой поверхности стола, остальные, непосредственно, на самом агрегате.

Шпиндельная бабка

Передняя бабка состоит из корпуса, металлического удила и вала с трехступенчатым шкивом. Основной задачей является вращение рабочего кардана, соединенного с радиально-упорным подшипником, установленным в передней части вала.

Основной вал также имеет шкив, обеспечивающий заданную скорость вращения электродвигателем. С помощью трензеля предусмотрено обратное вращение вала.

Два конусообразных подшипника удерживают шпиндель и шкив. Меняя расположение подшипника с помощью гайки, регулируется зазор между ним и шпиндельным узлом.

Устройство переключения скоростей и подач

В ТВ-16 коробка переключения скоростей и подач отсутствует. Скорость шпинделя регулируется сменой ремней между зазорами шкивов, получая таким образом, один из 6 режимов. Меняя шестерни в гитаре, управляют шагом нарезаемой резьбы или скоростью подачи.

Зубчатый узел расположен в закрытой коробке, на дверце которой установлен выключатель, останавливающий, в целях безопасности, работу оборудования в случае открывания двери во время рабочего процесса.

Фартук

Фартук, управляемый рукоятью на корпусе, приводит в движение суппортный ход. Каретка специальными винтами прикреплена к фартуку устройства.

Разъемную гайку, расположенной в фартуке, приводит в движение рукоять. При включенной гайке резцедержатель подается ходовым винтом. При выключенной — выполняется вручную, вращая маховик.

Суппорт

Суппорт отвечает за фиксацию и передвижение режущих инструментов по наклонному, продольному и поперечному направлениях. Узел включает в себя резцедержку, каретку и салазки.

Каретка движется параллельно станине по направляющим, на ней установлены все составляющие суппорта. Ходовой винт и шестерни с рейкой обеспечивают продольное движение суппорта.

Задняя бабка

Задняя бабка с шестиугольными направляющими обеспечивает правильное расположение длинных деталей при перемещении по станине. Выполняет роль дополнительной опоры, фиксируется пазовым болтом.

Старые советские модели станков по дереву и металлу

Советское оборудование все еще эксплуатируется на производстве. Некоторые принципиально предпочитают оборудовать домашние мастерские агрегатами из СССР.

Важно!
На советское оборудование иногда проблемно найти оснастку или комплектующие в случае поломки.

Токарно-винторезный станок ИТ-1М

Станок облегченного типа предназначался для наработки практики в мастерских. Позволяет обрабатывать цилиндрические заготовки снаружи, сверлить и растачивать, нарезать резьбу. В настоящее время снят с производства.

Токарно-винторезный станок ТВ-6

Появился на рынке в 80-х годах. Применяется в основном для обучения будущих токарей в мастерских и учебных центрах. Позволяет выполнять базовые операции.

Характеристики:

• Диаметр шпинделя — 12 мм.
• Частота вращения шпинделя — 130-170 об./мин.
• Расстояние между центрами — 350 мм.
• Максимальная длина обработки — 300 мм.

Токарные станки Универсал 2 и Универсал 3

Настольные станки для изготовления мелких деталей. Возможно выполнение большинства токарных работ. Максимальный диаметр и длина заготовки — 12,5 см и 18 см.

Токарный станок ТШ-3

Выполняет функцию точильного и шлифовального агрегата. Пригоден к эксплуатации в домашней мастерской и промышленных целях. Кроме классических токарных работ, агрегат пригоден для финишной шлифовки изделий и заточки режущих, а также слесарных инструментов.

1Е61М, 1Е61ПМ, 1Е61ВМ токарно-винторезные станки

Относятся к специальным станкам, обеспечивающим более высокую точность обработки. Все три модификации относятся к токарно-винторезной группе с высотой над центрами 175 мм.

Диаметр обрабатываемого прутка не превышает 32 мм. Максимальное расстояние перемещения суппорта составляет 200 мм.

Токарно-винторезный станок 1М63Н

Многофункциональный агрегат, предназначенный для выполнения всех типов токарных операций. Данная модель позволяет также работать с коническими поверхностями и нарезать многозаходные резьбы.

Буква Н в маркировке говорит о способности получить размеры нормальной точности. Возможна установка дополнительной оснастки при работе с крупногабаритными заготовками.

Токарно-револьверный станок 1341

Станок револьверной группы позволяет выполнять обработку с использованием нескольких инструментов одновременно. Доступные операции:

• Обработка наружных и внутренних поверхностей.
• Нарезка резьбы.
• Сверловка, зенкование, развертывание.
• Работа с фасонными поверхностями.

Обработка выполняется в автоматическом и полуавтоматическом режиме. Возможно изготовление деталей из прутка и штучных заготовок.

Токарно-винторезный станок 1Н65

Усовершенствованная модификация агрегата 1М65. Возможна обработка цилиндрических и конических деталей, а также сложных фасонных поверхностей.

Технические характеристики:

• Высота центра над станиной и суппортом — 500 и 325 мм.
• Диаметр шпинделя — 128 мм.
• Максимальный вес заготовки — 5 т.
• Максимальный диаметр заготовки в кулачках — 870 мм.

Токарно-винторезный станок 1М63

Разработан в 50-х годах для обработки заготовок из разного металла. По тем временам это был агрегат с уникальными характеристиками, и его закупали крупные промышленные предприятия. Он обеспечивал высокое качество и точность обработки при точении изделий любой сложности.

Станок токарно-винторезный 1А616

Агрегат выпущен в 50-х годах прошлого века. В ту эпоху технические характеристики были одними из лучших. На многих предприятиях станок успешно используется по сей день.

Оборудование предназначено для широкого спектра работ с небольшими заготовками. Буква А говорит про особо высокую точность обработки. Возможно нарезание модульной, дюймовой, питчевой резьбы без перестройки кинематики.

Токарный школьный станок ТВ-4

Разрабатывался для обучения токарному делу в школьных мастерских и учебных центрах. Универсальный станок, пригодный для выполнения базовых токарных операций. Имеет небольшой вес и габариты, из-за чего пользуется популярностью в домашних мастерских.

Токарный станок по металлу Школьник ТВ-7

Станок с ручным управлением, предназначен для обработки заготовок 100-300 мм. Поддерживает четыре скоростных режима. Позволяет выполнять базовые операции — наружное точение, расточка, нарезка метрической резьбы, обработка торца, сверление отверстий. Назначение — практическое обучение будущих токарей.

Настольный токарный станок по металлу ТВ-16

Станок с малыми габаритами для выполнения операций средней сложности. Доступно сверление отверстий, нарезка резьбы, наружное точение, расточка.

Параметры:

• Расстояние между центрами — 250 мм.
• Максимальный диаметр заготовки над станиной — 160 мм.
• Диаметр отверстия шпинделя — 18 мм.
• Мощность — 0,4-0,5 кВт.

Назначение и область применения универсального станка по металлу

Детали, обрабатываемые универсальными токарно-винторезными станками, в основном изготовлены из черных и цветных металлов.

Точение конусов ин нарезание резьбы – дополнительные функции станка. Если в комплекте идут дополнительные инструменты и сверла, то функциональные возможности станка еще больше.

Поскольку данные станки имеют большие габариты и внушительный вес, их редко можно встретить в частных мастерских. Сферы применения:

• производство мелких серий продукции;
• единичный выпуск и обработка деталей;
• в редких случаях – массовое производство.

Но в промышленных масштабах токарно-винторезные станки используются редко.

Как устроен токарный станок

Для начала – посмотрим на фото токарного станка по металлу и расскажем несколько слов о его устройстве.

Основа станка – это станина, как правило, отлитая из чугуна. На ней расположены все остальные элементы.

Заготовка детали укрепляется между передней (шпиндельной) бабкой, на которой расположен шпиндель, и задней бабкой. Шпиндель представляет собой металлический вращающийся вал с коническим отверстием в центре. В нем можно закрепить патрон для детали, планшайбу и другие необходимые приспособления.

Кроме того, на передней бабке есть коробка передач с рычагами для регулировки частоты вращения шпинделя.

Задняя бабка – узел, который нужен для фиксации детали с другой стороны. Также на ней можно устанавливать метчики, сверла, и другие инструменты, которые требуются для обработки детали. Для этого предназначена пиноль – цилиндр, в центре которого, как и у шпинделя, есть коническое отверстие.

Установленную на специальной плите, заднюю бабку можно передвигать вдоль станины. Таким образом можно отрегулировать расстояние между ней и шпинделем, и прочно зафиксировать заготовку детали. Подвижная задняя бабка нужна и тогда, когда требуется просверлить в детали сквозное отверстие.

Параллельно оси станка перемещается каретка, на которой укреплен суппорт. На суппорте стоит резцедержатель, головка которого способна поворачиваться и вести резец не только продольно, но и в поперечном направлении. Головку резцедержателя можно фиксировать под различными углами.

Принцип работы

Технология токарной обработки включает в себя основные и вспомогательные операции. Первые — это сама металлообработка, а вторые — все, что связано с подготовкой и завершением цикла обработки заготовки. В общем виде их последовательность при точении одной поверхности детали выглядит так:

1. Базирование заготовки. Выполняется ее загрузка, центровка, необходимые измерения и фиксация зажимными приспособлениями.
2. Размещение оснастки. При необходимости устанавливается оснастка и приспособления, используемые в процессе работы.
3. Выбор и фиксация резца. Согласно технологической карте отбирается соответствующий резец и устанавливается в резцедержатель или поворотную инструментальную головку.
4. Запуск вращения шпинделя. Задается скорость вращения и включается главный привод.
5. Позиционирование в исходную точку. Резец выводится в точку начала резания и устанавливается на заданном расстоянии от поверхности
6. Включение подачи. Включается поперечное перемещения резца, которое по достижении заданной глубины точения переключается на продольное.
7. Рабочий проход. Выполняется проход на заданной глубине со снятием металлической стружки.
8. Отвод резца. По достижении конца обрабатываемой поверхности продольное перемещение переключается на поперечное, и резец отводится от поверхности.
9. Новое позиционирование. Резец отводится в исходное положение (или позиционируется для нового прохода).
10. Измерение. Замеряется геометрия обработанной поверхности.
11. Снятие детали. Расфиксация детали и снятие ее вручную или с использованием грузоподъемных механизмов.

На основании параметров технологического процесса технолог рассчитывает нормы вспомогательного и основного времени. С учетом этих данных определяются экономические показатели изготовления изделия. Автоматизированная механообработка намного сокращает трудозатраты на единицу продукции и увеличивает коэффициент загрузки оборудования.

Токарные работы на станке с ЧПУ

При токарной обработке с ЧПУ станок выполняет почти все действия по заданной программе, а участие станочника-оператора требуется только при установке и снятии детали и проверке инструмента, а также замере готового изделия (иногда это делается автоматически). Значительное сокращение вспомогательного времени во много раз повышает экономическую эффективность механообработки. Поэтому все современное токарное оборудование с ЧПУ имеет в своем составе:

• быстрозажимную оснастку для закрепления заготовки;
• револьверные головки с программным позиционированием;
• цифровые электроприводы главного привода и всех осей перемещения;
• программно-управляемые вспомогательные устройства.

Такое оборудование тоже называется «токарным», поскольку в его основе лежит традиционная компоновка. Но на самом деле это уже обрабатывающие центры широкого профиля.

Виды токарных резцов

Широкий круг решаемых задач, которые возникают при создании конструкций из дерева, требует большого количества токарных приспособлений различного назначения. Современные производители предлагают большое многообразие таких изделий. На любой токарный резец возложено выполнение определённых практических задач. Каждый токарный резак состоит из двух частей: рабочей части, производящей обработку или резание и элементов крепления. На рабочую часть выделяют примерно 20 сантиметров от всей длины металлической заготовки. Такой размер обеспечивает свободу манёвра инструментом, что гарантирует точность выполнения требуемых операций. Запас по длине позволяет много раз производить обработку режущей части. Длина хвостовой части определяется длиной будущей ручки. Она должна обеспечивать безопасную работу.

Несмотря на большое многообразие подобных инструментов, все типы токарных резцов можно классифицировать по следующим признакам:

• характеру выполняемых задач;
• материалу, из которого он изготовлен;
• форме наконечника и значению углов заточки.

Такая классификация токарных резцов позволяет точно определить их область применения. По характеру решаемых задач они могут быть отрезными и обрабатывающими. В качестве материала для их изготовления выбирают марки сталей, обладающие повышенной твёрдостью. Это позволяет создать хорошо режущую переднюю кромку.

Токарные резцы, подразделяются на следующие виды:

• отрезные;
• стамески;
• скребки.

Стамески делятся на две группы. Первая предназначена для грубой обработки или резания. Вторая —  применяется для окончательной или чистовой обработки.

В основном они обладают четырьмя формами режущей кромки:

• прямой или плоской;
• радиусной;
• в виде скобы;
• уголковой.

Ширина стамески выбирается в зависимости от размера заготовки. Она изменяется от четырёх до тридцати миллиметров. Основная группа токарных стамесок имеет лезвие, позволяющее вытачивать необходимые фигуры на плоской поверхности. Для придания определённого рифления изготавливаются специальные стамески. К ним относятся:

• рейер полукруглый (его название определяется формой лезвия. С его помощью производят предварительную обработку подготовленной заготовки);
• мейсель имеет обоюдоострую режущую кромку, угол схождения граней достигает 25 градусов. Он идеально подходит для вытачивания различной величины углублений, проточки канавок, вырезания фигур и рисунков. С его помощью осуществляют чистовую обработку поверхности;
• стамеска- крючок (предназначен для изготовления в поверхности различных углублений, Их величина зависит от диаметра крючка);
• стамеска гребёнка – позволяет нарезать резьбу на внешней и внутренней стороне деревянного изделия (с её помощью изготавливают деревянные метизы, для последующего крепления отдельных деталей);
• стамеска-скребок – применяется для чистовой обработки деталей, имеющих поверхность цилиндрической формы.
• клюкарзы (к ним относятся угловые стамески. Они применяются для вырезания на поверхности изделия сложных и объёмных рисунков, орнаментов, барельефов или различных декоративных украшений);
• клепики (применяется для тонкой доработки рельефной поверхности. Особенно она полезна для изготовления сложных изображений, выборки древесины в труднодоступных местах).

Следовательно, стамески могут быть плоские или фигурные. Основными характеристиками, на основании которых производится классификация резцов является форма будущего изделия и его художественное оформление. Работа стамесками производится вручную. Качество получаемого изделия во многом зависит от качества токарного инструмента, плотности древесины и квалификации мастера.

Чистовая обработка производится токарными резцами с углом заточки в правую или левую сторону. Опыт проведенных работ показал, что наиболее приемлемым является угол равный 70-75 градусов. Для финишной зачистки используют токарные изделия, заточенные под углом в 20-25 градусов.

Для решения более сложных (нестандартных) задач применяют фасонные резцы. К ним относят токарные изделия, обладающие режущей частью в форме полукруга.

Многообразие предлагаемых в продаже токарных резцов и возможность самостоятельного изготовления позволяет выбрать такой инструмент, который позволит решать самые сложные задачи и создавать неповторимые детали с самыми причудливыми рисунками из любых типов древесины.

Related Posts via Categories

• Характеристики 1К62 – особенности станка в цифрах
• 1М63 – солидный инструмент для токаря и мастера резьбы
• Школьный токарный станок – почему он популярен не только на уроках труда?
• Токарный мини-станок – незаменимое оборудование для миниатюрной обработки
• ДИП-500 – токарно-винторезный станок для единичных работ
• Токарный станок JET BD-7 – настольный агрегат для бытового использования
• Приспособления для токарного станка – как сделать агрегат более функциональным?
• ИЖ-250 – легендарный токарный станок Ижмаша
• Корвет 403 – функциональный токарный станок для любителей и профессионалов
• TRENS SE 320 и другие станки известного европейского производителя