Шпиндельная бабка токарного станка. Токарная обработка материалов

С помощью любого , посредством которого может выполняться обработка как металлических, так и неметаллических деталей, осуществляются операции точения.

Конструктивные элементы станков токарно-винторезной группы

Любой , 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 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 , 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.

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.

Классификация универсальных токарных станков

Выделяют в зависимости от нескольких параметров, к числу которых относятся:

• масса оборудования;
• максимальная длина детали, допускаемой к обработке на токарно-винторезном станке;
• максимальный диаметр такой детали.

Длина детали, обрабатываемой на токарно-винторезном станке той или иной модели, зависит от того, какое расстояние выдержано между его центрами. Если рассматривать диаметр заготовки, которую позволяет обрабатывать конкретный , то данный параметр находится в диапазоне от 100 до 4000 мм. Следует иметь в виду, что модели станков, на которых могут обрабатываться детали одинаковых диаметров, могут отличаться длиной обрабатываемых заготовок.

Универсальные токарные станки могут иметь различный вес. Так, по данному параметру оборудование относят к одной из следующих категорий:

• тяжелые станки, вес которых может доходить до 400 тонн (на токарно-винторезных станках данной категории можно обрабатывать детали с диаметром 1600–4000 мм);
• станки весом до 15 тонн (на таком оборудовании можно обрабатывать детали диаметром 600–1250 мм);
• оборудование массой до 4 тонн (с допустимым диаметром обрабатываемых деталей 250–500 мм);
• легкие станки, вес которых не превышает 0,5 тонн (на таком оборудовании можно обрабатывать детали с диаметром 100–200 мм).

Легкий универсальный токарный станок - это настольная модель, которая используется, как правило, в домашних мастерских или на небольших предприятиях.

Наиболее распространенными типами предприятий с такими токарно-винторезными станками являются:

• опытно-экспериментальные участки предприятий различных отраслей промышленности;
• предприятия, занимающиеся производством часовых механизмов;
• заводы, выпускающие приборы и контрольно-измерительное оборудование.

Токарно-винторезными станками тяжелой группы оснащают предприятия энергетической и машиностроительной отрасли. Устройства этого типа также применяют для обработки элементов специальных механизмов и узлов – деталей:

• турбинных механизмов;
• для оснащения железнодорожного транспорта (колесных пар и др.);
• для комплектации тяжелого прокатного оборудования.

Однако наибольшее распространение получили токарно-винторезные станки, относящиеся к средней категории. Именно за счет использования таких станков можно выполнять получистовые и чистовые металлообрабатывающие операции, а также нарезать резьбы различных категорий.

Универсальный токарный станок, относящийся к средней категории, обладает целым рядом весомых преимуществ: широкий диапазон подач рабочего инструмента и частот вращения шпинделя, высокая жесткость конструкции и мощность двигателя, позволяющая выполнять широкий перечень работ с заготовками из металла и других материалов.

Токарно-винторезные станки средней категории, кроме того, оснащаются различными механизмами и приспособлениями, которые значительно расширяют их функционал, позволяют делать обработку с большей точностью, делают труд обслуживающего персонала более комфортным и безопасным. Такие элементы дополнительного оснащения, что удобно, позволяют автоматизировать многие процессы обработки заготовок на токарно-винторезных станках.

Отдельно следует сказать о токарно-винторезных станках с числовым программным управлением (ЧПУ), которые в советское время выпускались одновременно несколькими предприятиями. Такими станками, как правило, оснащались предприятия, которые занимались выпуском большой номенклатуры мелкосерийной продукции. Устройство данного типа и возможность его быстрой переналадки делает его просто незаменимым в тех ситуациях, когда необходимо быстро перейти на выпуск деталей другой модификации.

Основные технологии обработки деталей на токарно-винторезных станках

Токарное оборудование, как правило, используется для обработки внешних поверхностей цилиндрической формы. В качестве инструмента в таких ситуациях используется проходной резец. Припуск по длине обрабатываемой детали обычно составляет от 7 до 12 мм. Такой запас размера необходим для того, чтобы можно было отрезать обрабатываемую заготовку на требуемую длину и выполнить обработку ее торцов.

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.

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.

Если посмотреть на чертеж любого агрегата, предназначенного для токарной обработки металлов, можно понять, что конструкция и устройство токарного станка являются почти полностью идентичными для разных моделей установок.

1 Станина и передняя бабка токарного агрегата

Можно выделить следующие основные узлы любого станка для выполнения токарных работ по металлу – станина, две бабки (передняя и задняя), фартук, суппорт, коробки подач и скоростей, шпиндель, электродвигатель. Все механизмы и части токарного агрегата устанавливаются тем или иным образом на станине. Именно этот узел представляет собой базовый центр станка.

Станина – это продольные стенки в количестве двух штук, которые между собой соединяются поперечными ребрами, увеличивающими общую жесткость установки. Интересующий нас узел, кроме того, располагает несколькими направляющими, часть из коих имеет призматический вид. Задняя бабка в токарных агрегатах всегда располагается на внутренних направляющих. По ним она передвигается на требуемое при работе расстояние.

На левом конце станины устанавливается передняя бабка, которая поддерживает заготовку при обработке и придает ей вращение.

На внешней стороне передняя бабка располагает рукоятками еще одной важной части станка – коробки скоростей. Эти рукоятки позволяют выбирать во время работы нужное число оборотов шпиндельного узла. На табличке, которую прикрепляют к бабке (имеется в виду передняя бабка), есть схематический чертеж с указанием того, каким именно образом нужно поворачивать рукоятку, чтобы выставить требуемые обороты. Шпиндель вращается в подшипниках качения либо скольжения в корпусе бабки. На окончание шпинделя с резьбой надевается патрон поводкового или кулачкового типа.

Данный узел необходим для передачи вращения детали, устанавливаемой на токарный агрегат для обработки. Крайние направляющие станины (они являются призматическими) строго выверяют на их взаимную параллельность и прямолинейность. По направляющим движется каретка – нижняя часть суппорта. Если направляющие станка не соответствуют требованиям, указанным выше, детали будут обрабатываться некачественно.

2 Задняя бабка токарной установки по металлу

Этот узел дает возможность надежно фиксировать протяженные детали в тех случаях, когда их помещают в обрабатывающий центр. Кроме того, задняя бабка служит для крепления разных рабочих приспособлений (например, метчиков, разверток, всевозможных видов сверл и т.д.). Если схема передней бабки всегда одинакова, то задняя бабка может быть нескольких разновидностей. Она может иметь: обычный центр; встроенный вращающийся центр.

Центр, указанный вторым, ставится на те станки, на которых планируется скоростная обработка детали (применяется специальная кинематическая схема). Задняя бабка в этом случае будет иметь следующую конструкцию: выточенное отверстие в пиноли с коническими роликами и подшипниками в нем. Подшипник шарикового типа нужен для установки втулки с отверстием в форме конуса. В это отверстие помещается центр.

Упорный шарикоподшипник берет на себя осевое усилие. Втулка не сможет вращаться в тех случаях, когда пиноль соединяется с втулкой специально смонтированным стопорящим приспособлением. Если реализовывается такая кинематическая схема (ее чертеж набросать совсем несложно), задняя бабка может служить в качестве держателя развертки, сверла, любого зенкера и прочего центрового инструмента.

Когда бабка имеет обычный центр, ее корпус находится на плите, установленной на направляющих. В корпусе вырезается отверстие, по которому передвигается (в продольном направлении) гайка с пинолью. Центр либо хвостовик какого-либо рабочего инструмента вставляют в коническое отверстие на переднем торце пиноли, которую перемещают маховичком. Кроме того, есть возможность смещать пиноль поперечно к плите при помощи винтов. При обработке детали с пологим конусом такая возможность незаменима.

3 Описание шпинделя токарного станка

Шпиндель – это пустотелый стальной вал с отверстием конической формы. Данный узел агрегата по металлу считается самым главным (многие другие основные узлы станка созданы для обеспечения работы шпинделя). В нем имеется отверстие (коническое), предназначенное для монтажа разнообразных инструментов, оправок и переднего центра (чертеж токарного оборудования указывает, какие именно приспособления можно крепить в указанном отверстии).

На шпинделе предусмотрена резьба. На нее можно закрепить планшайбу на токарный станок по металлу либо патрон, который центрируется посредством буртика на шейке. На некоторых агрегатах на шпинделе есть еще и специальная канавка. При быстрой остановке шпинделя она исключает опасность не контролированного свертывания патрона. Чтобы узнать, есть такая канавка на той или иной токарной установке, следует тщательно изучить чертеж станка, где указываются все его основные и дополнительные части.

Исправность шпинделя и его правильное вращение являются ключевыми условиями для токарной обработки любой детали. Важно добиться того, чтобы этот узел не имел в радиальном и осевом направлении в подшипниках ни малейшего люфта, а также слабины. В тех случаях, когда возникают указанные негативные явления, резцедержатель и инструмент в нем начинают дрожать, что приводит к ухудшению качества обработки.

На большинстве известных агрегатов отечественного производства (например, на или на ) вращение шпинделя происходит в подшипниках скольжения. Хотя есть и оборудование с роликовыми и шариковыми подшипниками качения, которые считаются более жесткими и используются по этой причине на станках с большими скоростями обработки заготовок.

4 Суппорт токарного станка по металлу

Резцедержатель с установленным в него инструментом для обработки деталей перемещается благодаря суппорту в наклонном, поперечном и продольном по отношению к оси агрегата направлении. Движение рабочему инструменту сообщается на токарных станках как вручную, так и механически. Если посмотреть на чертеж суппорта стандартной токарной установки, можно понять, каким образом резцедержатель с резцом передвигается:

• в продольном направлении – по продольным салазкам (эти части станка также называют кареткой);
• в поперечном направлении – по поперечным салазкам (на них монтируется поворотная составляющая суппорта, которую несложно установить под требуемым по условиям обработки углом при помощи гаек).

Резцедержатели (резцовые головки) ставятся сверху суппорта. Конструктивно они могут быть одно- и многоместными. Обычный резцедержатель представляет собой корпус цилиндрической формы с прорезью. Рабочий инструмент (токарный резец) устанавливают в прорезь, а затем посредством болта закрепляют его. Снизу резцовая головка имеет форму буквы "Т", благодаря чему она без труда входит в паз суппорта (верхней его части). Существуют и другие варианты крепления резцедержателя.

5 Электрическая схема и электродвигатель токарного агрегата

Понятно, что никакая кинематическая схема функционирования станка для токарной обработки металлических изделий не может быть реализована, если на агрегате отсутствует электродвигатель. Двигатель может быть: асинхронным; постоянного тока. Электродвигатель асинхронного типа располагает литой чугунной либо алюминиевой станиной, ротором и статором. В зависимости от установленной на станок модели двигатель способен выдавать несколько скоростей вращения (либо одну).

Обычно электрическая схема токарного станочного оборудования работает за счет двигателя с короткозамкнутым ротором. Коробка передач (как следствие и коробка скоростей, и иные основные электрокомпоненты станка) в данном случае соединяется с "движком" либо посредством ременной передачи, либо напрямую с ротором.

На токарный агрегат может монтироваться и двигатель, позволяющий выполнять изменение скоростей вращения по бесступенчатому принципу. Он представляет собой устройство с независимым возбуждением, обеспечивающее регулировку частоты вращения в интервале 10 к 1. Такое оборудование применяется намного реже, так как короткозамкнутый двигатель характеризуется малыми размерами и высоким уровнем экономичности его применения.

Двигатель постоянного тока чаще используется для упомянутого выше бесступенчатого регулирования скоростей шпиндельного узла. Станину такого мотора делают из стали низкоуглеродистых марок (выбор материала неслучаен, он связан с тем, что станина является магнитопроводом), а сердечники его статора – из электротехнической стали. Добавим, что двигатель любого вида функционирует в комплексе с другим электрооборудованием, которое монтируется на токарный станок и обеспечивает его бесперебойную эксплуатацию по определенной электрической схеме.

По статистике около 60% всех изделий из металла проходит обработку на токарных станках. Даже простой аппарат способен выполнять массу операций по обработке внутренних и наружных элементов металлической заготовки, превращая их в готовую к использованию деталь.

Устройство токарного станка

Первые токарные аппараты появились в конце XVIII века. Эти устройства позволяли достаточно быстро и качественно обрабатывать металл. В 1794 году появился первый аппарат, схема устройства которого сохранилась в неизменном виде до сегодня.

Перед рассмотрением конструктивных особенностей токарных станков необходимо отметить, что технология их функционирования постоянно меняется, поэтому токарно-революционный аппарат с ЧПУ всего 20 лет назад считался эталоном станка по обработке металлов. Тем не менее, устройство токарного станка по металлу остается неизменным.

Основные элементы токарного станка по металлу:

Устройство универсального токарно винторезного станка

Конструктивные особенности токарно-винторезных станков

Станки этого класса используются для обработки деталей в форме диска, втулок и валов. Эти устройства производят внутреннее точение цилиндрических, торцевых, фасонных поверхностей. Кроме этого, они способны производить отрезку, сверление и зенкерование металлических деталей. Классический набор функций токарно-винторезных станков дополняется нарезанием всех видов внутренней и наружной резьбы, а также раскаткой поверхности металла. Сфера применения станков: частные мастерские и мелкосерийное производство.

• Основание – это монолитная часть устройства, изготовленная из высокопрочных материалов: чугуна, нержавеющей или легированной стали. Основание станка выполняет две важных роли: обеспечивает фиксацию коробки передач и обрабатываемой детали;
  
• Станина является главным элементом, на котором располагаются основные узлы станка. Верхняя часть станины содержит направляющие механизмы, по которым перемещаются режущие элементы – суппорт и задняя бабка станка;
• Передняя бабка. Винторезные аппараты отличаются устройством передней бабки от классических моделей тем, что в этой части располагается шпиндель – деталь, передающая заготовке вращающийся момент. Кроме этого, на передней бабке присутствуют дополнительные удерживающие элементы: фланец, коническая шейка и отверстие. Названные детали отвечают за фиксацию и центрирование обрабатываемой детали;
• Гитара отвечает за настройку цепи передач. Настраивается она посредством смены зубчатых колес. Современные винторезные станки позволяют устанавливать метрический и модульный шаг резьбы. Гибкие настройки гитары позволяют перевести аппарат в ручное управление, что позволяет выполнять нестандартные виды резьбы; Схема и описание токарно-винторезного станка
• Фартук отвечает за преобразование вращения винта в поступательное движение суппорта. В зависимости от типа конструкции, винторезные аппараты меняют перемещение ходового винта посредством гаек или зубчато-реечных передач. Суппорт – это режущая часть станка. Этот элемент состоит из каретки продольного перемещения, поперечных салазок и держателей;
• Резцовая каретка применяется для отделки конических поверхностей;
• Задняя бабка отвечает за удержание конца обрабатываемой детали. Задняя бабка состоит из неподвижных и вращающихся элементов, а также осевых элементов, с помощью которых производится обработка центральных частей заготовки. Винторезные станки так устроены, что задняя бабка перемещается только в ручном режиме;
• Коробка передач отвечает за изменение скорости перемещения суппорта;
• Поперечные салазки перемещаются вручную. Современные винторезные станки оснащены совершенными поперечными салазками, с помощью которых они могут поворачиваться на 40 градусов, что позволяет обрабатывать конические поверхности с высокой точностью.

Устройство торцовочного станка

Торцовочный аппарат – простой инструмент с большим потенциалом, без которого в определенных ситуациях не обойтись. Универсальный распилочный инструмент позволяет очень быстро и эффективно производить ровные и точные срезы. У современных моделей даже есть функция среза под углом.

Торцовочный аппарат состоит из монолитного основания, фрезеровальной плоскости, на которой устанавливается поворотная рама, режущего элемента (круга) и поворотного механизма, обеспечивающего подвижность станка в вертикальной плоскости. Пильный диск, двигатель и редуктор крепятся к верхней части устройства.

Мы описали «классическую» сборку торцовочного станка. Современные модели могут иметь некоторые нюансы, например, оснащаться защитным кожухом. Кожаная накладка на торцовочном станке предотвращает попадание металлической стружки внутрь устройства, а также на пильный диск.

Функциональный ряд

Перейдем к рассмотрению функций и видов. Торцовочный аппарат может быть профессиональным или любительским. Заметим, что набор функций профессиональных и любительских моделей отличается незначительно. Разница между моделями состоит в качестве материалов, из которых изготовлено устройство и уровень прочности отдельных элементов. В нашем случае это двигатель, пильный диск и редуктор.

Центральной проблемой торцовочных станков является двигатель. Производители часто экономят на качественных материалах и устанавливают мощные двигатели без дополнительной системы охлаждения. Интенсивная эксплуатация станка проводит к быстрой поломке двигателя. Описанная проблема встречается преимущественно в любительских моделях.

Профессиональный инструмент отличается не только качеством обработки металлического изделия, но и длительным сроком службы, поэтому его используют преимущественно в промышленности. Дорогой торцовочный аппарат способен работать больше 8 часов в день без перерывов.

Поговорим о двигателях

На торцевых устройствах устанавливаются коллекторные и асинхронные двигатели. Чем они отличаются? Коллекторный двигатель имеет высокий показатель крутящего момента, но уступает асинхронному двигателю в простоте обслуживания (замена щеток). Второй двигатель отличается долгим сроком службы и меньшим уровнем шума.

Двигатель приводит в движение режущий элемент. Крутящий момент диска обеспечивается двумя типами передачи – за счет ремней или зубьев. Каждый тип передачи имеет ряд достоинств и недостатков: например, зубчатая передача исключает возможность проскальзывания (холостого хода) во время запредельных нагрузок. Ремневой тип передачи крутящего момента меньше нагружает мотор и способствует его долголетию. Однако ремни часто рвутся в неподходящий момент, останавливая работу.

Торцовочный аппарат имеет большую ширину реза, который дополнительно ограничивается при работе под углом. Угол реза увеличивается за счет установки штанги вдоль линии реза.

Видео: Устройство токарного станка