Все отечественные металлорежущие станки (обычные и с ЧПУ) подчиняются единой классификации и имеют собственный специальный шифр, по которому знающему человеку очень просто определить, о каком конкретно оборудовании идет речь.

1 Классификация металлорежущих станков, их виды и типы

Агрегаты для обработки металлических изделий подразделяют на девять больших групп. В соответствии с этим делением они могут быть:

• токарными (шифр группы – 1);
• расточными и сверлильными (шифр – 2);
• доводочными, шлифовальными, заточными и полировальными (шифр – 3);
• специальными (шифр – 4);
• резьбо- и зубообрабатывающими (шифр – 5);
• фрезерными (шифр – 6);
• разрезными (шифр – 7);
• долбежными, строгальными, протяжными (шифр – 8);
• разными (шифр – 9).

Агрегаты каждой группы, кроме того, принято делить еще на разные типы:

Кроме того, интересующее нас оборудование делят на такие типы:

• по геометрическим размерам и весу: крупные, уникальные и тяжелые;
• по уровню специализации: специальные (металлорежущие станки для работы с изделиями одинаковых типоразмеров), специализированные (размеры обрабатываемых деталей являются разными, но принадлежат они к одному типу), универсальные (позволяют работать с любыми изделиями);
• по точности: П (повышенной точности), Н (нормальной), А (особо высокой), В (высокой), а также С (прецизионные), последние агрегаты также нередко называют особо точными.

2 Маркировка агрегатов для обработки металлов

Как вы сами понимаете, классификация, которой подчиняются металлорежущие станки, придумана не просто так, а для того, чтобы специалист мог мгновенно определить тип, базовое устройство и рабочие особенности станка, условное обозначение коего он видит перед собой.

Маркировка разных моделей станков – это несколько цифр и букв, в коих зашифрованы основные сведения об агрегате. Первая цифра указывает на группу станка, вторая – на его разновидность, третья (иногда еще и четвертая) – на типоразмер.

Если какая-либо литера стоит в конце кода (после всех цифр), она говорит нам о тех или иных особых характеристиках станка, уровне его точности, либо о том, что оборудование было модифицировано. А вот литера после самой первой цифры в маркировке агрегата для обработки металла сигнализирует о том, что он прошел модернизацию (либо это его другое исполнение, отличное от базового исполнения).

Чтобы принципы кодировки стали вам понятны, давайте расшифруем маркировку . По первой цифре легко определяем, что он является фрезерным, причислен к первому типу фрезерного оборудования (цифра 1), имеет 3-ий типоразмер, относится к агрегатам повышенной точности (последняя литера в коде), прошел модернизацию (первая литера после первой буквы).

3 Уровень автоматизации и другие особенности оборудования

Металлорежущие станки, используемые для массового и крупносерийного производства, называют агрегатными. Их устройство примерно одинаковое, для их выпуска используют стандартизированные рабочие столы, рабочие головки, станины, шпиндельные и другие узлы. Если же изготавливаются станки для единичного и мелкосерийного производства, их конструкция может быть уникальной.

По уровню автоматизации рассматриваемые нами агрегаты бывают:

• Полуавтоматическими. У них монтаж заготовки, которую предстоит обработать, запуск оборудования и демонтаж изделия после обработки осуществляет человек. Остальные же процедуры, причисляемые к вспомогательным, выполняются в автоматическом режиме.
• Автоматическими. Такие станки требуется наладить (задать необходимые условия обработки той или иной партии изделий) и запустить. Все рабочие операции они выполнят сами.

Отдельных слов заслуживают станки с ЧПУ (с числовым программным управлением). Их работой "руководит" специальная программа, содержащая закодированный комплекс числовых значений. Такая программа устанавливает все рабочие операции станка, начиная от частоты вращения его рабочего инструмента и заканчивая скоростью выполнения конкретного процесса.

В составе современных систем ЧПУ имеются следующие обязательные элементы:

• Пульт (консоль) оператора. Он дает возможность вводить программу, переводить металлорежущие станки в ручной режим работы, устанавливать режимы функционирования оборудования и так далее.
• Контроллер. Специальное устройство на агрегатах с ЧПУ, которое задает и отслеживает точность выполнения технологических управляющих команд, траекторию перемещения рабочего приспособления, отвечает за изменение и общее управление станком, а также выполняет дополнительные расчеты. Контроллером в наши дни может выступать и мощный промышленный компьютер, и логическое программируемое устройство, и обычный микропроцессор.
• Панель оператора (экран, дисплей). Данный элемент ЧПУ предназначен для того, чтобы специалист, работающий за станком, мог визуально наблюдать за процессом обработки изделий, и при необходимости вносить какие-либо изменения в программу управления.

Суть эксплуатации оборудования с ЧПУ (например, ) сравнительно проста. Сначала для металлорежущего оборудования составляется управляющая программа, которая вводится в контроллер оператором (для этих целей используется программатор). При включении агрегата ЧПУ дает на узлы станка последовательные команды. Выполнив все команды по обработке детали, оборудование отключается.

Высокая точность и скорость выполнения рабочих операций, которыми характеризуются металлорежущие станки, оснащенные ЧПУ, обусловили их активное применение в составе автоматических цеховых линий и очень крупных производственных автоматизированных систем.

4 Краткая информация о конструкции металлорежущих агрегатов

Описываемые нами станки разных групп и типов по своему устройству имеют немало общих черт. Их конструкция базируется на том, что все установленные на агрегатах техустройства и механизмы должны гарантировать возможность выполнения двух движений:

• подачи приспособления для резки либо обрабатываемой детали;
• непосредственно движения резки.

Чтобы обеспечить указанные движения, а также стабильное функционирование всего оборудования, станок для резки металла должен обязательно располагать такими конструктивными элементами:

• органы управления (отвечают за запуск агрегата и его остановку, необходимы для постоянного контроля работы станка);
• передаточное устройство (оно нужно для передачи исполнительному механизму движения от двигателя и для преобразования движения);
• привод (электрический, механический, пневматический, гидравлический);
• исполнительные механизмы (на них размещаются приспособления для резки металла, именно эти механизмы осуществляют обработку металла).

Токарные станки предназначены главным образом для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и обработки торцовых поверхностей деталей типа тел вращения с помощью разнообразных резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков и плашек.

Применение дополнительных специальных устройств (для шлифования, фрезерования, сверления радиальных отверстий) значительно расширяет технологические возможности станков данной группы.

Токарные станки могут иметь горизонтальную или вертикальную компоновку в зависимости от расположения шпинделя.

Основные параметры токарных станков -- наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над станиной, и наибольшее расстояние между центрами. Важным параметром станка является также наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над поперечными салазками суппорта.

Токарные станки отечественного производства имеют цифровое обозначение моделей. Первая цифра 1 в обозначении модели показывает, что станок относится к токарной группе. Вторая цифра указывает на типы станков в группе: 1 -- одношпиндельные автоматы и полуавтоматы, 2 -- многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, 3 -- револьверные станки, 4 -- сверлильно-отрезные, 5 -- карусельные станки, 6 -- токарно-винторезные станки, токарные и лоботокарные, 7 -- многорезцовые, 8 -- специализированные станки, 9 -- разные токарные станки.

Две последние цифры определяют важнейшие технические параметры станка: высоту центров над станиной для токарно-винторезного станка, наибольший диаметр обрабатываемого прутка для токарно-револьверного и т.д. Наличие буквы после цифры указывает на модернизацию станка, т.е. на обновление конструкции. Буква (Н, П, В, А, С) в конце цифрового обозначения модели означают точность станка. Например, в обозначении токарно-винторезного станка 16К20П цифра 1 означает группу токарных станков, цифра 6 -- тип станка (следовательно, к этому типу относится токарно-винторезный станок), буква К -- модернизацию станка, цифра 20 -- высота центров (см), буква П указывает, что станок повышенной точности.

Впервые серийный выпуск токарно-винторезных станков в нашей стране был налажен в 1929 году на Московском заводе “Красный пролетарий”. Это был ТН-20, тихоходный, маломощный станок со ступенчато-шкивным приводом для обработки деталей до 400 мм.

В 1932 году на смену пришёл ДИП-200, а с 1954г. начат выпуск станков модели 1К62 и его быстроходного исполнения 1М620. Сейчас они модернизированы. Характерными размерами токарных станков является максимальный диаметр обработки над станиной, который колеблется от 100 до 6300 мм и максимальная длина обработки (от 125 до 20000 мм).

Кинематическая структура токарных станков содержит кинематические цепи привода вращения шпинделя и привода продольной и поперечной подачи.

Реверсирование шпинделя выполняется электродвигателем, а включение и реверсирование подач - механизмами, расположенными в фартуке. токарный станок револьверный одношпиндельный

Перемещение поворотных салазок, используемое для точения конусов и пиноли задней бабки - ручное, только в крупных станках эти движения механизированы.

При токарно-винторезном использовании станка добавляется винторезная формообразующая кинематическая цепь, связывающая вращение шпинделя с продольной подачей от ходового винта. Подача при этом включается разъёмной гайкой М Г.

Реверсирование шпинделя вместе с винторезной цепью в этом случае в большинстве станков передаётся от электродвигателя специальному реверсивному механизму с фрикционными муфтами, т.к. при нарезании резьбы реверсирование требуется частое.

В современных токарных станках имеется приводная цепь быстрых перемещений, сопрягаемая с цепью рабочих подач обгонной муфтой.

1 - станина; 2 - передняя бабка с коробкой скоростей; 3 - задняя бабка; 4 - фартук; 5 - коробка подач; 6 - суппорт. У него N = 10 кВт; z = 23; n = 12,5-2000 об/мин

Токарно-винторезный станок модели 1К62, например, предназначен для обработки деталей с диаметром над станиной до 400 мм и длиной до 710, 1400 и 3000 мм.

Станок мод. 1К620 является быстроходным вариантом станка мод. 1К62 с бесступенчатым регулированием частот вращения. Вместо первых двух групповых передач привода шпинделя в этом станке поставлен механический бесступенчатый вариатор с раздвижными коническими шкивами и широким клиновидным ремнём. Его диапазон регулирования Д б = 4. Четыре ступени переборной группы включая прямую передачу на шпиндель, расширяют диапазон регулирования, обеспечивая n = 12,5 … 3000 об/мин.

Управление вариатором выполняется включением электродвигателя Д У с N=0,5 кВт, вращающего барабанный кулачок К раздвижения шкивов. От ведомого вала вариатора получает вращение таходинамо Т д, скорость вращения которого регистрируется стрелкой вольтметра В. Она показывает по четырём шкалам, соответствующим четырём механическим ступеням фактическую частоту вращения шпинделя. В станке 1К620 механизирована подача верхней поворотной части суппорта для обеспечения точения конусов. Всё остальное унифицировано со станка 1К62.

Лоботокарные станки предназначены для токарной обработки тяжёлых деталей большого диаметра, но небольшой длины. Передняя бабка лоботокарных станков монтируется на одной станине с суппортом, а у более крупных станков - на отдельном фундаменте. Заготовка крепится на планшайбе или в четырёх кулачковом патроне.

Недостатки: 1) Не удобство установки и выверки тяжёлых заготовок на вертикальной плоскости планшайбы; 2) Неблагоприятные условия работы подшипников короткого, тяжело нагруженного шпинделя. (Поэтому эти станки вытесняются карусельными.)

Преимущества: Они проще, дешевле карусельных станков и применяются в индивидуальном и мелкосерийном производстве на обдирке и при обработке не очень точных деталей.

Специализированные токарные станки . Наибольшее распространение получили следующие специализированные токарные станки: 1. Многорезцовые 2. Вальцетокарные 3. Для обработки коленчатых валов 4. Слиткообдирочные 5. Колесотокарные и осетокарные для ж/д транспорта. 6. Трубо- и муфтообрабатывающие 7. Бесцентровообдирочные 8. Резьбообрабатывающие 9. Токарно-затыловочные

Вальцетокарные станки предназначены для обработки прокатных валов с диаметром до 2 м и длинной до 8 м. Они выполняются очень жёсткими, т.к. служат для обработки как гладких, так и ручьевых сырых и закалённых валов не только продольной или криволинейной подачей по периметру ручьёв, но и поперечным врезанием очень широкого (до 250 мм) фасонного быстрорежущего резца.

Слиткообдирочные станки - для обдирки некрупных четырёх или многогранных слитков, перед их поступлением в прокатку. Они имеют возвратно-поступательное движение резца и его качение вокруг режущей точки для сохранения нормальных углов резания.

Станки для токарной обработки коленчатых валов бывают нескольких видов:а) для обработки средних коренных шеек и их щёк, с приводом от обоих крайних коренных шеек; б) для обработки в центрах обоих крайних коренных шеек, с приводом от средней обработанной коренной шейки через разъёмную шестерню; в) для обработки шатунных шеек и их щёк, с приводом от обоих крайних шеек, смещённых от оси вращения на величину их эксцентриситета; г) для одновременной обработки всех шатунных шеек и их щёк. В этом случае коленчатый вал вращается вокруг оси коренных шеек, а суппорты вращения синхронно с ним, но вокруг оси, смещённой на величину эксцентриситета шатунных шеек. Резцы при этом остаются горизонтальными. Для обработки тяжёлых коленчатых валов применяют станки, на которых заготовки закрепляют неподвижно в люнетах, а вращение, движение подач и установочные движения сообщаются охватывающим резцовым головкам. Обработка ведётся последовательно всех шеек.

Трубо- и муфтообрабатывающие станки - обрабатывают концы труб и муфт и нарезают на них соединительную коническую резьбу.

Безцентровообдирочные валотокарные станки предназначены для обработки длинных валов и обдирки прутков для последующей их обработки на револьверных станках и токарных автоматах. Обработка не вращающегося вала ведётся двумя вращающимися резцовыми головками - обдирочной и чистовой. Подача прутка выполняется роликами. Концы обрабатываемого вала поддерживаются тележками.

Всё оборудование на предприятиях проходит обязательную классификацию по мощности двигателя, времени его допустимой работы и прочим техническим характеристикам. Классификация токарных станков по металлу проводится ещё по нескольким критериям:

• классу точности;
• весу;
• степени автоматизации;
• гибкости производственной системы;
• специальному назначению в обработке металла;
• универсальности или узкой направленности агрегата в выполнении операций по металлу.

Для обработки металла используется целый ряд токарных станков. По классификации ЭНИМС все виды токарных станков по металлу относятся к 1 группе. Оборудование делится на группы, всего их 9. Группы объединяют оборудование, предназначенное для обработки металла, по конструкции и назначению.

От задач, которые выполняются на конкретном станке и тяжести деталей, зависит, в каком режиме он работает, что влияет на количество автоматических функций станка и его комплектацию. От этого зависит и разбивка оборудования на группы.

Нет такой задачи по обработке металла, которую невозможно выполнить на токарном станке в ручном или автоматическом режиме. Но есть ещё и группы вспомогательных станков с ограниченными возможностями, предназначенными для выполнения узкого спектра задач, а есть почти универсальные, такие как винторезные. Их возможности ограничиваются весом и размером обрабатываемых деталей.

К 1 группе относятся токарные станки по металлу:

1. одношпиндельные автоматические и полуавтоматические.
2. многошпиндельные автоматические и полуавтоматические.
3. револьверные многошпиндельные автоматические токарные установки.
4. сверлильно-отрезные;
5. карусельные;
6. винторезные;
7. многорезцовые;
8. специализированные;
9. разные.

Подгрупп в 1 группе токарного оборудования тоже получилось 9, как и групп классификации станков по металлу. Виды токарных работ самые разнообразные, но обойтись при работе по металлу без остальных станков практически невозможно. К ним относятся:

• сверлильные и расточные, относящиеся ко 2 группе.
• шлифовальные, полировальные, доводочные – 3 гр.
• комбинированные – 4 гр.
• для обработки резьбы и зубчатых поверхностей – 5 гр.
• фрезерные – 6 гр.
• строгальные, долбёжные, протяжные – 7 гр.
• разрезные – 8 гр.
• самая широкая группа № 9 – разные. в этой группе собрано оборудование для обработки труб и муфт, обдирочные агрегаты, испытательные, делительные, балансировочные.

Расшифровка обозначений по классификации ЭНИМС токарных станков по металлу

Токарные станки получили место в верхней строчке таблицы потому, что остальные станки по металлу производят для них заготовки или выполняют последующие работы, после токарных операций.

Как работает токарный станок

Принцип работы токарного станка заключается в следующем:

• вращение заготовки на станке осуществляет шпиндель или планшайба, которые получают вращение через коробку скоростей, ременную передачу от электродвигателя;
• амплитуду подач определяет скорость суппорта с закреплёнными резцами в резцедержателе;
• независимо от типа автоматизации станка – автоматического или полуавтоматического, он может быть с горизонтальной или вертикальной компоновки. Такую классификацию токарные станки получили от положения шпинделя, от которого зависит положение заготовки при обработке.
• на вертикальных станках ведутся работы по металлу на тяжёлых широких, но не длинных деталях.
• длинные детали с небольшим и средним диаметром обрабатываются в горизонтальном положении.

Чем больше на станке возможностей для установки дополнительного оборудования, тем шире его технологические возможности.

Схемы популярных станков

Как видно по схеме, токарно-винторезные станки стоят на 6 позиции 1 группы. Но встречаются они более часто, чем остальные ввиду их постоянной необходимости на предприятиях и в экспериментальных цехах, специализирующихся на обработке металлических деталей.

Токарно-винторезный 16К20 применяется для выполнения основных токарных работ различной сложности. Базовая модель производится в 4 вариантах. Разница станков в расстоянии между центрами. В различных модификациях этот промежуток может быть 71, 100, 140 и 200 см. Подобное варьирование рабочей длины повлекло за собой и другие конструктивные изменения для упрощения в обработке однотипных по весу, длине или диаметру деталей. На базе 16К20 разрабатывались и другие модели. Их буквенное обозначение указывает на модернизацию базовой модели:

1. 16К20Г — с выемкой в станине.
2. 16К25 – облегчённая модель, предназначенная для изготовления деталей из заготовок диаметром до 50 см. Расположение заготовки над станиной — горизонтальное.
3. 16К20П – имеет повышенный класс точности, благодаря специальным подшипникам.
4. 16К20Ф3 — с числовым программным управлением.

Видео 16К20Ф3

На этой основе создаются и другие токарно-винторезные модели для обработки металла. Схема станков общая, но при необходимости она дополняется необходимыми заказчику функциями. На станках, выполненных на основе 16К20 можно обрабатывать металлы разной степени податливости к обработке, в том числе и из закалённого металла. Мощность привода регулируется, при работе с твердыми сплавами возрастают энергетические затраты оборудования.

Больше всего операций по обработке металла выполняется на токарно-винторезных станках, у которых схема компоновки имеет довольно сложную конструкцию.

Основные узлы токарного станка:

1. станина;
2. фартук;
3. шпиндельная (передняя) бабка;
4. суппорт;
5. задняя бабка.

На первый взгляд основных деталей немного, но для управления ими, в конструкции токарного оборудования имеется:

• фрикционная муфта отвечает за вращение шпинделя;
• вариаторы предназначаются для изменения частоты вращения шпинделя;
• автоматические выключатели;
• рукояти, маховики, зажимы для ручного перемещения, закрепления и включения механизмов.

Типы токарных станков отличаются друг от друга по назначению, технических характеристик, компоновке и др.

Обозначение точности

Точность станков по ЭНИМС указывается в названии в конце аббревиатуры кириллическими буквами:

• Н – указатель нормальной точности;
• П – говорит о повышенной точности станка;
• В – обозначает высокую точность;
• А – обозначение особо высокой точности;
• С – станок с сверх точности.

Классификация по весу:

• Лёгкими считаются токарные станки с весом до 1 тонны — (< 1 т);
• К средним относятся агрегаты от 1 до 10 тонн, в этой категории находятся винторезные — (1-10 т);
• Тяжёлые – это те станки, масса которых превышает 10 тонн — (>10 т);
• С весом свыше 100 тонн – это станки уникальные — (>100 т).

В скобках дано обозначение, которое встречается в маркировке станка.

Описание некоторых групп токарных станков

Лобовые станки

Токарные лобовые станки созданы для изготовления деталей до 4 метров в диаметре. Назначение станков, имеющих такие технические характеристики, для вытачивания на них цилиндрических и конических деталей. Но так же на широких заготовках, размещаемых на планшайбе, могут проводиться и другие работы по металлу, такие как нарезание бороздок, выборка фасок и многое другое. На лобовых станках производятся тяжёлые и разнообразные работы, что накладывает отпечаток на его технические характеристики. по сравнению с лобовыми имеют более сложную конструкцию.

Рабочая часть лобового станка состоит из:

• плиты;
• суппорта и его основания;
• передней и задней бабок;
• планшайбы.

Токарно-карусельные станки

Схема карусельных станков немного сложнее. Он имеет:

• станину;
• планшайбу;
• пульт управления;
• револьверную головку с несколькими позициями (например, 5);

• вертикальным револьверным суппортом;
• двумя коробками передач;
• траверсами;
• боковым суппортом;
• 1 или 2 стойками (в зависимости от конструкции и назначения):
• маховичком и боковым маховичком;
• держателем резцов на 4 предмета.

На токарно-карусельных станках обрабатываются детали диаметром от 2 метров. Каждая из моделей токарно-карусельных станков может обрабатывать заготовки различного диаметра. Увеличение диаметра заготовки в 1,26 раза требует увеличения рабочей площади станка. Массово производились 6 видов карусельных станков, со схожими технические характеристики, которые могли обрабатывать заготовки следующих размеров:

1. 2-метровые;
2. 2 м 52 см;
3. 3 м 18 см;
4. 5 м 4 см;
5. 6 м 35 см.

При необходимости производства деталей превышающих показатель 6,35 метра, на заказ изготавливаются специализированные станки с уникальными техническими характеристиками. Высчитать необходимый размер рабочей площади следующей в ряду модели не сложно, достаточно предыдущее значение умножить на 1,26.

Револьверные токарные станки

На токарно-револьверном оборудовании изготавливаются детали из заготовок прутков. На станках имеется возможность изготавливать детали сложной формы по индивидуальному чертежу. Классификация револьверных станков осуществляется в зависимости от способа крепления заготовок на шпинделе:

1. прутковый;
2. патронный.

Почти все операции, что выполняют токарно-винторезные станки, можно производить и на револьверном, с той только разницей, что в револьверной головке поперечных суппортов можно закрепить сразу несколько инструментов, в необходимой для работы последовательности. Токарно-винторезные станки такой возможности не имеют, все последующие виды обработки проводятся на них после смены резца по окончанию предыдущей операции. Делать работу инструментами можно поочерёдно, а некоторые операции могут проводиться параллельно друг другу.

Револьверные головки некоторых станков этого типа устроены так, что одно гнездо может удержать сразу несколько резцов. Ход каждого инструмента ограничивается упором. Кроме ограничения хода, они выполняют функцию выключателя передач суппорта. Отработав, запрограммированный цикл, головка проворачивается и в рабочем положении устанавливает необходимый на следующем этапе инструмент.

Видео обработки детали

На примере схемы 1Г340П видно, что по своей компоновке револьверные станки такие же, как токарно-винторезные. Схоже и назначение станков этих видов.

Револьверные станки могут оснащаться головками, вращающимися в горизонтальной или вертикальной плоскости. Автоматические и полуавтоматические станки имеют похожие настройки револьверной головки перед работой. В этой категории токарного оборудования имеется еще классификация по количеству шпинделей в конструкции станка.

Токарный станок наших дней способен выполнять немало операций металлообработки, но чаще всего на нем обрабатывают внутренние и наружные поверхности различных форм – конических, цилиндрических, фасонных.

1 История токарного станка

Принято считать, что самое первое токарное устройство человек изобрел еще в середине 600 годов до нашей эры. Его конструкция была простейшей, но вполне эффективной: два рабочих центра монтировали соосно друг с другом, зажимали между ними костяные либо деревянные изделия, и начинали вручную их вращать. "Оператор" древнего станка при этом ручным резцом придавал заданную конфигурацию обрабатываемой заготовке.

Позже изделия перестали вращать руками. Для этих целей начали использовать тетиву лука, которую в виде петли набрасывали на изделие. А уже в 14 столетии появились более сложные агрегаты с ножным приводом для выполнения все еще элементарных токарных операций. Такой привод имел упругую деревянную жердь, которую прикрепляли к установке консольно. К педали привязывали веревку, а другой ее конец крепили к обрабатываемой детали.

Веревка натягивалась тогда, когда человек нажимал на педаль, изделие вращалось (на два либо на один оборот), а жердь сгибалась. После этого с педали убирали ногу, веревка устремлялась вверх, а деталь вращалась на те же самые два или один оборот в другую сторону. Конструкция была достаточно простой и позволяла сравнительно качественно выполнять токарную обработку заготовок, а также техническое обслуживание токарного приспособления.

Уже в самом начале 16 столетия на токарных станках можно было производить обработку объективно сложных заготовок, благодаря введению в конструкцию агрегатов люнета и центров из стали. Правда, металлические детали на станках тех лет обрабатывать было нельзя из-за малой мощности их привода.

В 1710-х годах россиянин Андрей Нартов создал агрегат с суппортом механического типа. Именно это техническое изобретение, по сути, дало толчок дальнейшему развитию металлорежущего оборудования. Уже к середине 18 столетия во Франции появился агрегат, чьи технические возможности делали его практически универсальным. А к концу века французы порадовали мир и станком специального типа, на котором осуществлялась нарезка винтов.

Первым же по-настоящему универсальным агрегатом признан станок Генри Модсли образца 1794 года. Именно он и стал базой для всего последующего токарного оборудования. Кстати, предприятие Модсли самым первым начало изготавливать комплекты плашек и метчиков, с помощью коих на станках выполнялась операция нарезания резьбы. После этого универсальный токарный станок стал не мечтой, а реальностью.

Процесс автоматизации токарных агрегатов стартовал в 19 веке. Пионерами здесь являлись уже американские инженеры. Они ввели в конструкцию станков разнообразные элементы автоматики, а затем придумали и револьверный агрегат, на базе коего впоследствии создавались станки типа "автомат" (их назначение мы опишем ниже). Самый первый токарный автомат универсального типа – это станок Спенсера, представленный в 1973 году.

2 Типы и виды токарных станков

По принятой в России классификации, которая осталась от времен СССР, токарные станки по металлу причисляются к первой группе металлорежущего оборудования. В этой группе существуют следующие типы токарных станков:

• полуавтомат и автомат одношпиндельный;
• полуавтомат и автомат многошпиндельный;
• револьверный;
• отрезной;
• карусельный;
• лобовой и винторезный;
• полировальный и многорезцовый;
• специализированный (автомат и обычный);
• специальный.

Тот или иной станок токарной группы может иметь одну из пяти степеней точности:

• С – особую;
• В – высокую;
• Н – нормальную;
• А – особо высокую;
• П – повышенную.

Зная классификацию токарных станков, можно с первого взгляда определить, к какому типу относится определенный агрегат, и понять его основное назначение. В маркировке его модели имеется:

• единица, стоящая на первом месте, которая говорит о том, что перед нами именно токарное оборудование;
• вторая цифра, определяющая тип агрегата;
• третья цифра и четвертая (некоторые модели не имеют четвертой цифры), указывающая на главный параметр (размерный) установки, под коим понимают в большинстве случаев высоту центров.

В кодировке конкретной модели могут присутствовать и буквы, которые обозначают особенности конструкции агрегата (автомат, специальный, базовый и пр.), уровень его точности, вариант модификации, наличие на оборудовании числового программного комплекса. Если перед вами, например, можно понять, что это токарно-винторезный агрегат (буква "И") повышенной степени точности (буква "П") с высотой центров 110 миллиметров. Таким образом, можно просто увидеть фото установки с указанием ее маркировки, чтобы все стало понятным.

3 Краткое описание самых распространенных видов токарных агрегатов и их фото

Штучные заготовки и изделия из прутков обрабатываются на токарно-револьверных установках. Указанные заготовки и прутки располагают не одной, а несколькими поверхностями, поэтому для их обработки требуется производить многоинструментальную настройку станка. Она становится возможной именно за счет наличия револьверной головки, на которой предусмотрено два и более гнезда для размещения рабочего инструмента в державках. Обслуживание револьверных установок сравнительно сложное, но его функциональность того стоит. Некоторые модели токарно-револьверных агрегатов – 1Е316П, 1Г340ПЦ, 1П371, 1А341.

Токарно-карусельные станки (модели 1550, 1541, 1Л532, 1512 и другие) используются для работы с тяжелыми изделиями относительно небольшой длины с крупными диаметрами (маховики, колеса зубчатого типа и так далее). На этом оборудовании изначально можно осуществлять растачивание и точение, прорезать канавки, обрабатывать торцы деталей. Если же снабдить такие токарные станки по металлу дополнительными приспособлениями, можно будет сказать, что они превратятся в универсальные, ведь на них станет доступным нарезание резьбы, шлифование металла, фрезерование и многие иные процедуры.

Токарный многошпиндельный автомат (например, 1П365, 1Б140) применяется при серийной обработке точных и сложных заготовок из труб, а также из шестигранного, круглого, квадратного калиброванного проката, полученного по холоднокатаной технологии. Он имеет повышенную жесткость конструкции и мощный привод, что гарантирует отличную производительность. При этом его обслуживание мало чем отличается от технической "заботы" об обычном токарном станке. Любой современный автомат с несколькими шпинделями способен производить нарезание и накатывание резьбы, растачивание, фасонное и черновое обтачивание и другие операции.

Чаще всего применяемыми по праву считаются . Практически любой подобный агрегат – это универсальный токарный станок, дающий возможность выполнять весь спектр токарных операций. Модели таких установок (16Б16А, 16П16П, 16К50, 16К20 и другие) можно встретить на любом производственном предприятии. Конструктивно каждый универсальный токарный станок имеет одну и ту же компоновку, которая лишь незначительно отличается у разных агрегатов. Другими словами, он состоит из идентичных узлов.

Для выпуска мелких серийных изделий из профилей (фасонных) и калиброванного прутка в наши дни чаще всего используется токарный автомат, предназначенный для выполнения операций точения в продольном направлении. Данное оборудование оптимально для обработки самых разных металлов. Автомат (любые его модели) легко справится и со сверхтвердыми стальными композициями, и с податливой медью. Как правило, его применяют при массовом производстве. Токарные станки по металлу для продольного точения в настоящее время поставляются на российский рынок зарубежными компаниями (корейскими, японскими), есть в продаже и отечественные агрегаты (1М10ДА и другие).

4 Конструкция токарного станка и фото его отдельных частей

Практически все токарные станки по металлу имеют ряд основных частей вне зависимости от конкретной модели агрегата. К таковым компонентам относят:

• Станину. Она предназначена для установки всех элементов оборудования.
• Фартук. В нем происходит модификация движения валика либо рабочего винта в движение суппорта (по своей сути оно является поступательным).
• Шпиндельную бабку. Токарные станки по металлу обязательно имеют шпиндель и коробку скоростей (они также считаются основными компонентами агрегата), которые размещаются в шпиндельной бабке.
• Суппорт. Данный узел позволяет, во-первых, зафиксировать инструмент для обработки детали, а во-вторых, придать ему требуемые движения подачи. На суппорте находится нижняя каретка (некоторые модели оборудования имеют несколько кареток) и верхняя (на ней монтируется резцедержатель).
• Коробку подач. Важный элемент станка, его назначение состоит в том, чтобы передавать при помощи ходового валика или ходового винта движение на суппорт.
• Электрическое оборудование. Все модели токарных агрегатов снабжаются электродвигателями (их мощность, конечно же, бывает разной), а также специальными элементами и органами для управления электрооборудованием.

Также в конструкции любого токарного станка имеются тумбы. Они позволяют устанавливать изделие, подвергающееся тому или иному виду металлообработки, а также базовые механизмы на высоту, удобную для оператора станка. На фото конкретного агрегата, который вас интересует, видны все без исключения его основные узлы, а техническое описание станка исчерпывающе рассказывает о функциях каждого узла.

Унификация элементов токарных установок позволяет эффективно и без лишних затрат времени выполнять их техническое обслуживание и ремонт. Если техник знает, из чего состоит станок, он легко определит его возможные неисправности и проведет требуемые мероприятия, направленные на восстановление работоспособности оборудования.

5 Правила техники безопасности при работе на токарном станке

Перед тем, как приступить к эксплуатации агрегата, токарь должен:

• Надеть и застегнуть на все пуговицы полагающуюся ему специальную одежду.
• Провести осмотр технического состояния станка. Если оборудованию требуется специализированное обслуживание (например, замечены серьезные неисправности), следует вызвать техника или наладчика. В тех случаях, когда установленные неисправности можно устранить своими силами, токарю разрешается выполнить несложные технические операции самостоятельно.
• Получить техзадание на выполнение работ (чертежи, фото и т.д.), изучить его особенности.

Обратите внимание! Если замечены неисправности ограждения различных узлов и вращающихся механизмов станочного оборудования, приступать к работе категорически запрещается.

Также токарю нельзя:

• выполнять работы тогда, когда производится проверка, наладка или обслуживание станка;
• эксплуатировать агрегат с центрами с явными признаками износа;
• применять неисправные инструменты и зажимные устройства;
• самостоятельно ремонтировать электрическую аппаратуру агрегата;
• поручать работу на станке другим лицам, а также оставлять установку во включенном состоянии без присмотра.

Токарные станки составляют наиболее многочисленную группу металлорежущих станков и являются весьма разнообразными по размерам и по типам.

Основными размерными характеристиками токарных станков являются:
наибольший допустимый диаметр обрабатываемой детали над станиной ; более часто этот размер выражают высотой центров над станиной, что характеризует наибольший допустимый радиус (полудиаметр) обрабатываемой детали над станиной;
расстояние между центрами , т. е. расстояние, равное наибольшей длине детали, которая может быть установлена на данном станке при смещении задней бабки в крайнее правое положение (без свешивания) при выдвинутой до отказа пиноли.

Все токарные станки по высоте центров могут быть разделены на три группы:
1) мелкие станки - с высотой центров до 150 мм;
2) средние станки - с высотой центров 150 - 300 мм;
3) крупные станки - с высотой центров свыше 300 мм.
Мелкие станки имеют расстояние между центрами не свыше 750 мм, средние - 750, 1000 и 1500 мм, крупные - от 1500 мм и выше.

Наибольшее распространение на машиностроительных заводах имеют средние токарные станки.
По типам различают:
Токарно-винторезные станки , предназначенные для выполнения всех основных токарных работ, включая нарезание резьб резцом при помощи ходового винта; эти станки имеют самое широкое распространение.
Токарные станки, не имеющие ходового винта , применяемые для выполнения разнообразных токарных работ, за исключением нарезания резьбы резцом.
К станкам токарной группы относятся также лобовые и карусельные станки.
Лобовые станки , снабженные планшайбой большого диаметра (до 2 м и более), служат для обтачивания крупных деталей малой длины - шкивов, маховиков, больших колец и т. д.
Карусельные станки имеют вертикальную ось вращения и, следовательно, горизонтальную поверхность планшайбы (стола). Применяются они для обработки деталей большого диаметра и малой длины. Строят их с диаметром стола до 25 м.
При обработке больших партий деталей, которые по конструкции допускают одновременную обработку несколькими резцами, применяют так называемые .
При изготовлении больших партий деталей, имеющих в большинстве случаев осевые отверстия, токарная обработка производится обычно на револьверных станках .
В условиях крупносерийного и массового производства револьверные станки вытесняются более производительными токарными автоматами и полуавтоматами .
Кроме того, в машиностроении применяют различные специальные токарные станки , предназначенные для обработки какого-нибудь определенного рода деталей - коленчатых валов, прокатных валиков, паровозных и вагонных осей, бандажей и колес, кулачковых валиков и т. д.

Токарные станки каждого типа в зависимости от размеров обрабатываемых деталей и особенностей конструкции отдельных узлов и элементов различаются по моделям. Каждой модели станка присвоен определенный шифр, например 1616, 1А62, 1К62 и т. п.

В настоящее время отечественные станкостроительные заводы выпускают большое количество различных токарно-винторезных станков.

2. Токарно-винторезный станок модели 1А62

Токарно-винторезный станок 1А62 производства завода «Красный пролетарий» (рис. 35) является одним из наиболее распространенных станков на наших машиностроительных заводах.

Высота центров над станиной 200 мм. Расстояние между центрами 750, 1000 и 1500 мм. Наибольший диаметр точения над станиной 400 мм, над суппортом 210 мм. Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя, 37 мм. Количество рабочих скоростей шпинделя 24.
Пределы чисел оборотов в минуту при рабочем ходе от 11,5 до 1200.
Продольные подачи суппорта в миллиметрах на один оборот шпинделя 0,08-1,59. Мощность электродвигателя 7 квт.

Управление станком . На рис. 35 показаны органы управления станком 1А62 и указаны назначения всех рукояток, маховичков и рычагов.

Включение электродвигателя производится нажатием кнопки «Пуск», а остановка - нажатием кнопки «Стоп» кнопочной станции 5, расположенной на станине, под передней бабкой. Включение вращения шпинделя производится рукоятками 17 или 11, управляющими пусковой фрикционной муфтой. Если рукоятку 11 повернуть вверх, шпиндель начнет вращаться (прямой ход); если же рукоятку 11 установить в среднее положение, вращение шпинделя выключается. Чтобы изменить направление вращения шпинделя, нужно рукоятку 11 опустить вниз.

Для изменения числа оборотов шпинделя служат рукоятки 1, 3 и 4, устанавливаемые в различные положения; эти рукоятки управляют набором зубчатых колес коробки скоростей (рис. 35, б).

Рукоятка 2 служит для увеличения шага резьбы в 4 и в 16 раз. Изменение величины подачи, а также установку шага резьбы производят при помощи рукояток 25, 20, 18 и 24. К коробке подачи прикреплена табличка, на которой указано, какая подача или какой шаг резьбы соответствует различным положениям этих рукояток.

Для включения ходового винта (при нарезании резьбы) или ходового вала (при продольном или поперечном точении) служит рукоятка 23. Маховичок 15 служит для перемещения каретки суппорта вручную. Включение продольной или поперечной подачи производится рукояткой 14. Направление хода суппорта при точении изменяется рукояткой 16. Рукоятка 12 служит для включения и выключения гайки ходового винта. Рукоятки 14 и 12 сблокированы: одновременное их включение невозможно. Для включения и выключения механической подачи служит рукоятка 13, расположенная на передней стенке фартука. Рукоятка 6 служит для поперечной подачи суппорта вручную, рукоятка 8 - для ручного перемещения верхней части суппорта.

Для поворота и закрепления резцовой головки резцедержателя служит рукоятка 7.

Рукояткой 9 производят закрепление пиноли задней бабки, маховичком 10 - передвижение пиноли.

На рис. 36а показана кинематическая схема станка 1А62.

Привод главного движения . Электродвигатель (мощность 7 квт, п = 1440 об/мин) через клиноременную передачу со шкивами d130 и d250 мм приводит во вращение приводной вал I коробки скоростей. На валу I сидит сдвоенная фрикционная пластинчатая муфта М, при помощи которой осуществляется пуск, останов и изменение направления вращения шпинделя при включенном электродвигателе. Если сжать пластины левой половины муфты М, то получит вращение блок 1 с зубчатыми колесами г = 56 и z = 51, осуществляющий рабочее вращение шпинделя. При сжатии пластин правой половины муфты М получает вращение колесо z = 50, осуществляющее обратное вращение шпинделя.

С зубчатыми колесами z = 56 и z = 51 блока / могут сцепляться соответственно колеса z = 34 и z = 39 блока 2, который можно передвигать вдоль шлицевого вала II. Таким образом, валу II можно передавать два различных числа оборотов в минуту.

От вала II через зубчатые колеса z = 28, z = 20 и z = 36 и передвигаемый блок 3 с колесами z = 44, z = 52 и z = 36 вращение передается валу III, благодаря чему этот вал может получить 2x3 = 6 разных чисел оборотов в минуту.

Если при помощи кулачковой муфты К, сидящей на шпинделе, включить зубчатое колесо z = 50, свободно сидящее на шпинделе VI слева, то вращение от вала III передается непосредственно шпинделю через колеса z = 50 и z = 50, благодаря чему он может получить шесть разных чисел оборотов в минуту. Если же при помощи муфты К включить колесо z = 64, сидящее на шпинделе справа, то вращение от вала III через неподвижно сидящие на нем зубчатые колеса z = 20 и z = 50 может передаваться на передвигаемый по валу IV блок 4, состоящий из двух колес z = = 80 и z = 50, благодаря чему вал IV может иметь 2x3x2=12 различных чисел оборотов в минуту.

Блок 5 с колесами z = 20 и z = 50, передвигаемый по валу IV, передает вращение колесам z = 80 или z = 50, неподвижно сидящим на валу V. Этот вал может иметь 2x3x2x2 = 24 разных числа оборотов в минуту.

От вала V через косозубое колесо z = 32 вращение передается косозубому колесу z - 64, сидящему на шпинделе. Таким образом, шпиндель может получить 6 + 24 = 30 скоростей, из которых разных скоростей будет 24, а остальные шесть - повторяющиеся.

Изменение чисел оборотов шпинделя производится тремя рукоятками 1, 3 и 4, расположенными с передней стороны коробки скоростей (cм. рис. 35, а и б). Числа оборотов шпинделя в минуту, получающиеся при различных положениях этих рукояток, приведены в паспорте станка (см. приложение 1, стр. 298).

Рукоятка 1 наглухо соединена с диском (см. рис. 35, б), на котором по четырем концентрическим окружностям указаны числа оборотов шпинделя в минуту:
на первой окружности - 370, 610, 765, 460, 1200, 955;
на второй окружности - 185, 305, 380, 230, 600, 480;
на третьей окружности - 46, 76, 96, 58, 150, 120;
на четвертой окружности - 12, 19, 24, 15, 38, 30.

Над диском расположена неподвижная рамка с радиально расположенным окошком. Когда поворачивают рукоятку 1, то вместе с ней поворачивается диск, и в окошке появляются очередные четыре числа, обозначенные на диске.

На боковых стенках рамки, на уровне каждой окружности диска, имеются кружочки, закрашенные четырьмя различными цветами: у первой окружности - белым , у второй - голубым , у третьей - оранжевым и у четвертой - зеленым .

Рукоятка 3 может устанавливаться в два крайних положения - крайнее правое и крайнее левое. На корпусе бабки у крайнего правого положения имеются три кружочка, окрашенные в голубой, оранжевый и зеленый цвета; у крайнего левого положения имеется кружочек, окрашенный в белый цвет . Рукоятка 4 имеет четыре положения, причем каждому из них соответствует кружочек, окрашенный соответственно в голубой, оранжевый, зеленый и белый цвета.

Для настройки станка на нужное число оборотов поворачивают рукоятку 1 с таким расчетом, чтобы в окошке неподвижной рамки появилось число, соответствующее нужному числу оборотов шпинделя. Цвет кружочка, расположенного на боковой стенке у нужного числа оборотов, покажет, в какое положение нужно повернуть рукоятку 4 (причем цвета кружочков у рукоятки 1 и рукоятки 4 должны быть одинаковые).

Рукоятка 3 устанавливается в крайнее правое положение при любом цвете на рамке рукоятки 1, кроме белого цвета. Если на рамке рукоятки 1 у нужного числа оборотов появится белый цвет, рукоятку 3 поворачивают в крайнее левое положение, т. е. к кружочку, окрашенному белым цветом.

Допустим, требуется настроить станок на скорость шпинделя, равную 185 об/мин. Для этого поворачиваем рукоятку 1 до появления в рамке чисел 12, 46, 185, 370, как показано на рис. 35, б. На рамке возле числа 185 замечаем кружок, окрашенный в голубой цвет, следовательно, рукоятку 4 поворачиваем также до положения, соответствующего кружку голубого цвета, а рукоятку 3 поворачиваем в крайнее правое положение, соответствующее голубому, оранжевому и зеленому кружкам.

Допустим, требуется настроить станок на 1200 оборотов шпинделя в минуту. Устанавливаем рукоятку 1 до появления в рамке числа 1200. На боковой стенке рамки у этого числа окажется кружок, окрашенный в белый цвет . Следовательно, рукоятку 4 нужно установить в положение, соответствующее кружку белого цвета, а рукоятку 3 повернуть в крайнее левое положение.

Привод движения подачи . Движение подачи осуществляется следующим образом (см. рис. 36а). Широкое зубчатое колесо z = 50, являющееся частью муфты K и сидящее на шпинделе на направляющей шпонке, сцепляется с передвижным колесом z = 50, сидящим на валу VII. На левом конце вала VII сидят на шпонке два колеса z = 38 и z = 38, которые передают вращение валу VIII по схеме или (реверс).

С вала VIII движение передается на вал IX через колеса гитары (при точении и нарезании метрических и дюймовых резьб) или через колеса (при нарезании модульных резьб).

Дальнейшая передача вращения коробке подач (см. рис. 366) осуществляется по следующим трем направлениям:

Первое направление (используется при точении и при нарезании метрических и модульных резьб). От вала IX вращение передается валу X при сцеплении зубчатого колеса z = 25 с колесом 2 = 36, как показано на рис. 36б. Далее от вала X вращение передается на вал XI через одно из восьми зубчатых колес зубчатого конуса, закрепленного на валу X, посредством накидного колеса z = 34 и колеса z = 28, сидящего на скользящей шпонке на валу XI. Таким образом, вал XI может иметь восемь различных чисел оборотов в минуту.

От вала XII вращение передается на вал XIII при помощи блока 6 из двух зубчатых колес, передвигаемого по валу XII. При передвижении блока 6 влево, как показано на рис. 36б, вращение на вал XIII передается через зубчатые колеса z = 28 и z = 56, а при передвижении вправо - через колеса z = 42 и z = 42.

Таким образом, вал XIII получает 8x2 = 16 различных чисел оборотов в минуту.

От вала XIII вращение передается на вал XIV через колеса z= 56 и z = 28 либо через колеса z = 28 и z = 56. Следовательно, вал XIV получает 8 X 2 X 2 = 32 различных числа оборотов в минуту. Передвигая колесо z = 28 по валу XIV вправо и сцепляя его с колесом А внутреннего зацепления, играющим роль кулачковой муфты, передаем вращение ходовому винту XV. При передвижении того же колеса г = 28 по валу XIV влево сцепляем его с колесом-муфтой Б, сидящим на ходовом валу XVI, и передаем движение этому валу.

Второе направление (используется при точении и нарезании дюймовых резьб). От вала IX вращение передается непосредственно на вал XI (см. рис. 366) при передвижении зубчатого колеса z = 25 вправо, при этом его зубья входят во впадины колеса В внутреннего зацепления, закрепленного на левом конце вала XI и являющегося в данном случае просто кулачковой муфтой. От этого вала вращение передается на вал X через колесо z = 28 и накидное колесо z = 34, которое в свою очередь может сцепляться с одним из восьми колес зубчатого конуса, закрепленного на валу X. Таким образом, вал X может иметь восемь различных чисел оборотов в минуту. Далее с вала X вращение передается на вал XII через колеса z = 36 и z = 25 при передвижении колеса z = 25 по валу XII в левое положение.

Дальнейшая передача вращения от вала XII к ходовому винту X V или ходовому валу XVI осуществляется так же, как и по первому способу, описанному выше.

От ходового вала XVI движение передается либо реечному колесу z=12 (см. рис. 36а и Збв), либо ходовому винту поперечной подачи XXI с шагом t 2 = 5 мм.

Движение продольной подачи идет через фартук (рис. 36в) по следующей схеме: от ходового вала XVI через реверсирующий механизм или на вал XVIII, далее через червячную передачу (четырехзаходный червяк и червячное колесо z = 30) на вал XIX и затем через цилиндрические колеса к реечному колесу z = 12.

Вращение винту поперечной подачи XXI передается по следующей схеме: от ходового вала XVI через реверсирующий механизм на вал XVIII, затем через червячную передачу на цилиндрические колеса и поперечный винт.

Третье направление . От вала IX вращение передается непосредственно через валы XI и XIV. Передача вращения ходовому винту по указанному способу производится при нарезании резьб повышенной точности; нужный шаг резьбы подбирают при помощи сменных колес гитары.

Падающий червяк . Четырехзаходный червяк в фартуке станка 1А62 автоматически выключается, когда чрезмерно возрастает сопротивление движению суппорта, например, в момент соприкосновения его с продольным или поперечным упорами либо вследствие внезапной перегрузки резца от случайных препятствий. Это устройство называется падающим червяком, потому что при перегрузке червяк выпадает из зубьев червячного колеса, и дальнейшее перемещение суппорта прекращается.

Устройство падающего червяка показано на рис. 37. Червяк 3 свободно сидит на валу 12, который при помощи шарнирной муфты 2 соединен с валом 1, получающим вращение от ходового вала. Червяк 3 с правой стороны имеет муфту 5 со скошенными торцовыми кулачками. Этими кулачками она сцепляется с другой половиной муфты 7, которая может скользить по шлицам вала 12. Пружина 9 прижимает муфту 7 к скошенным кулачкам муфты 5, благодаря чему червяк приводится во вращение от вала 1. Червяк, в свою очередь, передает вращение червячному колесу 4 (z = 30), от которого приводятся в движение механизмы продольной и поперечной подач суппорта.

Когда суппорт встречает какое-либо препятствие на своем пути, нагрузка на червячное колесо 4 сильно возрастает. В соответствии с этим будет возрастать сопротивление вращению червяка 3. Когда сопротивление выйдет за пределы допустимого, правая половина муфты 7, продолжающая вращаться, начнет отходить вправо, сжимая пружину 9. Перемещаясь вправо, муфта 7 отодвинет кронштейн 10, который при помощи планки 8 поддерживает червяк в зацеплении с червячным колесом (рис. 37, а). При отодвигании кронштейна 10 вправо (рис. 37, б) червяк, не поддерживаемый больше планкой 8, под действием собственного веса падает вниз, выходит из зацепления с червячным колесом z = 30, и подача прекращается.

Включение червяка производится поворотом рукоятки, заклиненной на валу 11.

Необходимо, однако, иметь в виду, что это предохранительное устройство действует только при работе от ходового вала . Поэтому при нарезании резьбы от ходового винта нельзя пользоваться жесткими упорами.

Механическая блокировка подач . Как указывалось выше, для предупреждения неправильных включений, которые могут привести к поломке станка, инструмента или ранению рабочего, в механизмах токарных станков обычно имеются блокировочные устройства. Конструкции блокировочных устройств токарных станков весьма разнообразны.

На рис. 38 показана схема блокировочного механизма, расположенного в фартуке токарно-винторезного станка 1А62. Механизм блокировки устроен следующим образом. Рукоятка А, закрепленная на винте XXII с большим шагом резьбы, служит для перемещения гайки Б с вилкой Д. Эта вилка, передвигая зубчатое колесо z = 24 вдоль вала XXIII, сцепляет его либо с колесом z = 50 при включении продольной подачи, либо с колесом z = 65 при включении поперечной подачи (см. рис.)36в.

При среднем положении колеса z = 24, как показано на рис. 38, ни продольная, ни поперечная подачи не включены. В этом случае гайка Б находится в таком положении, при котором выступ втулки В свободно проходит через прорезь гайки Б и, таким образом, вал XXIV можно вращать в любом направлении. Вращением вала XXIV с помощью рукоятки Г производится включение ма-точяой гайки. Таким образом, при выключенной подаче от ходового вала можно, вращая рукояткой Г вал XXIV, включать замок маточной гайки. При запертом замке положение I (на рис. 38, справа) выступ втулки В входит в вырез гайки Б и не позволяет перемещать ее ни в ту, ни в другую сторону, т. е. не позволяет включить подачу от ходового вала.

При открытом замке (положение II на рис. 38, справа) выступ втулки В выходит из выреза гайки Б и позволяет, перемещая ее включать подачу от ходового вала. При этом выступы сместившейся гайки Б не позволяют повернуть рукоятку Г влево и замкнуть замок ходового винта.

3. Смазка станка

Для надежной работы станка требуется своевременная смазка всех его трущихся частей. Схема смазки станка 1А62 показана на рис. 39; места смазки указаны цифрами.

Смазка трущихся деталей коробки скоростей производится машинным маслом марки Л методом разбрызгивания. Для этого в корпус коробки заливают такое количество масла, чтобы наиболее низко расположенное зубчатое колесо было немного погружено в него. Вращаясь, колесо разбрызгивает масло, которое попадает на другие зубчатые колеса и в подшипники коробки скоростей. На передней стенке корпуса передней бабки имеется окошечко маслоуказателя (контрольный глазок), показывающее нормальный уровень масла в коробке скоростей.

В коробке скоростей станка 1А62 масло непрерывно подается в передний подшипник шпинделя и фрикционную муфту по трубкам от плунжерного насоса, задний же подшипник шпинделя имеет фитильную смазку. Насос засасывает масло из масляной ванны коробки скоростей и пропускает его через пластинчатый фильтр, где масло очищается. За исправной работой насоса и фильтра токарь должен следить через окошечко маслоуказателя.

Смену масла в коробке скоростей необходимо производить раз в 1-1 1/2 месяца. После спуска отработанного масла через сливной патрубок коробку скоростей и фитили промывают бензином или чистым керосином. При заливке необходимо предварительно профильтровать масло через сетку.

Смазка шариковых подшипников приводного шкива 12 производится техническим вазелином. Раз в год эти подшипники необходимо прочистить и наполнить свежим вазелином.

Подшипники и зубчатые колеса коробки подач смазываются машинным маслом марки Л, заливаемым до уровня маслоуказателя.

Механизм коробки подач смазывается разбрызгиванием масла зубчатыми колесами и, кроме того, при помощи фитилей, заложенных в трубках. Масло подается из резервуаров, находящихся в верхней части корпуса коробки подач под крышкой. Заполнение маслом этих резервуаров производится по мере надобности. Промывают фитили одновременно с коробкой скоростей.

Такой же фитильной смазкой из резервуаров, расположенных в верхней части фартука, смазываются трущиеся детали фартука . Масло в эти резервуары заливают раз в смену через отверстия 21 и 22 (см. рис. 39) в каретке. Смазка падающего червяка производится маслом, заливаемым в корпус фартука через отверстие во фланце 7 до нижнего края этого отверстия.

Каретка и части суппорта смазываются с помощью масленок 14-19 и 23-25. Такие же две масленки 26 и 27 предусмотрены для смазки пиноли, винта и подшипника задней бабки. Опоры ходового винта, ходового вала и вала переключения смазываются через масленки 3, 4, 9 и 10 машинным маслом марки Л раз всмену.

Подшипник вертикального валика механизма переключения смазывается через масленку 13 раз в неделю машинным маслом марки Л.

Кроме того, на станке 1А62 имеются колпачковые масленки 2 для смазки подшипников гитары и масленки 5 и 6 для смазки подшипников зубчатых колес реверса в фартуке. Масленки эти пополняются техническим вазелином раз в пять дней.

Один раз в смену перед началом работы необходимо смазывать машинным маслом из ручной масленки направляющие станины и суппорта. После смазки для равномерного распределения ее по всей поверхности направляющих нужно вручную переместить каретку вдоль станины вперед и назад несколько раз. Перед нарезанием резьбы резцом необходимо смазывать из ручной масленки резьбу ходового винта 8 по всей его длине.

4. Токарно-винторезный станок модели 1К62

Универсальный токарно-винторезный станок 1К62 (рис. 40) выпускается заводом «Красный пролетарий» им. А. И. Ефремова взамен станка 1А62 и предназначен, как и последний, для выполнения самых разнообразных токарных работ, в том числе и для нарезания всевозможных резьб: метрической, дюймовой, модульной и других.

Техническая характеристика станка . Высота центров над станиной 215 мм. Расстояние между центрами 710, 1000 и 1400 мм. Наибольший диаметр точения над станиной 400 мм. Наибольший диаметр точения над нижней частью суппорта 220 мм. Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, проходящего через отверстие шпинделя, 42 мм. Конус передней части отверстия в шпинделе - Морзе № 6. Наибольшая длина точения 640, 930 и 1330 мм. Количество рабочих скоростей шпинделя 24. Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту при рабочем ходе от 12,5 до 2000. Предел продольных и поперечных подач 0,075-4,46 мм/об.
Шаги нарезаемых резьб: а) метрической - от 1 до 12 мм; б) дюймовой- от 2 до 24 ниток на 1"; в) модульной -от 0,51pi до 48pi мм. Увеличение шага резьб в 8 и 32 раза.
Мощность главного электродвигателя 10 квт. Число оборотов электродвигателя 1450 об/мин.

Станок 1К62 предназначен для использования в механических, инструментальных и ремонтных цехах и отличается значительной мощностью (N = 10 квт) и высокой быстроходностью шпинделя (n макс =2000 об/мин), что позволяет наиболее полно использовать режущие свойства современного твердосплавного инструмента. Кроме того, станок 1К62 приспособлен для производительной обработки с большими подачами (s макс = 4,46 мм/об).

На рис. 40 дан общий вид станка 1К62 и показаны органы управления.

Основные особенности токарно-винторезного станка 1К62 заключаются в следующем. Коробка скоростей имеет 24 различные скорости вращения шпинделя (от 12,5 до 2 тысяч оборотов в минуту) при прямом ходе 1 и 12 скоростей при обратном (ускоренном) ходе. Управление скоростями ведется при помощи рукояток 1 и 4 (см. рис. 40), согласно таблице на стр. 62. Скорости станка 1К62 увеличены по сравнению со станком 1А62 почти в 1,7 раза.

Практически вследствие повторения, одного из чисел оборотов (n = 630 об/мин) в станке 1К62 имеется только 23 различные скорости вращения шпинделя.

Для пуска и останова главного электродвигателя на станке имеется кнопочная станция 17, смонтированная на правой верхней части суппорта.

Число подач суппорта 48, от 0,075 до 4,46 мм/об. Переключения коробки подач на шаг резьбы и подачу осуществляется всего лишь двумя рукоятками 22 и 23 (вместо пяти рукояток, имеющихся на станке 1А62).

Управление ходами каретки и суппорта осуществляется одной рукояткой 10, расположенной с правой стороны фартука. Особенность этой рукоятки заключается в том, что с направлением ее поворота совпадает направление подачи резца: наклоняя рукоятку 10 от себя, включаем поперечную подачу по направлению к центру; наклоняя рукоятку 10 на себя, получаем поперечную подачу от центра; при наклоне рукоятки 10 влево суппорт перемещается к передней бабке, при наклоне вправо - к задней бабке.

Рукояткой 10 производится также быстрое перемещение суппорта с резцом в тех же четырех направлениях. Для этих целей следует нажать кнопку, встроенную в шарик рукоятки 10, которая и включит электродвигатель для ускоренного перемещения суппорта.

Задняя бабка станка 1К62 при выполнении сверлильных работ может получать механическую подачу от суппорта, благодаря чему увеличивается производительность и облегчаются условия труда.

Для защиты рабочего от сходящей стружки на станке имеется специальный экран с козырьком из небьющегося стекла.

Для обработки деталей сложного профиля на станке имеется особое - устройство - гидрокопировальный суппорт.

На станке 1К62 в фартуке имеется кулачковая предохранительная муфта для автоматического выключения подачи, когда суппорт встретит неподвижно закрепленный упор.

5. Многорезцовые токарные станки

При изготовлении больших партий деталей ступенчатой формы, допускающих обработку одновременно несколькими резцами, применяют многорезцовые токарные станки (рис. 41).

Принцип работы многорезцовых станков заключается в том, что обработка на.этих станках производится одновременно несколькими резцами, расположенными в нескольких суппортах.

Суппорты многорезцовых станков снабжены специальными блочными резцедержателями, позволяющими закреплять одновременно по нескольку резцов в каждом.

При работе на многорезцовых станках значительно сокращается длина рабочего хода суппорта и, следовательно, уменьшается машинное время.

6. Револьверные станки

В серийном производстве однородных деталей, имеющих в большинстве случаев осевые отверстия, токарная обработка производится обычно на револьверных станках.

Револьверный станок представляет собой видоизменение обычного токарного станка и отличается от него наличием револьверной головки, устанавливаемой вместо задней бабки. В револьверной головке и боковом резцедержателе можно закрепить большое количество различных режущих инструментов и производить почти все токарные работы.

Преимущества револьверных станков по сравнению с токарными заключаются в следующем:
1. Сокращается вспомогательное время на смену и установку инструмента, на измерение обрабатываемой детали во время работы (при работе по упорам).
2. В возможности сокращения машинного времени за счет одновременной обработки детали от револьверной головки и бокового суппорта.

На рис. 42 показан в общем виде револьверный станок произ водства завода им. Орджоникидзе, на котором можно производить патронные и прутковые работы. Револьверная головка 2 расположена на суппорте 1 и перемещается вдоль станины. Револьверная головка вращается вокруг вертикальной оси и имеет ряд отверстий для закрепления режущего инструмента.

В револьверных станках других моделей револьверная головка вращается вокруг горизонтальной оси.

Резцовая головка 4, расположенная на суппорте 3, предназначена для выполнения как продольного, так и поперечного точения.

Рабочие перемещения револьверной и резцовой головок управляются упорами, ограничивающими продольное и поперечное перемещение инструментов.

7. Токарные автоматы

В крупносерийном и массовом производствах для токарной обработки применяют токарные автоматы и полуавтоматы.

Автоматами называются станки, на которых, после того как станок налажен, обработка производится без непосредственного участия рабочего.

Все движения в этих станках (установка и закрепление детали, подвод и отвод инструмента, переключение механизмов станка и др.) производятся автоматически. В обязанности рабочего, обслуживающего автомат, входит периодическая загрузка станка материалом, периодический контроль качества изготовляемых деталей, общее наблюдение за работой автомата.

Токарные автоматы подразделяются на одношпиндельные и многошпиндельные .

Одношпиндельные токарные автоматы могут обрабатывать детали из прутка или из штучных заготовок.

На рис. 43 показана кинематическая схема одношпиндельного пруткового токарного автомата.

Управление работой автомата осуществляется распределительным валом 3, на котором закреплены барабаны и кулачки, приводящие в движение различные части автомата. Так, барабан 2 управляет подачей прутка, барабан 1 - зажимом прутка, кулачок 7 - перемещением поперечных салазок 6 суппорта, барабан 5 - перемещением суппорта 4 продольной подачи. Деталь окончательно изготовляется в течение одного оборота распределительного вала 3.

Полуавтоматами называются станки, отличающиеся от автоматов лишь тем, что снятие готовой детали и установка новой заготовки производятся рабочим, обслуживающим станок. Обработка же деталей производится, как и у автомата, без участия рабочего. К станкам, работающим по полуавтоматическому циклу, относятся современные многорезцовые токарные станки.

8. Приводы токарных станков

По способу передачи станку движения от источника энергии приводы станка можно подразделить на два типа - индивидуальный и групповой.

У современных станков применяется индивидуальный привод : каждый станок приводится в движение собственным электродвигателем. Электродвигатель можно расположить на задней стенке станины, как это сделано у станка 1А62 (см. рис. 2, б), или внутри левой ножки (тумбы) станка, как это имеет место в станке 1К62. Последний способ очень удобен, так как электродвигатель не занимает добавочного места в цехе, не мешает рабочему и, кроме того, весь привод защищен от пыли, грязи и попадания стружки.

9. Правила ухода за токарным станком

Чистка станка . Ежедневно, по окончании смены, станок нужно очистить от стружки, а направляющие станины и суппорта- от эмульсии и грязи, протереть насухо концами и смазать тонким слоем смазки.

Конические отверстия шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки перед закреплением в них инструмента или центра нужно тщательно очистить от грязи. Эти отверстия всегда должны быть чистыми и не иметь вмятин и забоин. От их исправного состояния зависит точность работы станка.

Смазка станка . Важнейшее правило ухода за станком- своевременная смазка всех трущихся частей станка. Подробно условия смазки станка приведены на стр. 58-60.

Уход за приводными ремнями . Необходимо постоянно следить, чтобы на приводные ремни не попадали смазочные материалы: засаленный ремень начинает проскальзывать по шкиву, плохо тянет и быстро срабатывается. Натяжение ремня не должно быть слишком тугим или слишком свободным. В первом случае будут сильно изнашиваться и нагреваться подшипники, во втором случае ремень будет проскальзывать.

Особое внимание необходимо уделять правильности установки и действия ограждений и предохранительных приспособлений у движущихся и вращающихся частей станка. Их следует всегда содержать в исправности и не снимать во время работы станка.

10. Паспорт токарного станка

Для наиболее рационального использования токарного станка необходимо располагать его основными данными. Для этого на каждый станок составляется паспорт, содержащий все сведения, необходимые для полной и точной характеристики станка.

В паспорте помещаются общие сведения, характеризующие тип станка, модель, назначение, завод-изготовитель и т. д. В паспорте приводятся основные размеры станка, наибольшие размеры обрабатываемых на нем деталей, размеры мест крепления инструмента и данные о суппорте, шпинделе и задней бабке. Затем указываются прилагаемые к станку принадлежности и приспособления, служащие для закрепления деталей и инструмента, для настройки и обслуживания станка и для специальных работ.

Далее в паспорте приводятся кинематическая схема станка и данные о зубчатых и червячных колесах, червяках, винтах и др., а также приводятся, данные, относящиеся к механизму главного движения и механизму подач, а именно: положения рукояток и соответствующие им числа оборотов шпинделя в минуту; наибольшие допустимые крутящие моменты на шпинделе; мощности на шпинделе; сменные зубчатые колеса гитары; подачи на один оборот шпинделя; допускаемые нагрузки наиболее слабых звеньев станка и т. д.

В паспорте указывается тип и характеристика электродвигателя, характеристика ремней, подшипников шпинделя,- фрикционной муфты и др.

В паспорте дается эскиз станка и указывается назначение каждой из рукояток управления.

Сведения об изменениях, произведенных в станке в связи с применением передовых методов работы (замена электродвигателя, шкивов зубчатых колес, увеличение ширины ремней, замена плоских ремней клиновидными, улучшение смазки подшипников, применение шариковых подшипников взамен подшипников скольжения и др.), вносятся в паспорт.

В приложении 1 в качестве примера приведен паспорт токарно-винторезного станка модели 1А62 производства завода «Красный пролетарий» (паспорт приведен в неполном виде).

Контрольные вопросы 1. Какими основными размерами характеризуются токарные станки?
2. Дайте краткую характеристику станка 1А62.
3. Назовите по схеме (см. рис. 35) назначение рукояток управления станком.
4. Для чего служат кинематические схемы?
5. Расскажите по кинематической схеме устройство коробки скоростей станка 1А62.
6. Расскажите по кинематической схеме устройство коробки подач станка 1А62.
7. Расскажите по кинематической схеме устройство фартука станка 1А62.
8. Для чего служит падающий червяк?
9. Для чего служит механизм блокировки? Как работает блокировочный механизм, показанный на рис. 38?
10. Перечислите правила ухода за токарным станком.
11. Какой станок называется лобовым? Чем он отличается от обычного токарного станка?
12. Чем отличается карусельный станок от лобового? В чем его преимущества?
13. В каких случаях применяют многорезцовые токарные станки?
14. Чем отличается револьверный станок от токарного? В чем его преимущества?
15. Какие станки называются автоматическими? Чем они отличаются от полуавтоматических станков?