Карусельные и лоботокарные станки

Токарно-карусельные станки

Основное назначение токарно-карусельных станков — обработка цилиндрических и конических деталей больших габаритов и массы. Главная особенность конструкции таких станков, которая определила выделение их в отдельную категорию — вертикальное расположение оси вращения шпинделя. Сегодня эти станки практически полностью заменили устаревшие модели лобовых станков.

Устройство токарно-карусельных станков

Существует множество различных модификаций токарно-карусельных станков (рис. 1). Каждая из моделей предназначена для выполнения определенного комплекса операций. Хотя последнее время все большую популярность приобретают универсальные варианты токарно-карусельных станоков.

Рисунок 1. Токарно-карусельный станок.

1 — стойки; 2 — передаточный механизм привода подачи; 3 — коробка перемены скорости вращения; 4 — кожух; 5 — ложемент для монтажа планшайбы; 6 — планшайба; 7 — консоль для передвижения шпинделя; 8 — привод консоли; 9 — правый суппорт; 10 — левый суппорт; 11 — ручной привод управления суппортами; 12 — левая коробка подачи; 13 — правая коробка подачи; 14 — панель управления; 15 — подвесное устройство панели управления; 16 — контрольный прибор мощности; 17 — электрический щит.

В общем случае токарно-карусельные танки способны производить следующие виды обработки металлов:

• обтачивание наружных и внутренних поверхностей заготовок цилиндрической или конической формы;
• сверление отверстий;
• проточка канавок;
• зенкерование и развертывание;
• обтачивание плоских поверхностей;
• нарезка резьбы как метчиками, так и при помощи резца;
• создание фасонных поверхностей;
• отрезка деталей цилиндрической и конической формы от заготовки.

Классификация токарно-карусельных станков

Существует несколько классификационных признаков, по которым подразделяются токарно-карусельные станки. Рассмотрим основные.

1. По назначению:

• универсальные;
• специализированные.

2. По количеству точек опирания:

• одностоечные — предназначены для обработки заготовок с максимальным диаметром до 2000мм (рис. 2);

Рисунок 2. Одностоечный токарно-карусельный станок.

• двухстоечные — разрабатываются для обработки деталей с диаметром, превышающим 2000мм (рис. 3).

Рисунок 3. Двухстоечный токарно-карусельный станок.

3. По количеству суппортов:

• с одним суппортом;
• с несколькими суппортами;

4. По типу шпиндельной головки:

• с обычной головкой под один резец;
• с револьверной головкой.

5. По типу управления рабочими движениями:

• с ручным управлением;
• с числовым программным управлением.

Также токарно-карусельные станки различаются по следующим критериям:

• мощность приводных электродвигателей;
• частоты вращения шпинделя и планшайбы;
• максимальная высота заготовки, которую способен обработать станок;
• точность обработки заготовок.

Есть множество мелких групп токарно-карусельных станков, которые изготавливаются под заказ для выполнения определенных узкоспециализированных работ. Например, станки для изготовления опорно-поворотных устройств портальных кранов, работающих в крупных морских портах. В них диаметр заготовки может достигать нескольких десятков метров.

Принцип работы токарно-карусельных станков

Сегодня все большее количество токарно-карусельных станков управляется программно. Это позволяет исключить человеческий фактор на влияние качества конечного продукта, а также увеличивает точность и скорость обработки деталей. Станки с ручным управлением применяются, в основном, для совершения простых токарных операций или черновой обработки заготовок.

На столе в держателях планшайбы закрепляется заготовка. Запускается механизм вращения на пониженной скорости для проверки правильности центровки заготовки. Подводится шпиндельная головка, которая перемещается по траверсе. Включается подача смазывающе-охлаждающей жидкости. Резец приводится в рабочее положение. Начинается процесс точения (рис. 4). В зависимости от технических условий выбирается скорость подачи резца и вращения заготовки в планшайбе.

Рисунок 4. Процесс работы токарно-карусельного станка.

Если станок поддерживает сверление отверстий, расположенных равномерно по окружности заготовки на равноудаленном от оси расстоянии, задается диметр и шаг, через который будут просверливаться отверстия.

В случае создания фасонных поверхностей, в шпинделе закрепляется фасонный резец (рис. 5).

Рисунок 5. Фасонные резцы.

Здесь осуществляется четкий контроль над вертикальной подачей, так как в процессе заглубления фасонного резца увеличивается площадь контакта режущей поверхности с заготовкой. В этом случае для исключения перегрева и разрушения резца подача уменьшается.

Возможности токарно-карусельных станков

Токарно-карусельные станки способны осуществлять широкий спектр токарных и сверлильных операций. Однако существуют приспособления, призванные расширить технологические возможности этого типа станков.

При оснащении шпинделя токарно-карусельного станка специальной фрезерной головкой (рис. 6) становится возможным проведение фрезерных операций.

Рисунок 6. Фрезерная головка для токарно-карусельного станка.

Также на токарно-карусельные станки часто ставится шлифовальная головка. Это позволяет провести шлифовку сразу после обработки без использования шлифовального станка (рис. 7). Как правило, шлифовальная головка имеет собственный привод, приводящий в движение абразивный круг. Подача осуществляется приводным механизмом токарно-карусельного станка.

Рисунок 7. Шлифовальная головка.

Также некоторые токарно-карусельные танки оснащаются дополнительным оборудованием, позволяющим осуществлять долбление. В основном такое оборудование используется при создании крупногабаритных зубчатых колес и венцов. Механизм долбления оснащается собственным приводом.

Сегодня тяжелое машиностроение не обходится без токарно-карусельных станков. Поэтому спрос на эти станки всегда был высок. А с учетом того, что сегодня токарно-карусельные станки дооборудуются разнообразными устройствами, происходит расширение их технологически возможностей и спектра выполняемых операций. Поэтому сегодня токарно-карусельные станки частично вытесняет другие металлорежущие станки, которые постепенно приобретают вспомогательную роль в тяжелом машиностроении.

Лоботокарный станок

Лоботокарный (лобовой токарный) станок – это один из видов токарных станков. Их спецификой является токарная обработка деталей большого диаметра с малой длиной. Это токарное оборудование также позволяет производить обработку массивных плоских цилиндрических заготовок или обрабатывать короткие детали типа тел вращения со значительными колебаниями (перепадами) диаметра в какой-либо части. Чаще всего с помощью лоботокарных станков обрабатывается торцевая часть закреплённой в планшайбе заготовки или её кромка, нарезается резьба на поверхности детали или производятся операции по шлифовке её торцевой поверхности.

У лоботокарных станков отсутствует задняя бабка, станина станка низкая и короткая, центры расположены высоко. Для работы с большими диаметрами (более 200 мм) переднюю бабку располагают отдельно от суппорта (в этом варианте исполнения как суппорт, так и шпиндель станка снабжаются индивидуальным приводом).

Лобовой токарный станок имеет несколько отличий, позволяющих чётко отделить его от других станков токарной группы:

• крепление на шпинделе (планшайбе) деталей большого диаметра;
• отсутствие задней бабки;
• невысокие обороты вращения шпинделя;
• раздельный привод шпинделя и суппорта;
• возможность осуществления шлифовальных работ;
• исключается возможность закрепления заготовок в центрах.

С помощью лоботокарного станка осуществляется токарная обработка поверхностей цилиндрического, конического, фасонного, лобового типа различных труб, дисков и валов. Такой станок идеально подходит для производства чугунных и стальных фланцев, колец или дисков (реже — маховиков, шкивов и зубчатых колёс). Горизонтальная ось вращения детали и большой объём свободного пространства позволяет обрабатывать на станке массивные многотонные детали небольшой длины.

Монтируется лобовой токарный станок на бетонном основании. На плите крепится станина и тумба. В последней размещается передняя бабка с приводом и коробкой скоростей. Бабка снабжается шпинделем с патроном специальной конструкции, позволяющим закреплять заготовки большого диаметра.

На станине располагаются суппорт с устройствами для зажима и удержания резцов и фартук, снабжённый кареткой. При замене резцедержателя шлифовальной головкой токарная обработка металла резцом может сменяться шлифовальными работами.

Суппорт обладает плавной подачей, обеспечиваемой работой отдельного двигателя.

Электродвигатель, приводящий в действие главный привод, располагается отдельно и также монтируется на массивном основании. Такой вариант компоновки оборудования позволяет значительно снизить воздействие на процесс обработки детали вибрационных искажений, что упрощает процесс тонкой шлифовки торцевой поверхности детали. В ряде случаев по специальному заказу лоботокарные станки снабжаются задними бабками. Такое решение позволяет значительно расширить технологические возможности оборудования.

Снабжение суппорта восьмипозиционной головкой существенно увеличивает набор производственных операций и повышает скорость переключения между ними. Установка транспортёра для удаления стружки значительно облегчает ведение работ при включении станков этого типа в мелкосерийное производство. Токарная обработка деталей многократно ускоряется монтажом на лоботокарный станок устройств числового программного управления контурного типа. Такое нововведение позволяет в автоматическом режиме перемещать резец по заданной криволинейной траектории, изменять частоту вращения шпинделя для сохранения постоянной скорости резания.

Токарные лобовые и карусельные станки

1. Лобовые токарные станки используются для обработки заготовок большого диаметра (до 4 м) и сравнительно небольшой длины. Они используются в единичном производстве (на заводе ВолгоЦемМаш имеются лоботокарные станки).

На станках производят точение наружных и внутренних поверхностей, подрезают торцы, протачивают различные виды канавок. Для крепления деталей используется планшайба с элементами крепления заготовки по диаметру. Производительность этих станков невысокая и они более и более вытесняются карусельными станками.

2. Карусельные станки предназначены для обработки тяжелых деталей большого диаметра и сравнительно небольшой длины. Эти параметры для карусельных станков являются основными. По компоновке карусельные станки выполняются одно-, и двухстоечными. Одностоечные станки обеспечивают обработку заготовок от 600 мм в диаметре, а двухстоечные от 2000 мм в диаметре. Станки, на которых производят обработку заготовок диаметром свыше 6,3 м выпускают поштучно и относят к уникальным.

Основными узлами карусельного двухстоечного станка являются (рис. 2): 1 – станина; 2 – стол станка, обеспечивающий необходимую скорость резания (столу сообщается вращательное главное движение); Две стойки поз. 5 соединены вверху порталом 7. Посредством ходовых винтов 6 и 10 по вертикальным направляющим стоек перемещается траверса 8, на которой смонтированы 2 верхних суппорта 9. На суппорте 9 имеется резцедержатель, обеспечивающий крепление резцов; суппорт обеспечивает перемещение им как по горизонтали, так и по вертикали. Кроме этих движений суппорт, имея поворотную ось, устанавливается под углом и обеспечивает точение конических поверхностей.

Второй верхний суппорт имеет 5-позиционную револьверную головку, где может быть установлен осевой инструмент. Оба суппорта имеют коробки подач 4 и 11. В обычном исполнении этот станок не имеет бокового суппорта, но по заказу выполняется и с боковым суппортом, а также станок может быть снабжен приспособлениями для нарезания резьб и для работы по упорам.

Одностоечные карусельные станки менее жесткие и диаметр стола обеспечивает установку заготовок в диапозоне от 600 мм до 1,5 м. Два суппорта: один установлен на траверсе 6, а другой на стойке. Револьверные суппорт можно перемещать вручную от маховика 8, а боковой маховичками 13. На станке можно обрабатывать крупные детали типа корпусов, маховиков и т. п.

Карусельные и лоботокарные станки

Общие особенности

Принцип функционирования токарных станков заключается во вращении шпинделя с заготовкой. Подачи в продольном и поперечном направлениях производятся движением суппорта с закрепленными в нем резцами, либо задней бабки, когда производится обработка концевым инструментом.

Данные приспособления служат для обтачивания различных поверхностей, создания канавок и отверстий различной формы, отрезки, накатывания рифленых поверхностей, сверления, зенкерования и растачивания, развертывания, нарезания резьбы разными способами у валов, втулок, дисков.

Токарные станки классифицируют на полу- и автоматические, на вертикальные и горизонтальные по расположению несущего устройства для фиксации заготовки и шпинделя. Вертикальные модели, к которым принадлежат и лобовые токарные станки, используют для тяжелых коротких предметов большого диаметра.

Характерным признаком станков токарной группы является способ обработки деталей за счет вращения заготовки и поступательного перемещения режущих инструментов. В зависимости от степени специализации такие станки делятся на ряд типов; токарно- винторезные, токарные, лобовые, карусельные, револьверные, автоматы, полуавтоматы и специализированные.

Ток а рно-винторезные станки предназначены для всех токарных работ, включая нарезание резьб резцами. Они имеют ходовой винт и ходовой валик. Эти станки преимущественно используются в единичном и мелкосерийном производствах.

Характерной особенностью конструкции токарных станков является отсутствие ходового винта. Вследствие этого на них можно выполнять все работы, кроме нарезания резьб резцами.

Лобовые станки имеют в настоящее время ограниченное применение, главным образом в ремонтных цехах и на станкостроительных заводах. [Они предназначены для обработки коротршх заготовок большого диаметра до 4—5 метров, j

На 142 показан крупный лобовой станок с раздельно выполненными передней бабкой 1 и поперечной станиной 4. На передней бабке установлена планшайба 2, на которой закрепляются заготовки посредством болтов или независимых кулачков. Два суппорта с 4-позициониыми резцедержателями 3 имеют самостоятельные перемещения в поперечном, продольном и угловом направлениях. Механическая подача суппортов осуществляется от отдель ного электропривода с коробкойКподач, расположенной в станине 4

Карусельные станки, как и лобовые, предназначены для обработки крупных тяжелых деталей, но в отличне от последних более удобны, так как планшайба (круглый стол) у них расположена горизонтально. На станках этого типа можно выполнять почти все токарные работы, включая обработку конусных поверхностей.

Для изготовления деталей диаметром до 1500 мм используются одностоечные карусельные станки. Станок состоит из вертикальной стойки (станины) 2, жестко соединенной с круглым основанием 6. По вертикальным направляющим 3 стойки может перемещаться траверса (поперечина) 1 с вертикальным револьверным суппортом 11. Револьверная головка 9, находящаяся на вертика ль ном ползуне 10, имеет пятигранную форму с пятью гнездами (по одному на каждой грани), в которые можно одновременно устанавливать несколько режущих инструментов. Справа, на направляющих стойки, размещается боковой поперечный суппорт 5 с ползуном 4 и 4-позиционным резцедержателем 8. Круглый стол 7 имеет форму планшайбы с четырьмя независимыми кулачками.

Суппорты станка могут перемещаться вертикально или поперечно вручную и механически. Станок снабжен коробкой скоростей для изменения чисел оборотов стола и коробками подач для каждого суппорта, настройка которых осуществляется переключением соответствующих рычагов.

Для удобства управления большинство карусельных станков имеет подвесную кнопочную станцию, при помощи которой с одного места можно производить различные переключения станка.

Карусельные станки для обработки деталей более крупных диаметров (свыше 1500 мм) имеют две стойки.

Револьверные станки широко применяются в серийном производстве для изготовления деталей большими партиями. Они отличаются от токарных главным образом отсутствием задней бабки и наличием продольного суппорта с многоинструментальной револьверной головкой. Б связи с этим на револьверных станках обрабатывают только короткие детали, закрепляемые в патроне или в другом зажимном приспособлении.

Револьверный станок состоит из передней бабки Л станины 6, продольного 5 и поперечного 2 суппортов. Продольный суппорт с револьверной головкой ^/предназначен для обработки деталей режущими инструментами, ‘работающими только с продольной подачей/(проходные и расточные резцы, сверла, зенкеры, развертки). В 4-позиционном резцедержателе 3 поперечного суппорта закрепляются преимущественно резцы, работающие с поперечной подачей (подрезные, канавочные, отрезные), а также проходные резцу для обтачивания поверхностей за буртиком, недоступных для резцов револьверной головки.

Каждый суппорт имеет ручные и механические подачи. Поперечный суппорт, кроме поперечных, имеет продольные перемещения. На рассматриваемых станках отсутствует ходовой винт, поэтому на них невозможно нарезать резцами резьбы без дополнительных приспособлений.

Высокая производительность револьверных станков достигается настройкой всех инструментов на диаметральные и осевые размеры детали по продольным и поперечным упорам. Вследствие этого наладка таких станков занимает довольно продолжительное

время и экономически оправдывается только при изготовлении деталей большими партиями.

Револьверные станки небольших размеров имеют только про дольный суппорт с горизонтально расположенной револьверной головкой (ось поворота головки параллельна оси шпинделя). Круговое положение головки используется для поперечной подачи резцов.

Токарные автоматы и полуавтоматы получили широкое распространение в крупносерийном и массовом производствах.

Автоматом называется станок, выполняющий все технологические действия по обработке деталей без непосредственного участия человека./ В полуавтоматах часть технологических функций по закреплению, откреплению штучных заготовок и включению станка выполняется человеком

По количеству шпинделей автоматы и полу автоматы делятся на одношпиндельные и многошпнндельные, по расположению шпинделей — на горизонтальные и вертикальные.

На автоматах детали изготавливаются из длинных прутков или труб, а также из штучных заготовок. В последнем случае автоматы снабжаются магазинными или бункерными загрузочными механизмами.

В качестве примера на 14Б показан гидрофицированный токарный полуавтомат для обработки деталей типа валов различной формы. Станок имеет жесткую станнну 5 рамного сечения, установленную на двух тумбах. Верхний гидрокопировальный суппорт 2 предназначен для обтачивания ступенчатых и фасонных поверхностен за один или несколько проходов. Нижние поперечные суппорты 4 служат для подрезания уступов и выточки канавок.

Заготовка на таком станке закрепляется в центрах шпинделя / и задней бабки 3. Все движения в станке, кроме механизма передачи главного движения на шпиндель, осуществляются посредстьом гидравлической системы. Настройка полуавтомата на автоматический цикл выполняется регулировкой путевых и конечных переключателей. После установки заготовки и включения станка автоматически совершается полная обработка детали и остановка станка для загрузки следующей заготовки.

Одношпинделъный токарно-револьверный автомат состоит из следующих основных частей: основания станины 2, шпиндельной бабки 3, револьверного суппорта 5, поперечных суппортов 4 к распределительного вала 6.

Принцип действия автомата заключается в следующем. Пруток длиной 3—4 м пропускается через отверстие шпинделя до упора и закрепляется цанговым зажимом. После включения станка псе рабочие и холостые движения суппортов, поворот револьверной головки, открепление, подача и закрепление прутка, переключение чисел оборотов совершаются автоматически посредством рычажных передач от кулачков и кулачковых барабанов распределительного вала. За каждый оборот последнего осуществляется полный цикл обработки одной детали.

Наладка автомата довольно продолжительна, так как включает установку и регулировку кулачков, режущих инструментов, зажимных и подающих цанг, регулировку длины хода суппортов, настройку гитар сменных зубчатых колес. Все эти сложные подготовительные работы выполняют опытные наладчики токарных автоматов.

Специализированные токарные станки используются в серийном производстве для выполнения определенных работ (токарно- затыловочные станки для нарезания и затылования червячных фрез, станки для обточки шеек коленчатых валов и др.).

Вопросы для повторения

1. Укажите разновидности токарных станков.

2. Чем отличается токарный станок от токарио-винторезного?

3. В чем существенное отличие револьверного станка от токарного и укажите его назначение.

4. Для каких работ предназначены лобовые и карусельные станки? В чем их различие?

5. Объясните принцип действия тока рио-револьверного автомата.

6. Чем отличается полуавтомат от автомата?

Отличия

От прочих моделей токарно-лобовой станок отличают следующие особенности:

• отсутствие задней бабки;
• высокое расположение центров;
• короткая и невысокая станина;
• ось вращения в горизонтальной плоскости;
• размещение на шпинделе предметов большого диаметра;
• невозможность размещения их в центрах;
• планшайба большого диаметра (до 4 м);
• небольшая скорость вращения шпинделя;
• возможность проведения шлифовки;
• суппорт и шпиндель приводятся раздельно.

Для примера далее рассмотрен лоботокарный станок модели 1А693. Мощность привода равна 30 кВт, частота вращения — 0,8 — 6,3 мин-1, масса — 58 т. Станок может обрабатывать предметы диаметром 3,2 м (столько составляет расстояние между центрами) массой до 16 т.

Конструкция

Лобовой металлообрабатывающий станок монтируют на основе из бетона, где размещают станину и тумбу, в которой находится привод, бабка, оснащенная шпинделем, и коробка передач. Суппорт с приспособлениями для фиксации резцов и фартук, оснащенный кареткой, размещены на станине. Переход к шлифовальным работам от токарных осуществляют путем замены резцедержателя шлифовальной головкой.

Электродвигатель расположен отдельно. Его тоже монтируют на основании. Данный способ компоновки позволяет сократить вибрации, благодаря чему упрощается тонкая шлифовка торцов обрабатываемой детали.

Рассчитанные на работы с предметами, которые больше диаметра планшайбы, станки оснащены обособленным суппортом. Его привод осуществляется посредством храповых устройств либо от отдельного электродвигателя. К тому же у таких моделей есть выемка в основе под планшетом.

Устройство лоботокарных станков на примере 1А693

Предназначение

Рассматриваемые механизмы предназначены для работ с короткими чугунными и стальными деталями большого либо неравномерного диаметра. Они подходят также для вытачивания цилиндрических тяжеловесных заготовок.

Токарный станок по металлу обычно используется для обработки кромки или торцевой части, нарезки резьбы, шлифовки торцов, расточки отверстий, подрезки торцов, проточки каналов и др. Таким образом, данные устройства служат для токарной обработки валов, труб, дисков, производства колец, фланцев, дисков, зубчатых колес, шкивов.

Лоботокарные станки, благодаря значительному количеству пространства и вращению шпинделя в горизонтальной плоскости, подходят для многотонных деталей малой длины.

Обычно они встречаются в единичном выпуске и ремонте. Однако, ввиду трудоемкости монтажа заготовки, а также малых производительности и точности, устройства такого типа были замещены карусельными моделями более совершенной конструкции.

Станки с ЧПУ[ | ]

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

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

Дополнительное оборудование

Существуют некоторые приспособления для рассматриваемых устройств, которые используют, чтобы повысить их эксплуатационные параметры. Так, лоботокарный станок может быть оснащен задними бабками. Это существенно расширяет его технологические возможности. Также для увеличения количества операций и ускорения их смены суппорт снабжают восьмипозиционной головкой. Транспортер для снятия стружки используют для облегчения применения в мелкосерийном выпуске рассматриваемых механизмов.

Лоботокарный станок с ЧПУ

Устройство программного управления значительно улучшает технические характеристики. Так, оно повышает скорость токарных работ. К тому же лоботокарные станки с ЧПУ позволяют задавать траекторию автоматического перемещения резца. Также лобовой станок с ЧПУ имеет возможность поддерживать на постоянном уровне интенсивность обработки, варьируя скорость вращения шпинделя.

Токарный станок. Виды и устройство. Принцип работы и как выбрать

Токарный станок – станок, предназначенный для обработки заготовок из металла, дерева и прочих твердых материалов путем точения. За счет ряда регулировочных приспособлений обеспечивает высокую точность обработки.

Виды работ

С помощью токарного станка возможна обработка цилиндрических, фасонных и конических заготовок, что обусловлено спецификой его устройства.

С помощью станка выполняют:

• Нарезание резьбы.
• Зенкование.
• Сверление.
• Выравнивание торцов.
• Обрезку.
• Развертывание отверстий.
• Стачивание диаметра и т.п.

В металлообработке применяется гораздо больше вариаций действий, поэтому токарный станок используется в сочетании с другим оборудованием. Кроме этого их функциональность сильно ограничена размерами заготовок.

Принцип действия

Станок для токарных работ является очень точным дорогостоящим оборудованием, нуждающимся в правильной регулировке. Сложность его устройства может существенно отличаться. Поэтому на отдельных устройствах можно сделать гораздо больше операций и с более высоким качеством.

Рассматривая упрощенную схему устройства токарного станка можно отметить следующие узлы:

• Электропривод.
• Передняя бабка.
• Шпиндель с патроном.
• Резец.
• Суппорт.
• Салазки.
• Задняя бабка.
• Станина.

Помещаемая в токарный станок заготовка зажимается кулачками патрона размещенного на шпинделе. Тот в свою очередь приводится в движение электроприводом. На станине станка находятся поперечные салазки. По ним скользит суппорт, в механизме которого зажимается резец. При включении вращения шпинделя заготовка оборачивается с заданной скоростью. Регулируя суппорт можно приближать или удалять от заготовки резец. За счет вращения детали при примыкании к ней резца осуществляет снятие материала с высокой точностью.

При обработке крупных заготовок применяется задняя бабка. Она скользит на продольных салазках станины и используется в качестве дополнительного упора. Задняя бабка оснащается пинолем. Тот представляет собой свободно вращающийся конус. Он поджимается к детали, чем предотвращает ее биение при прикладывании резца.

При производстве токарных станков детали поддаются точной обработке и подгонке. За счет этого соблюдаются минимальные допуски, что позволяет на готовом оборудовании создавать изделия с погрешностью в доли миллиметров. Базовая конструкция станка может существенно усложняться. В частности в нем может предусматриваться электропривод для изменения положения суппорта на салазках. Нередко предусматривается регулировка скорости оборота электродвигателя.

Виды токарных станков

Помимо универсальных токарных станков, предназначенных для выполнения различных видов работ, существуют также специализированные конструкции, работающие по схожему принципу:

• Токарно-винторезный.
• Токарно-карусельный.
• Лобовой.
• Токарно-револьверный.
• Автомат продольного точения.
• Многошпиндельный.
• Токарно-фрезерный.

Помимо функциональных отличий, станки могут различаться между собой по максимальному размеру обрабатываемых заготовок. также они могут отличаться по удобству и точности регулировок, материалам обработки. По последнему критерию станки в основном разделяют на предназначенные для работы с металлом или деревом. Токарный станок для металла оснащается более мощным мотором и усиленными узлами. За счет этого они имеют высокую устойчивость к сопротивлению в результате трения при обработке заготовок. Станок по дереву более облегченный, так как точить дерево существенно легче, чем металл.

Токарно-винторезный

Может использоваться для единичного изготовления деталей. Скорость производства на нем недостаточная для серийного выпуска изделий. Обычно станки этого типа рассчитаны на обработку металлов, в том числе твердых черных и более мягких цветных.

Устройство этого станка отличается от базового наличием коробки скоростей, за счет чего осуществляется весьма точная регулировка обработки заготовок. За счет того что настройка выполняется за счет коробки, а не изменения скорости вращения самого электромотора, станок имеет высокую мощность даже при малой скорости работы.

Устройство имеет большое расстояние между центром патрона и пинолем на задней бабке. Это позволяет обрабатывать достаточно длинные заготовки. Станки винторезного типа разделяются на 5 классов. Каждому из них присваивается буква: Н, П, В, А, С.

Станки класса Н имеют нормальную точность. Они могут использоваться для выполнения большинства задач по ремонту или изготовлению новых деталей. Устройства класса П имеют повышенную точность, В – высокую точность, А – особо высокую точность. Станки класса С являются особо точными. Это мастер станки для выполнения самых точных деталей и их подгонки в притирку без зазоров.

Токарно-карусельные

Имеют вертикальное расположение оси вращения зажимаемой заготовки. Его можно использовать для точения, растачивания, обрезки, подравнивания торца и нарезания резьбы. Устройства этого типа не отличаются большим размером. За счет этого они зачастую не могут использоваться для обработки крупных заготовок. Часто такие станки используют в ремонтных мастерских, так как они не занимают много места, и работают с деталями не крупнее необходимых.

Используя специальные приспособления подобные станки также можно применять для точного фрезерования стальных заготовок и их шлифования. Отличительным качеством карусельного станка является наличие стола с план шайбой. Последняя выполняет функцию держателя заготовки. План шайба вращает заготовку. Подача резца вдоль детали выполняется перемещением суппорта. Для его приближения к обрабатываемой поверхности по поперечному направлению выполняется перемещение траверсы.

Лоботокарный

Лобовой токарный станок имеет короткую станину. За счет этого он может использоваться для обработки только тонких заготовок. Однако лоботокарные станки имеют широкий захват. За счет этого они зачастую могут зажать для обработки деталь, ширина которой превосходит длину.

Такое оборудование часто применяется на точном производстве. Им вполне можно обрабатывать детали, масса которых превосходит несколько тонн. Однако останавливающим фактором для использования подобных станков является большая сложность при установке столь тяжелых заготовок. Зачастую на это уходит не меньше времени, чем на саму обработку. В связи с этим такое оборудование часто меняется на более привычные карусельные станки.

Автомат продольного точения

Такой токарный станок в отличие от предыдущих разновидностей может использоваться в серийном производстве. Его конструктивные особенности позволяют добиться высокой производительности обработки однотипных деталей. Устройство рассчитано на работу с прутом или фасонным профилем.

Зачастую такие станки рассчитаны на работу с системой ЧПУ. За счет этого производство однотипных деталей может выполняться полностью автоматически. Устройство может оснащаться одним или несколькими шпинделями. За счет этого оно способно использоваться для одновременной обработки нескольких одинаковых деталей.

Многошпиндельный

Он разработан для серийного производства и предназначен для работы с калиброванными заготовками. Они должны иметь круглое или квадратное сечение. В противном случае обработка несоответствующей формы заготовки невозможна.

Станок способен использоваться для выполнения любой задачи из спектра универсального токарного оборудования. Данное оборудование оснащается мощным электроприводом и усиленной конструкцией. Это обеспечивает возможность обработки деталей из особо твердой стали.

Токарно-фрезерный

Предназначен исключительно для обработки центра заготовки. Им выполняется фрезеровка заготовок большого размера с более высокой точностью, чем это возможно сделать, используя просто фрезерный станок. На таком станке можно совмещать операции точения и фрезерования.

Как правильно выбрать токарный станок

При выборе станка одним из самых важных параметров является размер его станины, в частности максимальная ширина и длина заготовок, которые можно на нем обрабатывать. Расстояние между центрами станка от пиноля до патрона может существенно отличаться. Устройство может иметь размер между центрами вплоть до нескольких метров. Столь крупные устройства применяются в основном для работы с деревом. В частности с их помощью выполняется выравнивание оцилиндрованнгого бревна и т.д.

Стоит обратить внимание на тип станины. Она может быть прямой, что является универсальным решением за счет обеспечения более широкого захвата заготовок. Это в свою очередь дает высокий вынос патрона и пиноля. Устройство с наклоном является более жестким. Детали в нем держаться надежней, но такой тип станины существенно уменьшает ширину заготовок, которые возможно зажать, избежав их блокировки в случае легкого перекоса при обработке.

Также при выборе станка может возникнуть сложность в определении типа управления. Токарный станок может быть ручным или управляемым ЧПУ. В последнем случае устройство выполняет точную сложную работу согласно чертежу проекта. Также на удобство работы со станком влияет применяемый в нем способ регулировки положения пиноля. Он может настраиваться вручную, путем вращения регулировочной ручки. Также пиноль может управляться электрическим приводом.

Partprice .

Основная задача любого токарного станка — механическая обработка элементов со сферической, цилиндрической, конической поверхностью. С их помощью появляется возможность быстро и точно нарезать любой из видов резьбы, выполнять операции по сверлению, расточке, отрезанию, подрезке торцевой части заготовок.

Современное оборудование отличается высокой функциональностью. Производителями выпускаются универсальные модели и станки с ЧПУ. Второй вариант в последнее время пользуется всё большей популярностью благодаря более высокому качеству выполнения технологических операций.

Основные виды токарных станков

Все существующее токарное оборудование можно разделить по видам обрабатываемых материалов и деталей на несколько групп.

Токарно-винторезное оборудование

Станки токарно-винторезного типа относятся к категории универсальных агрегатов, которые широко используются при изготовлении деталей в единичном экземпляре или в рамках серийного производства. Основная задача оборудования — нарезание дюймовой, метрической, модульной резьбы. Также с его помощью выполняются другие операции по металлообработке.

Основу конструкции токарно-винторезного станка составляет:

• шпиндельная бабка с коробкой скоростей;
• станина, на которой крепятся основные элементы конструкции оборудования;
• суппорт, предназначенный для фиксации режущего инструмента;
• фартук, используемый для преобразования движения винта или валика на передвижение в заданном направлении суппорта;
• задняя бабка, необходимая для фиксации заготовки в оптимальном положении (в большинстве случаев она оснащается дополнительными инструментами).

Токарно-револьверные станки

Оборудование револьверной группы используется для обработки деталей, выполненных из калиброванного прутка. С их помощью можно выполнить длинный список технологических операций. В них входит фасонное точение, расточка, развертывание, нарезание резьбы, зенкерование, сверление.

Инструменты крепятся на станке при помощи специального держателя. В зависимости от модификации оборудования он может быть приводным или статическим (первый вариант отличается большей функциональностью).

Лоботокарные агрегаты

Станки используются при необходимости обработки лобовых, конических, цилиндрических поверхностей. Во многих моделях нет задней бабки. Важной особенностью моделей этого типа является возможность обработки деталей тяжелых деталей малой длины (это возможно благодаря тому, что шпиндель вращается в горизонтальной плоскости и наличию достаточного свободного пространства). На производственных предприятиях в случае, когда предполагается воздействие на лоботокарный станок больших нагрузок, в качестве замены для них используются карусельные агрегаты.

Токарно-карусельные станки

Оборудование используется для работы с крупногабаритными заготовками. Среди их ключевых особенностей стоит выделить возможность:

• использования станка для формирования пазов любой конфигурации;
• нарезания резьбы;
• точения конических или цилиндрических поверхностей;
• выполнения операций по подрезке торца, фрезеровке, шлифовке.

При условии дополнительного оснащения станка, с его помощью можно обточить фасонные поверхности с использованием копира.

Во время работы оборудования заготовка фиксируется на планшайбе, от диаметра которой напрямую зависят габаритные размеры агрегата. По данному параметру различают одностоечные (до 2000 мм) или двухстоечные модели (более 2000 мм).

Токарно-фрезерные обрабатывающие центры

Центр представляет собой многофункциональное устройство с электронным программируемым оборудованием и сложной кинематикой.

Предлагаются модели с вертикальным или горизонтальным вращением шпинделя.

В первом случае есть возможность обработки заготовок с высокими массогабаритными параметрами. Такие обрабатывающие центры оснащаются внешней системой охлаждения, благодаря чему производительность станка существенно увеличивается за счёт повышения скорости вращения деталей.

Большинство моделей с вертикальным вращением шпинделя имеют функцию автоматической смены режущих инструментов. При горизонтальном расположении центры часто оснащаются наклонно-поворотными или поворотными столами. Для смены инструментов используются механизмы ленточного типа.

Подобные обрабатывающие центры отличаются наличием системы гашения вибрационных воздействий, возможность использования в работе до 120 инструментов, благодаря гусеничной системе крепления.

Автомат продольного точения

При мелкосерийном изготовлении деталей широко используются автоматы продольного точения (производительность оборудования может составлять до 40 готовых деталей за минуту). В качестве заготовок при этом может использоваться фасонный профиль, проволока, калиброванный или холоднотянутый пруток. Различают модели с подвижной и неподвижной шпиндельной бабкой.

Многошпиндельные токарные станки

Оборудование используется для обработки заготовок со сложной геометрией, которые изготовлены из труб, холоднотянутых прутков любого сечения, в рамках серийного производства.

Высокая производительность обеспечивается за счёт большой мощности привода.

При разработке моделей многошпиндельных токарных станков предусматривается использование конструкций повышенной жёсткости. Оборудование способно выполнять одновременно несколько технологических операций.

Станки с ЧПУ

Числовое программное управление позволяет добиться высокой точности обработки заготовок и повышенной производительности. Автоматизация всех процессов существенно облегчает процесс эксплуатации оборудования.

Управление рабочими процессами производится одним из трех способов:

• контурно (станок работает непрерывно в соответствии с заложенными пользователем параметрами);
• по прямоугольному контуру (актуальны при необходимости обработки деталей ступенчатой формы, поперечная и продольная передача в них переключается в автоматическом режиме);
• позиционно (в этом случае предусматривается, что механизм изначально будет расположен в заданной начальной точке, только после этого начинается обработка).

В работе станков с ЧПУ используются самонастраивающиеся, замкнутые или разомкнутые системы. Они отличаются между собой принципом приёма информации, считывающим и измеряющим механизмом.

Трубонарезные агрегаты

Станки представляют собой узкоспециализированное оборудование, применяемое только для резки стальных труб. Они широко используются в геологоразведке, газо- и нефтедобывающей отрасли, других отраслях промышленности.

Схема работы агрегатов с ЧПУ заключается в следующем: вначале производится фиксация заготовки в патроне, затем производится установка программы для автоматизированного устранения дефектов.

При необходимости выполнения дополнительных операций станок оснащается патронами нужного типа, револьверной головкой, резцерезкой.

Оборудование с бесступенчатым приводом

Особенность станков этого типа — возможность непрерывного изменения частоты вращения шпинделя. С его помощью есть возможность обрабатывать как внешнюю, так и внутреннюю поверхность заготовки.

Станки с бесступенчатым приводом позволяют на каждом из этапов обработки деталей выбрать оптимальный скоростной режим.

Оборудование с бесступенчатым приводом отличается стабильно высокой надежностью, удобством управления, длительным сроком службы. Благодаря отсутствию коробки скоростей станки выделяются сравнительно большим межремонтным интервалом. Возможна регулировка частоты вращения шпинделя при помощи гидравлики, а также механическим или электрическим путём.

Настольные токарные станки

Для установки оборудования используется специальный стол. Мини-станки отличаются сравнительно небольшими габаритными размерами и весом.

С их помощью выполняется обработка заготовок из дерева, металла, пластика. Их основные функции — расточка, сверление, фрезеровка.

В большинстве случаев оборудование этого типа используется для мелкосерийного производства или в частных мастерских. Станки востребованы благодаря невысокой стоимости и низкому энергопотреблению.

Классы точности токарных станков

• Класс С — оборудование особой точности.
• Класс В — станки высокой точности.
• Класс Н — агрегаты нормальной точности.
• Класс, А — оборудование особенно высокой точности.
• Класс П — станки повышенной точности.

Маркировка оборудования

Маркировка токарного станка предоставляет объективную информацию о его конструктивных особенностях, возможностях использования и основных технических характеристиках. Достаточно расшифровать несколько цифр.

• Первая из них всегда 1, так как именно она обозначает принадлежность агрегата к токарной группе.
• Тип станка указывается второй цифрой.
• Третья и четвертая цифры обозначают высоту его центров.

Советы по выбору оборудования

Металлообрабатывающие станки

Выбор станка по металлу всегда основывается на особенностях его будущего применения. Именно от этого зависят его рабочие характеристики (мощность, электрические параметры, перечень доступных функций, точность, габаритные размеры).

Особое внимание стоит уделить следующим факторам:

• Функционал. Стоит заранее продумать перечень технологических операций, которые потребуются для выполнения производственных задач.
• Уровень автоматизации. Чем он выше, тем дороже будет стоит оборудование. Но с повышением уровня автоматизации увеличивается и точность выполняемых операций, их сложность и скорость.
• Инструментальное оснащение станка. Важно принимать во внимание минимальные и максимальные размеры обрабатываемых заготовок, величину перемещения по осям, предельная величина диаметра над суппортом и станиной, скорость вращения шпинделя.
• Программное обеспечение. При покупке металлообрабатывающего станка с ЧПУ принципиально важным становится способность оборудования работать в комплексе с другими устройствами, его совместимость с технологиями CAD/CAM.
• Компания-изготовитель. При выборе любой техники важно, чтобы производителем оказывалось полноценное гарантийное и сервисное обслуживание, в ходе эксплуатации не возникало проблем с поставкой комплектующих или расходных материалов.

Станки по дереву

Современные производители предлагают богатый выбор деревообрабатывающих станков. Выпускаются установки общего назначения, специальные модели для производства однотипных деталей или специализированные устройства для определенных видов обработки древесины.

Чтобы после покупки оборудование полностью соответствовало вашим ожиданиям, предлагаем воспользоваться следующими советами.

• Оптимальная мощность зависит от особенностей работы и перечня операций, которые будут выполняться на выбранном станке. Бытовыми принято считать модели мощностью до 3 кВт/ч, подключаемые к сети 220 В, промышленными — установки большей производительности, которые отличаются также большей глубиной пропила, шириной строгания, более широким набором функций.
• Станина должна быть тяжёлой и жёсткой (идеальным материалом для ее изготовления станет чугун).
• Желательно наличие патрона на передней бабке или возможность его установки. В дальнейшем это позволит обрабатывать заготовки, которые закреплены только за один конец.
• Возможность установки на задней бабке сверлильного патрона, который существенно облегчит задачу по заточке глухих отверстий.
• Наличие регулятора оборотов шпинделя — удобная функция, которая поможет повысить качество выполнения многих технологических операций.
• Универсальные модели оснащаются пильным диском, сверлом, фрезой, строгальным валом с 3 или 4 ножами.

Токарная обработка металла: оборудование и виды работ

• Принцип токарной обработки
• Оборудование и инструментарий
• Работы, выполняемые на токарных станках

Токарные работы – это широкий спектр процедур по механической обработке металлических деталей. Она проводится посредством срезания слоя металла с заготовки специальными инструментами с целью получения детали нужной формы и размеров. Готовое изделие должно соответствовать определенным допускам и стандартам качества. Для контроля производимых деталей используются различные измерительные инструменты, калибры, эталоны.

Принцип токарной обработки

Основы токарной работы заключаются в срезании с металлической заготовки тонкого слоя металла до получения требуемой формы детали и шероховатости ее поверхности. Выполняются эти работы на специальном токарном оборудовании с применением различных режущих инструментов.

Токарная обработка металла подобна процессу расклинивания его приповерхностного слоя посредством острой кромки рабочего инструмента. Под воздействием механического усилия кромка врезается в заготовку, снимая тонкий слой металла и превращая его в стружку. Слой металла заготовки, срезаемый в процессе токарной обработки, называется припуском.

Чтобы обеспечить требуемое качество токарных работ следует обеспечить непрерывность и высокую скорость резки металла заготовки. Для каждого металла есть своя скорость резки, ее величина указана в таблице.

Скорость резки, м/мин

Мягкие виды стали

Твердые виды стали

Форма будущей детали формируется за счет относительного движения инструмента и заготовки, а также геометрии кромки используемого инструмента. Режущий инструмент может совершать поступательное движение поперек/вдоль изделия, а также под постоянным/меняющимся углом.

Оборудование и инструментарий

Технология токарных работ предусматривает использование специального оборудования – токарные станки. С их помощью производятся детали, форма которых является телом качения. В современном производстве используют семь основных видов токарных станков:

• токарно-револьверные – предназначены для изготовления мелких деталей в больших количествах; комплектуются револьверной головкой, позволяющей быстро менять режущий инструмент, перенастраивать оборудование на другой вид работы;
• токарно-винторезные – отличаются возможностью совмещения высокой скорости вращения патрона с продольным перемещением инструмента; используются для крупносерийного и массового производства;
• токарно-карусельные – универсальные станки с планшайбой и станиной больших размеров;
• токарно-фрезерные – универсальное оборудование для индивидуального, массового и серийного производства деталей со сложной формой;
• токарные автоматы – станки с большим числом шпинделей, предназначенные для изготовления деталей со сложной геометрией многопрофильных поверхностей;
• лоботокарные станки – специализированная техника для работы с лобовыми поверхностями; используются для поштучного производства деталей, а также для мелких серий.

Работая на токарном станке, используют различный инструментарий:

• разного рода резцы;
• сверла;
• метчики;
• зенкеры;
• плашки;
• развертки;
• резьбонарезные головки.

Работы, выполняемые на токарных станках

На токарном оборудовании производятся детали типа тел вращения:

• втулки;
• шкивы;
• валы;
• кольца;
• зубчатые колеса;
• гайки;
• муфты, прочее.

Для этого проводится механическая обработка разных поверхностей, вытачиваются канавки, выполняется сверление, зенкерование, растачивание, нарезание резьбы, прочее. Рассмотрим особенности основных видов работ на токарном станке.

Обтачивание цилиндрических поверхностей

Чтобы обрабатывать гладкие цилиндрические поверхности используют проходные резцы (черновые и чистовые) в два приема. Изначально работают черновым (Рис.1), выполняя грубое обтачивание.

Рис.1. Виды резцов, а – прямые, б – отогнутые, в – исполнение Чекалина

После черновой обработки, поверхность имеет высокую шероховатость и крупные риски. Чтобы их удалить пользуются чистовыми резцами (Рис.2).

Рис.2. Виды резцов, а – нормальный, б – с широкой кромкой, в – отогнутый, конструкция Колесова

Нормальные чистовые резцы используются при точении с малой подачей и небольшой глубиной срезания слоя металла. Инструмент с широкой кромкой используется для больших подач и позволяет получить гладкую поверхность.

Подрезание торцов, уступов

Для подрезания используется специальный инструмент – подрезной резец (Рис.3).

Рис.3. Подрезание в центрах, а – подрезной резец, б – подрезание торца с полуцентром

Подрезной инструмент используется для точения детали в центрах, если нужно выполнить обработку торца полностью, в заднюю бабку станка нужно вставить полуцентр и таким способом выполнить точение.

Когда заготовку фиксируют в патроне только одним концом, то для обработки торца можно пользоваться проходным отогнутым резцом. Для выполнения этой процедуры, а также для протачивания уступов применяются подрезные резцы упорного типа. Этот инструмент может работать с продольной и поперечной подачей (Рис.4).

Рис.4. Подрезание торцов разным резцом, а – проходным отогнутым, б – подрезным упорным

Подрезая торцы, нужно следить, чтобы вершина режущей кромки располагалась на уровне центров. Инструмент, размещенный выше или ниже центров, оставит на торце сплошной неподрезанный выступ.

Проточка канавок

Работы, выполняемые на токарных станках по вытачиванию канавок, проводятся с помощью прорезных резцов, кромка которых и воспроизводит форму нужной канавки. Поскольку обычно ширина канавки небольшая, нужны резцы с узкой кромкой, из-за чего она получается достаточно хрупкой. Чтобы увеличить точность работы такими резцами высоту их головок делают больше их ширины в несколько раз.

Вытачивают канавки также и отрезными резцами, которые имеют головку большей длины. Длину головки выбирают, исходя из размеров будущей детали, она должна быть на 50% больше величины ее диаметра.

Рис.5. Резцы подрезного и отрезного типа

Устанавливая резчик (отрезной, прорезной) на станок, нужно соблюдать точность монтажа. Перекос при монтаже приведет к тому, что резец будет тереться о стенки вытачиваемой канавки – это приведет к изготовлению бракованных деталей и поломке режущей кромки.

Вытачивая узкие канавки, делается один проход, а для широких канавок выполняется несколько проходов.

Вытачивание конусов

Если на детали нужно сделать наружный или внутренний конус пользуются следующим приемом. Заготовка крепится в патроне станка, верхняя часть суппорта поворачивается на угол, величина которого равна половине значения угла при вершине конуса. Выполняют протачивание заготовки, смещая инструмент посредством верхних салазок суппорта. Этот способ больше подходит для вытачивания конических элементов небольшой длины.

Рис.6. Вытачивание конусов при поперечном смещении заднего центра

Если нужно выточить длинный или пологий конус, то смещают задний центр. Для этого задняя бабка станка передвигается от себя /к себе на необходимое расстояние. Когда заготовка зафиксирована в центрах таким образом, что широкая область конуса находится у передней бабки станка, то заднюю бабку нужно смещать от себя и наоборот.

Сверление отверстий

На токарном станке отверстия сверлятся перовыми или спиральными сверлами. В перовом сверле есть две плоские лопатки, имеющие две режущие кромки, плавно переходящие в стержень. Величина угла при вершине перового сверла находится в пределах 116-118°. В некоторых случаях значение может меняться в диапазоне 90-140°, зависит от твердости обрабатываемого металла. Для металлов с высокой твердостью используются сверла с большим углом. Перовое сверло обеспечивает низкую точность высверливаемых отверстий.

Рис.7. Перовое сверло

Спиралевидные сверла обеспечивают более высокие показатели точности сверления и являются основными для работ на токарных станках. Сверло состоит из рабочей части и хвостовика, реализованного в виде цилиндра или конуса. С помощью хвостовика сверло закрепляют в патроне или пиноли станочной бабки.

Рис.8. Спиральные сверла, а – конический хвостовик, б – цилиндрический хвостовик

Рабочая часть спирального сверла реализована в виде цилиндра с двумя винтообразными канавками, формирующими режущие кромки. Посредством этих канавок происходит выведение стружки наружу. В головке сверла есть две поверхности (передняя, задняя) и две кромки, которые соединены перемычкой. Значение угла в вершине винтового сверла находится в тех же пределах, что и для перового сверла.

Токарные станки и все, что о них нужно знать: назначение и конструктивные особенности

Для того, чтобы разобраться во всех тонкостях и деталях, необходимо понимать, что такое токарный станок и зачем он нужен.

Токарный станок – это специальное устройство для обработки металлических или древесных заготовок посредством резания (точения). Обрабатываться могут тела вращения цилиндрической, фасонной и конической формы.

История возникновения и дальнейшего развития оборудования

Если посмотреть на современные модели, может сложиться впечатление, что токарный станок был изобретен относительно недавно.

Однако сведения о самом далеком предке современного станка относятся к Древнему Египту 2-го тысячелетия до нашей эры. Токарные технологии были и в древнем Китае, в Индии 1-го тысячелетия нашей эры.

В XIV веке был изобретен ножной привод, в XVIII русский ученый Андрей Нартов изобрел токарно-винторезный станок с механизированным суппортом и сменными зубчатыми колесами.

Особенно бурный период развития пришелся на промышленную революцию конца XIX века – станок менял источники привода, приобретал всё большие размеры, усложнялся.

Сейчас его основной источник энергии – электричество. Наиболее современная версия станка появилась в 1950-х годах, когда для управления обработкой начали применять числовое программное управление (ЧПУ) и сервомеханизмы.

Токарный станок часто называют «матерью всех станков», потому что с его помощью впервые стали создавать и другие станки.

Типы и разновидности токарного оборудования

Существует разделение станков по следующим критериям:

1. Наибольший допустимый размер обрабатываемой заготовки над станиной.
2. РМЦ – расстояние между центрами (мелкие – до 150 мм, средние – 150–300 мм, крупные – более 300 мм).

Также есть множество типов токарных станков, обладающих своей спецификой:

Винторезные станки токарной группы

Очень распространены в силу своей универсальности. Принцип работы прост: зажатому на шпинделе в горизонтальном положении объекту придается вращение, а с помощью подвижного резца происходит резание. Резец может быть как закрепленным, так и отдельным.

Токарные станки с ЧПУ

Автоматизированные станки, управляющиеся с помощью ЧПУ. Система числового программного управления обеспечивает высокую точность, а также серийность обработки. Участие оператора минимально: создание управляющей программы и контроль ее исполнения.

Револьверные станки

Как следует из названия, на направляющих станины располагается суппорт с револьверной головкой. В каждый паз револьверной головки может быть установлен резец.

Во время обработки резцы сменяют друг друга, прокручиваясь, что позволяет не тратить время на замену инструмента.

Карусельные станки

Предназначены в основном для обработки крупных объектов весом в несколько тонн. Основным элементом конструкции является планшайба – горизонтальный диск, на который устанавливается заготовка, и который придает ей вращение.

Отсюда и название данной разновидности станка. Как правило, станок карусельного типа имеет два суппорта для установки резцов – вертикальный и боковой. Это позволяет обрабатывать заготовку по внешней и по внутренней поверхности.

Затыловочные станки

Затылование – это специальный метод заточки торцовых поверхностей инструментов для сверления, фрезерования и нарезания резьбы.

Такая операция необходима для восстановления формы рабочих поверхностей инструмента после длительной эксплуатации. По конструкции затыловочный станок похож на винторезный, но имеет ряд особенностей.

Обрабатываемый объект также вращается шпинделем, а суппорт вместе с резцом совершает возвратно-поступательные движения, срезая (затылуя) поверхность объекта на один зуб.

Лоботокарные станки

Похожи на карусельные станки, также имеют планшайбу, но на лоботокарных станках планшайба устанавливается вертикально. Карусельные и лоботокарные станки могут взаимно заменять друг друга.

Как правило, применяются для резания с торца, то есть со «лба». Отсюда и название. Предназначены для обработки объектов, диаметр которых значительно превышает их длину (колеса, шестеренки, шкивы).

Станки с бесступенчатым приводом

Бесступенчатый привод – это механизм, позволяющий плавно менять скорость вращения шпинделя, без резких перепадов и остановки станка.

Такая функция позволяет постепенно подобрать нужную частоту вращения уже в процессе работы, а не прикидывать ее «на глаз».

Трубонарезные агрегаты

Как следует из названия, предназначены для обработки труб. Очень похожи на винторезные станки, но есть одно существенное различие в конструкции шпинделя: для того, чтобы длинные трубы надежно удерживались, через корпус станка насквозь проходит тоннель, в котором труба зажимается шпинделем в двух точках.

Это обеспечивает вращение объекта без люфта. Также существуют дополнительные подставки для труб, если они значительно превышают расстояние между патронами.

Токарно-фрезерный обрабатывающий центр

Многоцелевой комплекс, объединяющий в себе токарные и фрезерные функции. Имеет фрезерную головку, на которую может быть установлен режущий инструмент.

Головка эта подвижна, может обрабатывать объект как сбоку, по внешней поверхности, так и с торца, по внутренней.

Автомат продольного точения

Предназначен для серийного изготовления и обработки малогабаритных деталей диаметром 1–60 мм, длиной – 5–300 мм.

Автомат устроен следующим образом: в подвижном шпинделе с помощью цанги закрепляется заготовка, резцы же остаются неподвижными или передвигаются по горизонтали; шпиндель вместе с заготовкой подводится поочередно к нужным резцам и обрабатывается.

Многошпиндельные токарные станки

Станки с тремя или более шпинделями, на которых крепятся заготовки для одновременной или поочередной обработки. Используются исключительно на серийных производствах.

Классификация оборудования по типу точности

Существует пять степеней точности токарного оборудования, обозначаются они буквами:

• Н – Нормальная.
• П – Повышенная.
• В – Высокая.
• А – Особо высокая.
• С – Специальная.

Назначение и конструктивные особенности специализированных токарных станков

Данная категория станков предназначена для изготовления одного типа или близких по типу деталей, которые в силу своих параметров не могут быть обработаны на станках, перечисленных выше.

Также специализированная конструкция может обеспечить увеличение числа операций на одном станке. Такое оборудование может быть использовано для обработки слитков, коленчатых валов, колесных конструкций и т. д.

Работы, выполняемые на токарном оборудовании

Различают следующие основные виды работ, выполняемых на токарном оборудовании:

• обработка цилиндрических поверхностей;
• обработка конических деталей типа вал;
• оформление сложных поверхностей тел вращения, фасонное точение, обтачивание галтелей и скруглений;
• торцовка заготовок, обработка уступов;
• вытачивание канавок (наружных и внутренних);
• сверление, растачивание, развертывание, зенкерование отверстий;
  нарезание внутренней и наружной резьбы с помощью резцов и других инструментов — метчиков, резьбонарезных головок;
• отрезка заготовок.

Обзор токарно-карусельных станков разных моделей

Токарно-карусельный станок, пришедший на смену лоботокарному оборудованию, применяется для обработки крупногабаритных болванок весом до нескольких десятков тонн, но небольшой длины. Планшайба расположена горизонтально, благодаря чему установка и фиксация тяжелых болванок значительно облегчена, а консольная нагрузка на главный вал снижена. Это позволяет производить точную обработку заготовок на высокой скорости.

Агрегат производит точение внутренних и наружных поверхностей резцом, а при установке револьверной головки становится возможной и обработка отверстий сверлами и прочим продольным инструментом. Главное движение резания осуществляется вращающейся планшайбой с болванкой; подачи – перемещение резцедержателей в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Токарные установки карусельного типа предназначены для работ с болванками из стали.

1. Достоинства и область применения
2. Устройство карусельного станка
3. Характеристики и особенности
4. Отечественные модели
5. Оборудование зарубежного производства

Достоинства и область применения

Карусельные установки предназначены для обтачивания крупногабаритных деталей, таких как шестерни, маховики и прочие. Основные виды производимых работ:

• подрезка торцовых поверхностей;
• токарные работы стандартного типа;
• развертка;
• прорезка кольцевых канавок;
• зенкеровка;
• высверливание отверстий;
• работа с поверхностями, расположенными под наклоном;
• обработка конусов и цилиндров.

При установке дополнительных приспособлений устройством могут производиться такие виды обработок, как: дробление, нарезка резьбы, шлифовка, фрезеровка, обтачивание фасонных поверхностей.

Конструктивные особенности аппарата позволяют легко устанавливать болванки для последующего произведения обработки. Среди особенностей агрегата выделяются следующие:

1. Сниженная вероятность брака благодаря качественной и точной обработке.
2. Удобство управления оборудования с ЧПУ.
3. Повышенная скорость работы.
4. Высокий уровень безопасности при эксплуатации.

Устройство карусельного станка

Установки карусельного типа состоят из таких конструктивных элементов:

• станина;
• стойка (одна или две в зависимости от диаметра планшайбы);
• планшайба;
• траверса;
• вертикальный револьверный резцедержатель;
• боковой резцедержатель;
• привод главного движения;
• привод подачи.

Кинематическая схема состоит из таких цепей движения: скоростной, подачи вертикального резцедержателя, подачи бокового резцедержателя и установочного передвижения траверсы и резцедержателей.

Рабочий стол, с размещенной на нем планшайбой, является основным составляющим конструкции агрегата и служит для установки обрабатываемой болванки. Плоскость стола расположена горизонтально, благодаря чему процесс установки и выверка болванки большого веса значительно облегчается.

Стойки скрепляются друг с другом порталом. На вертикально размещенной станине имеются две направляющие, служащие для перемещения траверсы с двумя зафиксированными резцедержателями – расточным и револьверным. Резцедержатели движутся по направляющим траверсы, расположенным горизонтально.

Расточный резцедержатель состоит продольных салазок, с размещенным на них поворотным устройством, ползуна и устройства для фиксации резцов. Расточным резцедержателем производится обработка конусов, растачивание отверстий и прорезка канавок.

Револьверный резцедержатель оснащен возможностью передвигаться по вертикали и по горизонтали, благодаря продольным салазкам и вертикальному ползуну. Револьверная головка устанавливается на ползун, а в ее отверстиях фиксируются резцы, благодаря чему производится обработка торцов, высверливание и прочие виды работ.

На одностоечных агрегатах ставится боковой резцедержатель, состоящий из осевых салазок, ползуна и устройства фиксации резцов. Передвигается в вертикальной и горизонтальной плоскостях автоматически или вручную.

Резцедержатель, связанный с револьверной головкой, движется по направляющим поперечины автоматическим способом и в горизонтальном направлении вручную. Болванка может одновременно обрабатываться револьверным и боковым суппортами с установленными на них несколькими видами режущих инструментов одновременно. Данная возможность значительно повышает функциональность оборудования.

Характеристики и особенности

Станки карусельного типа отличаются следующими характерными особенностями:

1. Мощность.
2. Число скоростей и скорость вращения.
3. Величина наклона ползуна вертикального резцедержателя.
4. Наибольшая величина передвижения резцедержателей по горизонтали и по вертикали.
5. Наибольшие габариты обрабатываемой болванки.
6. Наибольшая величина передвижения траверсы (для устройств с двумя стойками).
7. Сечение планшайбы.

Высокая скорость работы, присущая установкам карусельного типа, достигается благодаря минимальным консольным нагрузкам, приходящимся на главный вал и болванку, поскольку планшайба монтируется на стол особым образом.

Главным движением карусельных установок считается вращение болванки, зафиксированной в планшайбе, а движением подачи – ход резцедержателей. Движение поперечины, подводящей резцы к детали, считается дополнительным движением.

Характерной особенностью установок с ЧПУ является отсутствие бокового резцедержателя – управление приводом главного движения и резцедержателем осуществляется автоматически, согласно преждевременно введенной в ЧПУ. Программа управления отвечает за осуществление таких операций:

• выбор требуемой скорости вращения и ее установка;
• разворот и фиксация револьверной головки в необходимое положение;
• корректировка совершаемых подач и положения приспособлений для работы;
• установка резцов в нулевое положение;
• управление перемещением инструментов на верхнем резцедержателе.

Отечественные модели

Первая установка карусельного типа была выпущена в середине 30-х годов прошлого столетия станкостроительным заводом г. Краснодар. Устройство было спроектировано специалистами этого завода, который еще на протяжении долгого времени являлся ведущим производителем карусельно-токарного оборудования. Выпускаемые предприятием агрегаты были распространены на территории всего СССР, и в настоящее время еще встречаются на предприятиях.

Модель 1510 имеет мощный электродвигатель, обеспечивающий главное движение, и обладает высокой жесткостью и прочностью конструкции и кинематической цепи. Большой выбор скорости вращения круглого стола и величин подач дают возможность производить высокоскоростную обработку заготовок в скоростных режимах.

В настоящее время модель не выпускается, поскольку станкостроительные предприятия перешли на изготовление более современных аппаратов, позволяющих работать с современными резцами, имеющие расширяющие возможности агрегата приспособления и производящие обработку на более высоких скоростях.

Модель 1541 является устаревшим аналогом 1516 модели. С выпуском нового агрегата производство его прекратилось. Предназначался для работы с болванками из стали, чугуна и легких сплавов.

На современном производстве по сей день активно эксплуатируются такие одностоечные модели, как 1516 и 1512, которые считаются универсальными, поскольку предназначены для работы с болванками из цветных и черных металлов и могут использоваться как для серийного, так и для мелкосерийного производства.

Технические особенности этих двух моделей во многом схожи и позволяют производить полный спектр токарных работ. Однако чаще всего на этих устройствах обтачиваются и растачиваются следующие поверхности:

1. Цилиндров.
2. Плоских торцов.
3. Конусов.
4. Фсонные.

На данные модели установлена коробка подач, обладающая большой надежностью, благодаря чему становится возможным осуществление плавного перехода на разные рабочие режимы. Благодаря широкому функционалу при работе с данными устройствами возможно осуществлять обработку в полуавтоматическом режиме, благодаря чему она несколько ускоряется и становится чуть более точной.

Также возможно управление устройством вручную оператором, самостоятельно переключающим режимы работы при помощи специально предусмотренного подвесного пульта.

Краснодарским заводом выпускались и модели с двумя стойками, которые являлись аналогом описываемых выше устройств. Особо распространенными среди них были модели 1532 и 1525. Из особенностей агрегата 1525 особенно примечательны:

• реверсивное вращение планшайбы, изменяемое при необходимости;
• оснащение парой верхних поворотных резцедержателей.

Главный привод оснащался редуктором с двумя ступенями и двигателем, чья скорость вращения регулируется. Интервал скорости выбирается при помощи электромагнитных муфт, а скорость вращения шпинделя задается посредством бесступенчатой схемы.

Некоторые станки оснащались системами ЧПУ, поэтому и маркировались иным образом: 1516Ф2, 1512Ф2, 1525Ф2. На такие агрегаты монтировалось ПУ отечественного производства (Н55-2 или П32-3М) или зарграничного – немецкого и французского (Bosh, Alcatel).

Оборудование зарубежного производства

Современным рынком предоставлен большой ассортимент агрегатов карусельного типа, выпущенных на зарубежных предприятиях, и существует несколько торговых марок, которые пользуются популярностью. Среди них можно выделить китайскую компанию Dalian Guofeng Machine Tools, выпускающую оборудование серии С:

1. 5231, 5240, 5250, 5263. Установки с двумя стойками, имеющие показатели, схожие с показателями советских станков, рассмотренных выше. Производитель гарантирует высокую точность обработки болванок из металлов при выполнении всего перечня токарных работ, в том числе и при работе с болванками сложных форм.
2. 5110, 5116, 5123, 5125, 5131. Установки с одной стойкой, чья мощность может находиться в пределах 22-45 кВт. На оборудовании установлена ЧПУ, чья простота облегчает работу с устройством, делая ее более эффективным. Имеют высокую надежность конструкции и характеризуются смонтированными на приводах осей X и Z сервомоторами.

Более высокую цену, сопоставимую с качеством, имеют устройства карусельного типа, производимые компанией из Швейцарии ENCE GmbH. Они представлены в нескольких сериях и также пользуются большой популярностью.

• LEN 3000-5000. Диаметр болванок, для обработки которых предназначены эти модели, варьируется в пределах 3150-5000 мм. Данное оборудование ЧПУ не оснащено, однако существует возможность оснащения его такой системой, что предусмотрено конструкцией. Главный привод имеет две ступени и оснащен электрическим двигателем, чья скорость вращения может изменяться по 16 ступеням. Направляющие, расположенные вертикально – скользящие, а расположенные вертикально – гидростатичные, исполняющие роль разгрузочных элементов;
• LEN 1250-2000. Сечение болванок, которые обрабатываются на данных моделях, составляет 1250-2000 мм. На установках серии смонтированы роликовые направляющие с подшипниками качения высокой точности, которые установлены в их подвижных узлах. Точность обработки повышается за счет гидравлически сбалансированных резцедержателей вертикального и четырехпозиционного типа. Надежность установок повышена благодаря оснащению электрооборудованием от производителя Siemens;
• SEN 1000-1800. Установки с ЧПУ от известных производителей Siemens и Fanuc. Одними из важных особенностей конструкций данных установок являются сервомотор, оборудованный коробкой передач от немецкого изготовителя, и планшайбу термически-симметрической группы. Установки этой серии выпускаются в трех стандартных категориях, отличающихся высокими показателями работы и низким уровнем шума – стандартной, тяжелой и высокоточной.

На отечественном рынке также представлены установки от производителей из Европы (VWEN и SENQ), которые оснащены числовым ПУ. Данные устройства примечательны тем, что на них можно обрабатывать не только заготовки из различных металлов, но и сплавов, в которых содержатся фарфор или керамика. Сечение заготовок может достигать 10 метров.

Видео: станок токарно-карусельный 1516Ф1 с УЦИ.