Из чего состоит станина
Содержание:
Первый в истории человечества механический токарный станок был изобретен в XVIII веке отечественным умельцем А.К.Нартовым. Уникальность его состояла в наличии суппорта — революционного устройства, освобождающего руки рабочего. Сегодня на токарных станках обрабатывается до 70% всех металлических деталей. Это один из самых востребованных видов промышленного оборудования. Постепенно обычные станки вытесняются оборудованием с числовым программным управлением, более эффективным и точным.
Устройство токарного станка
Чтобы лучше понять принцип работы оборудования изучим строение его главных механизмов:
- передняя шпиндельная бабка;
- станина;
- гитара сменных колес;
- фартук;
- коробка подач;
- суппорт;
- задняя бабка;
- коробка с электрооборудованием.
Передняя бабка металлообрабатывающего станка представляет собой металлическую деталь, обычно из чугуна, в которой располагается переключатель скоростей и главная рабочая часть — шпиндель. На бабке крепится болванка будущей детали. Коробка скоростей принуждает деталь вращаться. Основной компонент передней бабки — это вал в виде металлической трубки — шпиндель. Вал оканчивается резьбой особого размера для крепления патрона (используются поводковые, а также кулачковые типы) либо планшайбы, которая удерживает деталь. Здесь же находится прорезь в виде конуса для установки переднего центра. В шпинделе есть сквозное отверстие, сюда вставляют прут при необходимости его обработки. Для вращения шпинделя в передней бабке установлены подшипники, движение передается заготовке. В обычных станках используются подшипники скольжения, а в скоростных — роликовые или шариковые (качения). Именно от правильного движения шпинделя зависит точность обработки детали на станке.
Подшипники не должны иметь люфта, работать легко и равномерно, удерживать шпиндель крепко и устойчиво. Два подшипника обеспечивают надежное крепление и вращение: задний и передний.
На внешней стороне стойки находится переключатель скоростей и информационная таблица. В таблице разъясняется, в какое положение устанавливать переключатель, чтобы получить требуемую скорость (число оборотов за минуту) вращения шпинделя.
Переключение скоростей производится после полной или частичной остановки инструмента, иначе зубчатые колеса передачи быстро выйдут из строя.
Гитара сменных колес это устройство, контролирующее характер шагового движения при нарезке резьбы. Каждый тип нарезки соответствует определенному набору зубчатых сменных колес. Такой механизм можно обнаружить на токарно-винторезном оборудовании старого образца. Он управляет движением резцедержателя.
Коробка подач — одна из основных частей механизма передачи, которая от шпинделя подает движение на суппорт. На этом участке скорость кручения движущихся элементов меняется, благодаря чему суппорт передвигается с необходимой скоростью в поперечном или продольном направлении.
Фартук — преобразовывает вращение вала хода в движение суппорта в обоих направлениях.
Станина (подставка) — основание машины, обычно выполняется из тяжелого металла (чугуна). Крепится на пару толстых столбов. Верхние части подставки — пара гладких рельс и пара направляющих в виде призмы, по ним перемещаются задняя бабка и суппорт.
Суппорт — это устройство токарного станка по металлу , передвигающее резцедержатель вместе с вставленным инструментом в любом направлении по отношению к оси токарного механизма: продольном, наклонном или поперечном. Наличие суппорта освобождает токаря от необходимости удерживать инструмент в руках. Движение в нужную сторону инструменту можно придать вручную или механически. Части суппорта:
- устройство поперечных салазок;
- каретка, двигающаяся по рельсам подставки;
- фартук с устройством преобразования кручения валов хода и винта в перемещение суппорта;
- устройство резцовых салазок;
- устройство резцедержателя.
Задняя бабка нужна чтобы закрепить свободный конец крупной детали из металла во время работы. На нее крепятся и дополнительные инструменты, например, сверла.
Задняя бабка может быть с обычной или крутящейся встроенной серединой. Встроенную крутящуюся середину используют в механизмах для ускоренного резания.
Короб с электрическими частями содержит кнопки, рукоятки и тумблеры для пуска и остановки металлообрабатывающего станка, электромотора, управления устройствами подач и оборотов, надзора над устройством фартука.
Кроме перечисленных частей в механизме токарного станка могут применяться хомуты, цанги, планшайбы, оправки, люнеты. Не в каждом станке присутствуют описанные выше части. Так, в станках для нарезки резьбы на детали нет коробки подач, вместо нее работает гитара и зубчатые колеса. У других устройств узел подач состоит из пары механизмов.
Технические характеристики и принцип работы
Независимо от устройства, станок характеризуется несколькими показателями:
- максимальная толщина (диаметр) болванки из металла для обработки;
- максимальное расстояние между серединами бабок;
- наибольшая толщина заготовки, которая устанавливается над суппортом.
В крепления на задней бабке устанавливается инструмент, которым будет производиться обработка детали. Бабка перемещается по рельсам станины на расстояние, определяемое длиной обрабатываемой заготовки. Суппорт располагается между передней и задней бабками, во время работы каретка двигается по рельсам и перемещает резак вдоль заготовки. Устройство резцедержателя зависит от металла детали и степени нагрузки на инструмент. Если работа не слишком сложна, достаточно будет одиночного держателя. На токарных станках современных моделей обычно устанавливают головки резцов. Это достаточно устойчивое устройство, способное удержать до четырех инструментов одновременно.
В качестве двигателя используется электрический мотор с ременной передачей. Ремень идет от двигателя к шкиву токарного станка, основное внимание следует уделять его натяжке, обеспечивающей хороший ход. Ремень изготавливается из брезентовой ленты, прорезиненной ткани или другого прочного материала.
Видео о том, как правильно выбрать токарный станок по металлу:
Электромеханические машины – сложные устройства. В зависимости от назначения они могут состоять из множества узлов, как подвижных, так и неподвижных. Но, кроме всего прочего, у станка имеется станина. Это основание, на которое все эти узлы закреплены.
Что такое станина
Станина для машины выполняет такую же функцию, как и рама для автомобиля. Относительно нее все приводные механизмы производят свое вращательное либо линейное движение. Поэтому конструкция станины предусматривает размещение на ней всех направляющих и специальных посадочных мест, где располагаются разные узлы станка. Конфигурации форм станины очень разнообразны. Они бывают сплошными либо с ребрами жесткости. Станины небольших станков часто цельнолитые. Громоздкие машины собраны на составном основании. Сама станина – это изделие, которое крепится на мощном фундаменте. Он по техническим нормам должен выдерживать не только статическую, но и динамическую нагрузки. Станина же должна обладать крепостью и износоустойчивостью.
Материалом, из которого обычно изготавливают станину, является чугун либо сталь низкоуглеродистой марки. Станки повышенной тяжести устанавливают на железобетонные станины. Высокоточные станки – на станины из материала искусственного на основе минеральных крошек и смолистых веществ (синтегран). Станины этих типов мало подвержены деформациям, вызванным температурой.
Разновидности станин
Станина – это по форме поперечного сечения разная конструкция с:
- кольцевым типом профиля;
- коробчатым профилем;
- коробчатым профилем и ребрами жесткости продольного типа;
- профилем коробчатого типа и ребром жесткости, расположенным по диагонали;
- открытым типом профиля;
- открытым профилем и стенками двойными.
В продольном направлении станина – это основание с:
- квадратными окнами;
- окнами и ребром жесткости по диагонали в одном направлении;
- ребрами жесткости в обоих направлениях (по типу буквы Х);
- цельнолитым исполнением корпуса.
Станина у станка
Станина токарного станка выполняет функцию основания. Она имеет в своей конструкции две стенки продольного расположения. Эти стенки соединяют между собой ребра в поперечном направлении. Сверху станины расположены направляющие, которых четыре штуки. Из этих четырех три призматической формы, а одна имеет плоскую. В левом краю станины на ее конце расположено место, где закреплена передняя бабка. В противоположной части на краю с внутренней стороны направляющих задняя бабка установлена. По станине вдоль направляющих эту бабку можно свободно перемещать и в любой точке фиксировать. Каретка плиты также перемещается по направляющим станины, которые являются призматическими. Чтобы детали обрабатывать с высокой точностью, все направляющие станины должны тщательно быть обработаны по всем плоскостям. Также должна быть соблюдена строжайшая прямолинейность и параллельность.
Ремонтные работы со станиной
В процессе работы станина станка может быть изношена, что ведет к необходимости ее ремонта. Основные неисправности станины:
- Наличие трещин чугунного материала. Для восстановления небольших трещин применяют сварку электродами из биметалла. Когда трещина достигает размеров свыше 5 мм, то вместо сварки применяют соединение хомутами. Первоначально вдоль трещины по обе стороны просверливают отверстия и вставляют закладные из стали. Далее эти закладные соединяют хомутами на сварку.
- Износ направляющих станины. Чтобы восстановить эти детали станины, применяют метод шабрения. Его суть состоит в том, что проводится строгание поверхностей начисто при помощи широких резцов шаберов.
Токарно-винторезные станки — многофункциональное металлообрабатывающее оборудование, способное выполнять целый спектр технологических операций, среди которых обточка, расточка, обработка торцов, зенкерование, развертывание и подрезка.
В данной статье рассмотрено устройство, функциональное назначение, принцип работы и возможности станков токарной группы. Мы изучим рынок на предмет наиболее распространенных моделей и ознакомимся с их техническими характеристиками.
1 Назначение, особенности конструкции
Универсальный токарно-винторезный станок предназначен для обработки деталей из черных и цветных металлов. Помимо вышеуказанных операций на таких агрегатах можно выполнять нарезание резьбы (модульной, питчевой, метрической и дюймовой), а также точение конусообразных конструкций. Комплектация станков вспомогательными устройствами позволяет значительно расширить их функциональность, добавив возможность выполнения шлифовки, радиального сверления, фрезерования.
Данное оборудование имеет сравнительно большие размеры и вес, поэтому в частных мастерских оно встречается достаточно редко (за исключением станций СТО, где станки используются для обточки автомобильных деталей). Основными сферами эксплуатации таких механизмов является мелкосерийное и единичное производство, однако токарно-винторезный станок с ЧПУ нередко используется в условиях массового производства.
Основные узлы станка
Универсальный токарно-винторезный станок состоит из следующих основных узлов:
- станина;
- передняя и задняя бабка;
- шпиндель;
- суппорт;
- коробка подач.
Рассмотрим устройство токарно-винторезного станка более детально.
1.1 Станина
Станина является одним из базовых узлов, по которому перемещаются суппорт и задняя бабка, также станина выступает в качестве несущей опоры под обе бабки (заднюю и переднюю). Сама станина состоит из двух стальных балок, соединенных поперечными ребрами жесткости. На каждой из балок имеется по две направляющие, на правой обе направляющие призматические, на левой — внутренняя направляющая плоская.
Передняя бабка фиксируется на левом конце станины, на правом — задняя, положение которой можно регулировать перемещая ее вдоль станины. По наружным направляющим конструкции перемещается каретка. Параллельность направляющих непосредственно влияет на точность обработки деталей.
к меню ↑
1.2 Передняя и задняя бабка
Назначение передней бабки — фиксация обрабатываемой заготовки и передача на нее вращения от электродвигателя. Вращение заготовке сообщает шпиндель, расположенный внутри корпуса бабки. Снаружи ее корпуса смонтированы рукоятки для управления коробкой скоростей, позволяющие регулировать частоту оборотов шпинделя.
Задняя бабка поддерживает правую сторону детали. При использовании вспомогательного инструмента, в нее устанавливаются сверла, метчики, развертки и т.д. В зависимости от конструктивных особенностей бабки классифицируются на два вида — с обычным и вращающимся центром. Последним вариантом комплектуются современные станки для скоростного нарезания, тогда как агрегаты для тяжелых работ оснащаются стандартными бабками.
Схема задней бабки
Корпус бабок обеих типов располагается на опорной плите, смонтированной на станине. В переднем конце бабки находится пиноль с посадочным гнездом для установки центра либо рабочего инструмента. Корпус бабки можно регулировать в поперечной плоскости, что позволяет обрабатывать пологие конуса.
к меню ↑
1.3 Шпиндель
Наиболее важным рабочим узлом любого токарно-винторезного оборудование является шпиндель. Это полый стальной вал, на торце которого расположено коническое отверстие, которое монтируется передний центр станка. Полость шпинделя необходима для возможности установки прутка, посредством которого из посадочного гнезда выбивается центр.
Шпиндель в стандартных станках смонтирован на подшипники скольжения, однако в высокоскоростном оборудовании применяются более жесткие подшипники качения. Крайне важным условием правильной работы станка является отсутствие люфта при вращении шпинделя, поскольку при его наличии колебания будут передаваться на деталь, что снизить точность ее обработки. Именно от качества и надежности используемых подшипников зависит эксплуатационная выносливость данного узла.
к меню ↑
1.4 Коробка подач
Коробка подач, сообщающая вращение от шпинделя к суппорту, имеет следующие основные узлы:
- гитара;
- ходовой винт;
- ходовой вал;
- трензель;
- гитара.
Устройство коробки подач
Назначение трензеля — регулировка направления подачи, гитары — получение требуемой частоты хода. В фартуке располагаются механизмы, которые преобразуют вращение ходового вала в поступательное перемещение рабочего инструмента. Некоторые токарно-винторезные станки вместо полноценной коробки подач могут иметь упрощенный реверсный механизм, позволяющий изменять только направление движения ходового вала.
к меню ↑
1.5 Суппорт
Назначение суппорта — изменение положения резцедержателя, фиксирующего рабочий инструмент, в поперечной, продольной и наклонной плоскостях. Суппорт является одним из наиболее габаритных узлов станка, он состоит из нижней плиты, на которой установлены продольные салазки (каретка). Сверху салазок смонтированы поперечные направляющие, на них располагается поворотная часть суппорта.
Универсальный токарно-винторезный станок в процессе эксплуатации теряет точность регулировки суппорта, причиной этого является появления зазора на боковых поверхностях направляющих суппорта. Уменьшить данный зазор позволяет нехитрый ремонт — необходимо лишь подтянуть специальную клиновую планку.
Тип устанавливаемого на суппорт резцедержателя непосредственно зависит от класса токарного станка. В легком оборудовании используются одноместные конструкции в виде цилиндрического корпуса с внутренней полостью, стягивающейся с помощью винта. На крупногабаритном оборудовании промышленного класса используются резцедержатели четырехгранного типа с поворотными головками, обеспечивающие максимальную прочность фиксации резца.
к меню ↑
1.6 Обзор конструкции токарно-винторезных станков (видео)
к меню ↑
2 Распространенные модели Станков
Любой универсальный токарно-винторезный станок по металлу имеет два ключевых параметра, определяющих его функциональные возможности. Это высота центров (расстояние от оси вращения шпинделя до верхнего контура станины), от которого зависит максимальный диаметр обрабатываемых деталей, и расстояние между центрами, влияющее на наибольшую длину обработки.
Наиболее распространенным оборудованием отечественного производства является токарно-винторезный станок 16К40, имеющий класс точности обработки «Н», в соответствии с положениями ГОСТ №8-82Е. Данный агрегат выполняет такие операции как растачивание, точение, сверление и нарезание резьбы.
16К40 относится к оборудованию среднетяжелого типа, его вес составляет 7.1 тонну, а размеры — 578*185*162 см. Рассмотрим технические характеристики данной модели:
- наибольший диаметр обработки — 800 мм;
- длина деталей — 3000 мм;
- вес деталей — до 4 тонн;
- частота вращения шпинделя — 6-1250 об/мин;
- мощность основного электродвигателя — 18500 Вт.
На сегодняшний день на производстве эксплуатируется преимущественно оборудование советского производства 80-х годов. Рассмотрим вкратце параметры наиболее часто встречающихся моделей:
| Модель | Диаметр обработки (мм) | Длина деталей (мм) | Масса деталей (тонн) | Обороты шпинделя (об/мин) | Мощность привода (Вт) | Вес станка (тонн) |
| Токарно винторезный станок 163 |
Паспорт
Широко востребованным является настольный токарно-винторезный станок для индивидуальной эксплуатации, такие модели представлены в ассортименте как отечественных, так и зарубежных производителей. Оптимальным по соотношению цена/функциональные возможности является агрегат BD-9G производства американской компании JET, купить который можно, пройдя по ссылке.
Данное оборудование способно обрабатывать детали диаметром до 200 мм и длиной до 400 мм. Устройство выполняет такие операции как растачивание, обточка, нарезка резьбы (метрическая и дюймовая), обработка торцов, развертывание. BD-9G оснащен движком асинхронного типа мощностью 750 Вт, частота вращения шпинделя составляет 100-2500 об/мин.
Отправить ответ