Обработка металла

Токарная обработка

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

2.1. Основные типы токарных станков

Станки токарной группы наиболее распространены в машиностроении и металлообработке по сравнению с металлорежущими станками других групп. В состав этой группы входят токарно-винторезные, токарно-револьверные, токарно-карусельные, токарные автоматы и полуавтоматы и другие станки.

Токарно-винторезные станки предназначены для наружной и внутренней обработки, включая нарезание резьбы, единичных и малых групп деталей.

Токарно-револьверные станки предназначены для обработки малых и больших групп деталей сложной формы из прутка или штучных заготовок, требующих применения большого числа наименований инструмента.

Токарно-карусельные станки предназначены для обработки разнообразных по форме деталей, у которых диаметр намного больше длины. Эти станки отличаются от других токарных станков вертикальным   расположением   оси   вращения планшайбы, к которой крепится обрабатываемая деталь.

Токарные автоматы предназначены для обработки деталей из прутка, а токарные полуавтоматы — для обработки деталей из прутка и штучных заготовок.

Металлорежущие станки отечественного производства имеют цифровое обозначение моделей. Первая цифра в обозначении модели показывает, к какой технологической группе относится станок: 1 — токарные станки, 2 — сверлильные и расточные станки; 3 — шлифовальные станки и т. д. Вторая цифра указывает на типы станков в группе: 1 — рдношпин-дельные и 2 — многошпиндельные автоматы; 3 — токарно-револьверные станки; 5 — карусельные и т. д. Две последние цифры определяют технические параметры станка: высоту центров над станиной для токарного станка, наибольший диаметр обрабатываемого прутка для токарно-револьверного станка и т. д. Наличие буквы между цифрами указывает на произведенную модернизацию станка. Буква (Н, П, В, А, С) в конце цифрового обозначения модели определяет точность станка. Различаютстанки нормальной точности — класс Н (в большинстве случаев не указывается) ; повышенной точности — класс П; высокой точности (прецизионные) — класс В; особо высокой точности — класс А и особо точные (мастер-станки) — класс С. Например, в обозначении токар-но-винторезного станка модели 16К20П цифра 1 обозначает группу токарных станков, цифра 6 — тип станка (токарно-вин-торезный), цифра 20 — высоту центров в см, буква К — модернизацию станка, буква П — станок повышенной точности.

2.2. Классификация токарно-винторезных станков

Техническими параметрами, по которым классифицируют токарно-винторез-ные станки (2.1), являются наибольший диаметр D обрабатываемой детали или высота центров над станиной (равная 0.5D), наибольшая длина L обрабатываемой детали и масса станка.

Ряд наибольших диаметров обрабатываемой детали имеет вид: £) = 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000 и далее до 4000 мм. Наибольшая длина L обрабатываемой детали определяется расстоянием между центра-

ми станка. При одном и том же D изготавливают станки для обработки коротких и длинных деталей.

Легкие токарные станки применяют в инструментальном производстве, приборостроении, часовой промышленности, в экспериментальных и опытных цехах. Эти станки выпускаются с механической подачей и без нее.

На средних токарных станках выполняют 70—80 % общего объема токарных работ. Станки этой группы предназначены для выполнения чистовой и по-лучистовой обработки, нарезания резьб. Станки имеют высокую жесткость, достаточную мощность и широкий диапазон частот вращения шпинделя и подач инструмента, что позволяет обрабатывать детали с применением современных прогрессивных инструментов из твердых и сверхтвердых материалов. Предусмотрено также оснащение станков различными приспособлениями для расширения их технологических возможностей, облегчающих труд рабочего и повышающих качество обработки. Станки имеют достаточно высокий уровень автоматизации.

Крупные и тяжелые токарные станки предназначены в основном для тяжелого и энергетического машиностроения и других отраслей. Станки этого типа менее универсальны, чем станки среднего типа, и приспособлены в основном Для обработки определенных типов деталей (валков прокатных станов, железнодорожных колесных пар, роторов турбин и др.).

2.3. Главный привод станка. Механизм и коробка подач

Главный привод станка. В передней бабке размещены шпиндель и коробка скоростей (2.2), которые сообщают заготовке главное движение и подачу при выбранной глубине резания.

Заготовка зажимается в кулачковом патроне,    который    крепится    к    фланцу

шпинделя 13. Вращение от электродвигателя 1, через ременную передачу 2 и муфту включения 3 передается на вал 5.

Блок из трех шестерен 7, 8, 9, расположенный на валу 5, с помощью реечной передачи связан с рукояткой 17. Этой рукояткой блок шестерен вводится в зацепление с зубчатым колесом 4 (или 10, или 11), жестко закрепленным на валу б. Колеса 4 и 12 сопряжены соответственно с колесами 15 и 16, которые передают крутящий момент шпинделю через зубчатую муфту 14, соединенную с рукояткой 18. Если муфта передвинута вправо, то шпиндель получает вращение через зубчатое колесо 16, а если влево — через зубчатое колесо 15. Таким образом приведенная коробка скоростей обеспечивает шесть ступеней частоты вращения шпинделя.

Механизм и коробка подач. М е х а-низм подач соединяет суппорт станка

с коробкой скоростей, посредством реверсивного механизма (трензеля) и гитары осуа1ествляет изменение направления и скорости перемещения суппорта станка. От коробки скоростей через трензель (2.3), который состоит из четырех зубчатых колес а, б, в, г, связанных с рукояткой/9 (см. 2.2), осуществляется реверсирование движения приводного вала 20 суппорта станка.

При нижнем крайнем положении рукоятки/9 (положении/!) зубчатые колеса (а, б, в, г) соединены последовательно и направление вращения вала 20 совпадает с направлением вращения шпинделя. При верхнем положении рукоятки 19 (положение В) соединены только зубчатые колеса (а, в, г) и направление вращения вала 20 изменяется на противоположное. В среднем положении рукоятки 19 (положение Б) зубчатые колеса б и в не соединяются с зубчатым колесом а и вал 20 не вращается.

С помощью гитары (2.4) устанавливают (настраивают) зубчатые колеса с определенным передаточным отношением, обеспечивающим необходимое перемещение суппорта на один оборот шпинделя станка. Расстояние L между валом / колеса а и валом 2 является постоянным. На валу 2 свободно установлен приклон 3 гитары, закрепленный болтом 4. Ось 5 промежуточных колес b и с можно перемещать по радиальному пазу, тем самым изменяя расстояние А между центрами колес с и d. Дуговой паз приклона позволяет регулировать размер В.

Назначение коробки подач — изменять скорости вращения ходового винта и ходового, вала, что обеспечивает перемещение суппорта с выбранной скоростью в продольном и поперечном направлениях. Вал 14 коробки подач (2.5) получает вращение от зубчатых колес гитары. Вместе с валом 14 на опорах 15 вращается и имеет возможность перемещаться вдоль него зубчатое колесо 11 вместе с рычагом 10. На одном конце рычага 10 вращается закрепленное на оси зубчатое колесо 12, сопряженное с зубчатым колесом 11, а на другом — расположена рукоятка 9. За рукоятку 9 рычаг 10 перемещается вдоль вала 14 и может занимать любое из десяти положений соответственно числу зубчатых колес в механизме / Нортона. В каждом из таких положений рычаг 10 поворачивается рукояткой 9 и удерживается ее штифтом, который входит в соответствующие отверстия на передней стенке 7 коробки подач. При этом зубчатое колесо 12 входит в зацепление с соответствующим зубчатым колесом 13         механизма 1,         вращающего

вал 2 с заданной частотой. Вместе с валом 2 вращается зубчатое колесо 3, которое может перемещаться вдоль него рукояткой. При перемещении вправо зубчатое колесо 3 с помощью кулачковой муфты 4 соединяется с ходовым винтом 5 и передает ему вращательное движение, а при перемещении влево — входит в зацепление с зубчатым колесом 8 и передает вращательное движение ходовому валу 6.

2.4. Суппорт, фартук,

задняя бабка и система смазывания

станка

Суппорт. Он (2.6) предназначен для перемещения во время обработки режущего инструмента, закрепленного в резцедержателе. Он состоит из нижних салазок 1 (продольного суппорта), которые перемещаются по направляющим станины с помощью рукоятки 15 и обеспечивают перемещение резца вдоль заготовки. На нижних салазках по направляющим 12 перемещаются поперечные салазки 3 (поперечный суппорт), которые обеспечивают перемещение резца перпендикулярно оси вращения заготовки (детали). На поперечных салазках 3 расположена поворотная плита 4, которая закрепляется гайкой 10.

На некоторых станках на поперечных салазках 9 устанавливается задний резцедержатель 2 для проточки канавок, отрезки и других работ, которые могут быть выполнены перемещением поперечного суппорта, а также кронштейн 3 с щитком 4, защищающим рабочего от попадания стружки и брызг смазочно-охлаждаю-щей жидкости.

Устройство резцедержате-л я  показано на 2.8. В центрирующей

расточке верхних салазок 5 установлена коническая оправка 3 с резьбовым концом. На конусе оправки установлена четырехсторонняя резцовая головка 6. При вращении рукоятки 4 головка 2 перемещается вниз по резьбе конической оправки 3 и через шайбу 1 и упорный подшипник обеспечивает жесткую посадку резцовой головки 6 на конической поверхности оправки 3. От проворота при закреплении резцовая головка удерживается шариком, который заклинивается между поверхностями, образованными пазом на основании конической оправки 3 и отверстием в резцовой головке 6.

При необходимости сменить позицию инструмента рукоятку 4 поворачивают против часовой стрелки. При этом головка 2 поворачивается и перемещается вверх по резьбе конической оправки 3, снимая усилие затяжки резцовой головки 6 на конусе конической оправки 3. Одновременно головка 2 поворачивает резцовую головку 6 посредством тормозных колодок, фрикционно связанных с поверхностью расточки головки 2 и соединенных с резцовой головкой 6 штифтами 7. При этом шарик, расположенный у основания конической оправки 3, не препятствует повороту резцовой головки, так как он утапливается в отверстие, сжимая пружину. Если в процессе работы рукоятка 4 (в зажатом положении) стала останавливаться в неудобном положении, то, изменяя толщину шайбы /, можно установить ее в удобное для работы положение.

Фартук. Продольное и поперечное перемещение салазок суппорта производится через фартук 2 (2.9), который крепится к нижней поверхности продольного суппорта /. Ручная продольная подача производится маховиком 15 (см. 2.6), который через зубчатую передачу сообщает вращение зубчатому колесуй (см. 2.9), катящемуся по рейке 3, закрепленной на станине 5 станка, и перемещает продольный суппорт / вместе с поперечным суппортом 6 и фартуком 2.

Задняя бабка. Устройство задней бабки показано на рис, 2.11. В корпусе / (при вращении винта 5 маховиком 7) перемещается пиноль 4, закрепляемая рукояткой 3. В пиноли устанавливается центр 2 с коническим хвостовиком (или инструмент). Задняя бабка перемещается по направляющим станка вручную или с помощью продольного суппорта. В рабочем неподвижном положении задняя бабка фиксируется рукояткой 6, которая соединена с тягой 8 и рычагом 9. Сила прижима рычага 9 тягой 8 к станине регулируется гайкой 11 и винтом 12. Более жесткое крепление задней бабки производится с помощью гайки 13 и винта 14, который прижимает к станине рычаг 10.

2.13. Упрощенная кинематическая схема токарного станка

и взаимно перемещающимися поверхностями станка, образуют на них защитную пленку, которая уменьшает коэффициент трения. В результате этого уменьшаются износ деталей и затраты мощности привода на преодоление сил трения, повышается коэффициент полезного действия станка. Одновременно масла охлаждают контактирующие поверхности деталей при трении.

Для смазывания станка применяют жидкие и консистентные смазочные материалы. В качестве жидких используют, как правило, индустриальные масла марок И-20А, И-ЗОА, в качестве консистентных'— солидол С, пресс-солидол УС-1 и др.

Детали станков смазывают двумя способами — индивидуальным и централизованным. Индивидуальная смазка бывает периодического и непрерывного действия. Периодическая смазка производится вручную (из пресс-масленки) или одноплунжерным насосом, непрерывная — разбрызгивающими кольцами, капельными масленками, масляной ванной или насосами. Наиболее распространена централизованная смазка.

2.5. Общие сведения о кинематической схеме токарного станка

Несмотря на большое разнообразие конструкций станков, в их механизмах и агрегатах есть много общего и сходного. Поэтому применяют упрощенные, условные обозначения механизмов и их элементов (2.12), дающие наглядное представление о кинематике станков и в

некоторой   степени   представление   об   их конструкции.

Схемы, вычерченные с применением условных обозначений, называют кинематическими. На них дополнительно указывают диаметры шкивов, число зубьев и модуль зубчатых и червячных колес, число заходов червяка, шаг ходового винта, мощность и частоту вращения электродвигателя, опоры рычагов, порядковую нумерацию валов, рукоятки и маховички для ручного перемещения сборочных единиц (узлов)  и др.

Упрощенная кинематическая схема то-карно-винторезного станка представлена на 2.13. Обрабатываемая заготовка установлена в центрах. Вращение заготовке передается от шпинделя станка через поводковый патрон и хомутик, закрепленный на заготовке (детали). Обработка заготовки производится резцом, который перемещается (с подачей S) суппортом, связанным с ходовым винтом, имеющим шаг Рх в. Движение от шпинделя передается к ходовому винту через трензель, гитару сменных колес (z\ и z% 23 и zt) и коробку подач.

При продольном и поперечном точении

 движение от коробки подач передается ходовому валу XVIII. Для этого вращение передается от вала XIV по цепи м = = 23/40-24/39 валу XVI; при этом разрывается цепь между валом XIV и ходовым винтом посредством муфты 15; вал XVI соединяется с валом XV по цепи и = 28/35. От ходового вала через зубчатые передачи фартука вращение передается реечному зубчатому колесу z=10, расположенному на валу XXI (для продольной подачи), или винту XXII (для поперечной подачи).

Вращение от ходового вала к реечному зубчатому колесу г =10 передается по цепи — ходовой вал, зубчатая передача (ы = 30/32-32/32-32/30); вал XIX, предохранительная муфта 19, червячная передача (и = 4/21), зубчатая передача (ы = = 36/41); кулачковая муфта 10 (или сблокированная с ней муфта // для изменения направления продольной подачи), зубчатая передача (и= 17/66), вал XXI с зубчатым колесом 2=10.

Вращение от Ходового вала винту XXII передается по цепи — ходовой вал, передача (и = 36/36), кулачковая муфта 8 (или муфта 9 для реверса подачи), передача (м = 34/55-55/29-29/16), винт XXII.

Ускоренные продольные и поперечные перемещения (соответственно 4 и 2 м/мин) передаются суппорту через соединенную с ходовым валом XVIII кли-ноременную передачу (и=йз/^4 = 85/127) от электродвигателя М2 (N==0,75 кВт, «= 1450 об/мин). Для предотвращения поломок при включении ускоренных перемещений на валу XVI коробки подач предусмотрена обгонная муфта 14.

Основные правила технического обслуживания станка. Для сохранения в течение длительного времени первоначальной точности станка, предотвращения преждевременного изнашивания его частей (2.17) необходимо соблюдать правила технического обслуживания, изложенные в руководстве по эксплуатации станка.

Токарь должен следить за исправностью станка, инструмента и приспособлений, поддерживать порядок и чистоту на рабочем месте. Беспорядок на рабочем месте не только снижает производительность труда, но и нередко является причиной несчастных случаев.

Смазывание токарно-винторезного станка модели 16К20 производится от шестеренного насоса 5 (2.18), которым   масло   из   бака   через   фильтр 7   по

маслопроводу подается к подшипникам шпинделя и маслораспределителям, установленным в шпиндельной бабке и в коробке подач. Отработанное масло отводит из мест смазывания продукты износа, которые оседают на фильтре 7 с магнитным улавливателем, и сливается в бак. Поступление масла в коробку скоростей контролируют через указатель / по вращению крыльчатки.

Отработанное масло из бака сливается через отверстие 4. Свежее масло заливают через отверстие 6, его уровень контролируют по указателю /.

Направляющие для продольного и поперечного перемещения суппорта и опор ходового винта в фартуке смазываются при нажатии кнопки 2 до появления смазки на направляющих.

Смазывание направляющих задней бабки, опор ходового винта и ходового валика производят из масленок Зяб фитильной смазкой.

Гитару зубчатых колес смазывают вручную консистентными маслами; продольные направляющие станины, ходовой винт, ходовой валик, поперечный винт суппорта и ось резцедержателя смазывают вручную и с помощью масленки. Выбор смазочного материала и периодичность смазывания производят в соответствии с указаниями, приведенными в руководстве по эксплуатации станка.

Перед началом работы:

привести в порядок рабочую одежду, чтобы исключить возможность захвата ее движущимися частями станка; убрать свободные концы косынок, платков, галстуков, манжет, концы тесемок; спрятать волосы под головной убор; нельзя работать с забинтованными пальцами;

проверить исправность станка и заземление, подготовить и расположить в определенных местах необходимые инструменты, приспособления и техническую документацию;

проверить устойчивость и размеры решетки под ногами, чтобы не оступиться во время работы;

залить масло во все масленки, где предусмотрена ручная смазка, смазать ходовой винт и ходовой валик;

проверить уровень масла по контрольным глазкам в коробке скоростей (подач, фартуке), резервуаре для масла и при недостатке долить масло;

проверить работу станка на холостом ходу, исправность органов управления станком, электрооборудования, наличие ограждений и крепление подвижных деталей;

о замеченных неисправностях необходимо обязательно сообщить мастеру. К работе можно приступить только после устранения обнаруженных неисправностей.

Во   время   работы:

использовать защитные приспособления— очки, экраны, защитные щитки;

удалять стружку с детали, станка и суппортов крючком или щеткой, а также снимать или устанавливать детали в патроне, измерять их и заменять инструмент разрешается на остановленном станке;

нельзя останавливать патрон руками;

перед остановкой станка выключить сначала подачу, а затем отвести резец из зоны резания;

внимательно следить за работой станка;

оберегать направляющие станины и суппорта от повреждений;

не класть детали, инструмент и другие предметы на станок;

не переключать коробку скоростей и коробку подач на ходу;

переключать станок на обратный ход только после его остановки;

включать механическую подачу только после подвода резца к детали;

при работе абразивным инструментом защищать направляющие и механизм станка от попадания абразива;

предупреждать отводом резца или остановкой суппорта образование непрерывной ленты стружки, ее спутывание и наматывание на детали станка;

не применять.в работе неисправных инструментов, приспособлений и случайных предметов;

обязательно отключать станок на время прекращения работы;

при прекращении подачи электроэнергии необходимо остановить станок и вывести инструмент из рабочего положения.

После   окончания   работы:

отключить станок от электросети;

очистить станок от стружки, пыли и др.;

ветошью, смоченной в керосине, смыть со станка грязь и засохшее масло;

смазать маслом рабочие поверхности станка для защиты их от коррозии;

в соответствии с требованиями паспорта станка произвести замену жидкой смазки и заполнить масленки консистентной смазкой, а также выполнить проверку работы станка;

о замеченных неисправностях в работе станка следует сообщить мастеру;

восстановительные и регулировочные работы необходимо проводить только после разрешения мастера, соблюдая правила безопасности и требования паспорта станка.