Токарный станок: устройство и схема, шпиндель и головной подшипник станка

Что это такое?

Токарный станок работает с деревом, композитными материалами, а также с металлами и их сплавами. На данном станке производится малоточная и высокоточная токарная обработка сферических, цилиндрических, конических и других деталей. Токарный станок нарезает наружную и внутреннюю резьбу в несколько раз быстрее, чем это сделал бы мастер ручной насадкой или метчиком, подрезает и закругляет торцы деталей, сверлит и зенкует детали под изделия, рассверливает технологические отверстия.

Станок состоит из следующих узлов: рамы, узла привода со шпинделем (в функциональный узел входят также передняя и задняя шпиндельные головки), суппорта, редуктора, редуктора (если узел имеет непрямой привод), электромеханического или электронный блок управления (используется одна или несколько схем управления на основе моноплатной или кассетной модульной конструкции), пульт с кнопками и переключателями. Модуль ЧПУ запускает производство деталей в работу, сводя человеческий фактор к минимуму.

Схема токарного станка со всеми основными устройствами

После словесного описания давайте посмотрим на собственно чертеж изделия:

На картинке мы видим универсальное приспособление, которое оснащено возможностью не только выполнять токарную обработку, но и нарезать резьбу.

Вот еще одна схема реального устройства:

На ней мы видим, помимо основных и второстепенных компонентов:

• ● Цоколь спереди и сзади. Это элемент каркаса, несущий основную нагрузку. При проектировании также учитывается экономия поверхности. Вторая их задача – обеспечить достаточную высоту для комфортной работы токаря.
• ● На фартуке имеется колесо и ручка для перемещения продольных и поперечных салазок.
• ● На заднем прикладе также есть крепежные винты.
• ● В центре мы видим подвижный блок, который оснащен рукояткой крепления резцедержателя и натяжной головкой – сюда устанавливается инструмент.

Фартук

Узел, соединяющий суппорт с реечной шестерней. Элементы управления фартуком токарного станка расположены в передней части. Это повышает удобство эксплуатации оборудования, снижает риск получения травм.

Рис. 11 Токарный фартук

История появления

Попытки создания примитивных станков относятся к глубокой древности. До недавнего времени, для которого была характерна массовая индустриализация — сначала в западных странах, а затем и в СССР — станки были довольно примитивными. Они не приспособлены к крупносерийному производству. Попытки создать станок для заточки мечей и кинжалов не увенчались успехом: еще в IV веке до н.э китайцы применяли приспособления, дающие относительно гладкое лезвие.

Механическая опора как более эффективное средство управления машиной появилась только в начале 18 века. Станок того времени имел держатель для режущего ножа, который, перемещаясь вручную, плотно прилегал к обрабатываемой заготовке. Нарезание винтов и резьбы на болтах считалось высокотехнологичным навыком.

Механизированные устройства стали широко применяться только в начале 20 века. Электродвигатель избавлял от необходимости использовать на таких машинах конскую тягу и горючее топливо.

В советское время получили распространение токарные станки группы 16К20, а также агрегаты 1К62.

Советские станки — это мощные и надежные, долговечные устройства, которые при правильном уходе и замене расходных материалов могут прослужить до 150 лет (при соблюдении правил эксплуатации).

Механизм подачи

Механизм подачи сообщает суппорту желаемое направление движения. Направление задается крючком. Сам трензель находится в корпусе передней бабки. Управляется внешними ручками. Помимо направления можно также изменить амплитуду движения суппорта с помощью сменных шестерен с разным количеством зубьев или коробкой подач.

В схеме машин с автоматической подачей есть ходовой винт и ролик. При выполнении высокоточных работ используется ходовой винт. В остальных случаях – роликовый, что позволяет дольше сохранить винт в идеальном состоянии для сложных элементов.

Назначение задней бабки токарного оборудования

Задняя бабка токарного станка, конструкция которой может включать несколько исполнений, необходима не только для крепления деталей значительной длины, но и для крепления различных инструментов: сверл, метчиков, разверток и т д. Дополнительный центр станка, который устанавливается на задний приклад, может быть вращающимся или стационарным.

Блок задней бабки: 1, 7 — рукоятка; 2 — маховик; 3 — эксцентрик; 4, 6, 9 — винты; 5 — тяга; 8 — перьевая ручка; А — зенкование

Схема с вращающимся задним центром применяется, если на оборудовании выполняется высокоскоростная обработка деталей, а также при удалении стружки, имеющей значительное сечение. При реализации этой схемы задняя ложа выполнена следующей конструкции: в расточке пальца установлены два подшипника — передний упорный (с коническими роликами) и задний радиальный подшипник, а также втулка, внутренняя часть который просверлен в конус.

Осевые нагрузки, возникающие при механической обработке заготовки, воспринимаются упорным шарикоподшипником. Установка и фиксация заднего центра оборудования обеспечивается коническим отверстием втулки. При необходимости установки в такой центр сверла или другого осевого инструмента втулку можно зафиксировать жестко стопором, что предотвратит ее вращение вместе с инструментом.

Вращающийся центр КМ-2 Стационарный токарный станок Токарь-250

Задний приклад, центр которого не вращается, закреплен на пластине, перемещающейся по направляющим станка. Перо, установленное в такой бабке, перемещается по отверстию в ней с помощью специальной гайки. Перед самой пинолью, где устанавливается центр станка или вал осевого инструмента, делается коническое отверстие. Движение гайки, а следовательно, и пружины обеспечивается вращением специального маховика, соединенного с винтом. Что немаловажно, перо может двигаться и в поперечном направлении, без такого движения невозможно обрабатывать детали с пологим конусом.

Виды

Определенного разнообразия достигли токарные станки: по обработке дерева и камня, по металлу, по стеклу и композиту и т д. Отдельным вариантом являются декоративные токарные станки, позволяющие, например, делать круглые дверные ручки.

Конкретные типы машин представлены в следующем списке.

Токарно-винторезный станок изготавливается для работы по черному и цветному металлу. Он точит конические детали, нарезает метрическую, пустую, модульную и шаговую резьбу — и предназначен для мелкосерийного производства. Блок 16К20 как раз такой. Токарные станки имеют три класса точности: П — повышенная, Н — нормальная, В — высокая, А — сверхвысокая, С — сверхточная обработка.

У токарно-вращательных изделий ось вращения расположена вертикально. Этот станок режет цилиндрические и конические детали, подрезая торцевые и пазовые поверхности. Благодаря модернизации появилась возможность точить фасонные поверхности по исходнику копии, а также резать и шлифовать простые изделия.

Фронтальный (передне-качающийся) механизм появляется при обтачивании деталей большого диаметра и укороченных деталей — он поворачивает их фронтально. Подходит для отделки укороченных деталей небольшой длины и весом более одной тонны. При повышенных нагрузках на приводной механизм и значительном усложнении рельефа деталей навесные станки заменяют токарными станками.

Токарный станок затачивает детали из калиброванного прутка, сверла, сверла, зенкеры, развёртки под фасонные детали, нарезает резьбу снаружи и внутри. Оснащен копиром и модулем ЧПУ.

Автоматический продольно-токарный станок точит детали из холоднокатаного проката, фасонного проката и проволоки. Работает в больших масштабах с черным и цветным металлом, может быть оснащен двумя и более шпинделями.

Токарно-фрезерный станок оснащен устройством смены фрез. Он сочетает в себе простые фрезерные и токарные операции для широкого спектра применений.

По классу точности

Высокоточные станки предназначены для чистовой обработки, а низкоточные – для черновой. Первоначально названные агрегаты по кинематической схеме снабжены фрезами, делающими канавки в произвольной последовательности, а малорасходные лишь предварительно вырезают и шлифуют поверхность, чтобы, например, шаровидная или яйцевидная часть можно сделать из куба.

По весу

Портативные маломощные машины весят не более нескольких килограммов. Легко переносить и транспортировать в другую мастерскую. Массивные станки – напольные агрегаты: есть отдельный стол или тумба, где удобно работать. Вес изделия от десятков килограмм до единиц тонн.

По степени автоматизации

Полуавтоматы имеют только функцию защитного отключения — при перегреве двигателя и коробки передач. Полностью автоматические комплектуются, помимо модуля числового управления (ЧПУ), предохранительным блокирующим устройством для соискателя, например: при отсутствии освещения в цехе и опасном приближении рук мастера к рабочей зоне.

По гибкости производственной системы

Например, если станок «умеет» точить цилиндрические и конические детали, но «не умеет делать сферические детали», то такой станок не совсем гибкий в плане перепрофилирования производства — без покупки более функционального агрегата.

Большинство современных станков затачивают детали и заготовки любой формы, выполняют упрощенную художественную резку и токарную обработку.

Такой ребрендинг касается не только мирной деятельности. Так судостроительные предприятия Ленинграда и Москвы, которые до Великой Отечественной войны производили детали для пароходов и ледоколов, стали выпускать танки Т-34. Это связано с тем, что детали топливных двигателей использовались как в военных судах, так и в танках.

Читайте также: Шлифмашина своими руками: габаритные чертежи и схемы

По специальному назначению

Токарный станок, вне зависимости от классификации, может быть адаптирован под конкретное производство. Например, узел изготовления дубликатов ключей оснащается специальными фрезами под распространенные размеры и конструкции кодовых выемок, из которых состоит швеллерный код ключа. Для того, чтобы дубликат точно копировал код оригинального ключа, токарь размещает этот ключ в рабочей зоне — обнажая фрезы под кодовые отверстия. Затем мастер вставляет новую заготовку на место исходного ключа и вытачивает на нее тот же код.

Конечно, шпиндельный привод способен не только изготавливать ключи, но и, например, точить вилки из пищевой нержавейки — достаточно лишь сменить на нем режущий инструмент, которым изготавливаются столовые приборы.

Токарный станок, делающий дубликаты ключей, вряд ли сможет выточить, например, запчасти для автомобильного карбюратора, такие как клапана.

Это потребует более глубокого переоснащения агрегата.

По универсальности или узкой направленности

Типичный пример: станок для заточки игл, ножей, заточки многоразовых бритвенных лезвий и скальпелей не предназначен для токарной обработки деревянных и составных дверных ручек, деталей замков и противовзломной фурнитуры для пластиковых окон. Станок, используемый для производства шестерен, справится с точением деталей комнатных и наручных механических часов, метрономов и таймеров, но на нем нельзя будет точить запчасти для карбюраторных двигателей автомобилей. Все вышеприведенные примеры относятся к узконаправленным машинам.

Универсальные станки обладают высокой мощностью, плавной регулировкой скорости и могут с одинаковым успехом применяться как для заточки сверл, заточки медицинских скальпелей, так и для точения деталей коробок передач и часовых механизмов. Более дорогие модели комплектуются сразу несколькими шпинделями, каждая из которых имеет свою оснастку. Такой подход применим к универсальным мастерам, которые в случае кризиса в отношении одних видов продукции перераспределяют на товары и детали совсем другого типа, пользующиеся в данный момент большим спросом.

Лучшие производители и модели

Из станков СССР стоит упомянуть серию 16К. Модель 16К20 используется для базовой токарной обработки вне зависимости от сложности обрабатываемых деталей. Из более современных — на 2021 год — представлены следующие модели.

• Винторезный агрегат DMTG CDS6250B/1000 — потребляемая мощность от сети 7,5 киловатт, питание от межфазного напряжения 380 вольт, масса — 2170 кг. Предназначен для обработки деталей из стали, чугуна и цветных металлов. Оборот — 2500 каждую минуту.

• Универсальный станок DMTG CDS6250B/1500 для токарно-винторезных работ работает на частоте 2240 об/мин, вес — 2310 кг, остальные параметры те же.

• Универсальный станок CDS6250B/2000 является ближайшим аналогом 16К20. Востребован на большинстве металлообрабатывающих заводов и автосервисов, работающих с черным металлом.

• JET BD-11GDMA — токарно-фрезерное оборудование. Оборот — 2000, работает от простой однофазной сети 220 В, весит всего четверть тонны.

• Модель WM180V — 2500 об/мин, 600 Вт, вес — 60 кг. Предназначен для начинающих, работает с цветным металлом, композитом и пластиком. Подходит для работы дома или в школе в рабочее время.

Пользователи выбирают устройство, позволяющее решать большинство самых ресурсоемких задач в соответствии с имеющимся бюджетом.

Дешевый или дорогой, простой или универсальный

Для работы дома лучше выбрать универсальный станок по металлу. Трудно угадать, что с ним нужно сделать или отремонтировать – объем работ для домашнего мастера очень широк, и велика вероятность, что узкоспециализированный станок будет простаивать.

Токарные станки различаются по цене и оборудованию. Иногда не нужно тратить лишние деньги на покупку дорогой машины с полным набором всевозможных аксессуаров, ведь многие из них могут никогда не понадобиться. Целесообразнее купить более простое устройство, а затем оснастить его нужными вам устройствами.

4 Суппорт токарного станка по металлу

Резцедержатель с установленным в нем инструментом для обработки деталей перемещается благодаря суппорту в косом, поперечном и продольном направлениях относительно оси агрегата. Движение рабочего инструмента сообщается на токарных станках как вручную, так и механически. Если посмотреть на чертеж суппорта стандартного токарного станка, то можно понять, как перемещается резцедержатель с инструментом:

• продольно — вдоль продольных салазок (эти части станка еще называют кареткой);
• в поперечном направлении — по поперечным салазкам (на них крепится вращающаяся составляющая суппорта, которую легко отрегулировать на необходимый по условиям процесса угол с помощью гаек).

Держатели инструмента (режущие головки) размещаются сверху суппорта. Конструктивно они могут быть простыми или множественными. Обычный резцедержатель представляет собой цилиндрический корпус с прорезью. Рабочий инструмент (табакерный нож) устанавливается в паз, а затем фиксируется болтом. Снизу режущая головка имеет форму буквы «Т», благодаря чему легко входит в паз суппорта (верхняя часть). Возможны и другие варианты крепления держателя инструмента.

3. Скорости вращения шпинделя. Изменение скорости вращения шпинделя

Так как станок должен обтачивать изделия разного диаметра, шпиндель должен иметь возможность вращаться с разной скоростью, чтобы можно было получить нужную скорость резания для любого диаметра — от самого маленького до самого большого, который можно обрабатывать на станке с определенной центральная высота.

В машинах с непосредственным управлением от электродвигателя изменение частоты вращения шпинделя достигается частью за счет изменения числа оборотов самого двигателя, частью с помощью шестерен в верхнем валу. Однако саморезные станки в большинстве случаев имеют ременной привод, а рабочие скорости зависят от размера шкивов и верхних шестерен.

Движение таким машинам сообщается следующим образом: от любого двигателя или электродвигателя вращение передается ремнем на вал главной передачи, от него на контрпривод, а от ступенчатого шкива на последнем на ступенчатый шкив на верхний подшипник машины. «Ступенчатый» — это шкив, который имеет несколько «ступеней», т е шкивов разного диаметра, соединенных между собой.

Зубчатый перебор

Для увеличения числа рабочих скоростей шпиндели, токарные станки (и многие другие виды станков) оснащаются нумерацией передач, которую обычно называют просто нумерацией. Цель перебора — уменьшить скорость шпинделя по сравнению со скоростью ступенчатого шкива. Это снижение скорости сопровождается одновременным увеличением мощности машины. Некоторые самооценки имеют две итерации или более.

Шестерни В и С в нумерации (рис. 47) заклинены на длинной втулке (3), свободно вращающейся на валу Е, концы которой упираются в подшипники, расположенные в приливе передней бабки за шпинделем.

Как видно из чертежа, концы этого ролика — штифты или шипы — эксцентричны, т е их ось не совпадает с осью детали, на которой сидит втулка.

Благодаря этому устройству задний свес может включаться и выключаться шестернями А и D: это достигается поворотом вала Е рукояткой I.

Скорости шпинделя при включенном переборе

На рис. 47-6 штифт входит в зацепление с шестернями шпинделя, а болт муфты снят. Шестерня А неподвижно соединена со ступенчатым шкивом, а передача движения осуществляется следующим образом: от ступенчатого шкива и шестерни А к шестерне В, втулке и шестерне С к поиску; от С — шпиндельная шестерня D, прочно заклиненная с помощью шпонки на шпинделе. Если диаметр В в три раза больше диаметра шестерни А, число оборотов будет в три раза меньше.

Поскольку шестерни В и С заклинены на общей ступице, они будут вращаться с одинаковым числом оборотов. Кроме того, если шестерня D в три раза больше, чем C, то она будет вращаться со скоростью, в три раза меньшей, чем C. Следовательно, в общем случае шестерня D будет вращаться со скоростью 1/3 • 1/3, т е. 1/9 скорости. А; иными словами, при заданных соотношениях диаметров шестерни число оборотов D, а вместе с тем и число оборотов шпинделя в девять раз меньше числа оборотов А, т е ступенчатого шкива.

Общее количество скоростей с нумерацией естественно равно количеству шагов шкива. Таким образом, у машины с трехскоростным шкивом и счетом всего шесть скоростей: три без счета и три со счетом.

Комплектующие и запчасти

Перед проведением обслуживания и ремонта машины полезно ознакомиться с перечнем основных узлов, которые необходимо заменить по мере подготовки ресурса.

На раме закреплен привод — мотор со шпинделем, с ним объединены передняя и задняя бабки. Шпиндель позволяет фиксировать фрезы (сверла, фрезы, плоские ножи), установленные под нужным углом.

Полностью настроенная машина, с особо прочными и твердыми резцами, с регулярной, систематической смазкой режет сталь с тонкими пластинами — так же, как кухонный нож режет застывшее масло.

В комплекте с приводом в сборочный комплект для первой установки станка входят опора, фартук, блоки изменения скорости, подачи и пульт управления. Полностью автоматические станки также оснащены «мозгом» — блоком ЧПУ. Все вышеперечисленные узлы закреплены на раме агрегата.

Направляющие (так называемые салазки) позволяют перемещать заготовку строго в пределах определенных выступов, и не дают ей произвольно отклоняться, что сразу приведет к повреждению всей заготовки. Резцедержатель (шпиндельный патрон) удерживает фрезы, которые используются для резки металлов и сплавов по чертежам заготовок.

3 Описание шпинделя токарного станка

Шпиндель представляет собой полый стальной вал с коническим отверстием. Этот узел крепления по металлу считается самым важным (многие другие основные узлы в станке предназначены для обеспечения работы шпинделя). Имеет отверстие (коническое), предназначенное для установки различных инструментов, оправок и передний центр (на чертеже токарного оборудования указано, какие приспособления можно установить в указанное отверстие).

Шпиндель имеет резьбу. На нем можно закрепить планшайбу на токарном станке по металлу или патроне, который центрируется с помощью хомута на шейке. На некоторых устройствах на шпинделе также имеется специальный паз. При быстрой остановке шпинделя исключается риск неконтролируемого складывания патрона. Чтобы узнать, есть ли такая прорезь на конкретном токарном станке, следует внимательно изучить чертеж станка, на котором указаны все его основные и дополнительные детали.

Исправность шпинделя и его правильное вращение являются ключевыми условиями токарной обработки любой заготовки. Важно следить за тем, чтобы этот узел не имел ни малейшего люфта или люфта в радиальном и осевом направлении в подшипниках. В тех случаях, когда возникают эти негативные явления, резцедержатель и инструмент в нем начинают дрожать, что приводит к ухудшению качества обработки.

На большинстве известных агрегатов отечественного производства (например, на станке 1М63 или на станке 1Э61М) шпиндель вращается в подшипниках скольжения. Хотя есть оборудование с роликовыми и шариковыми подшипниками, которые считаются более жесткими и поэтому используются на быстроходных станках для обработки заготовок.

8. Система смазки станка

Масло, введенное между соприкасающимися и взаимно движущимися поверхностями машины, образует на них защитную пленку, снижающую коэффициент трения. В результате снижается износ деталей и затраты приводной мощности на преодоление сил трения, повышается КПД машины. При этом масло охлаждает поверхности деталей, соприкасающихся при взаимном движении.

Для смазывания машины используются жидкие и консистентные смазки. В качестве жидкости, как правило, применяют индустриальные масла марок И-20А, И-30А, такие как жирная смазка С, прессовая смазка — УС-1 и др.

Детали машин смазываются двумя способами — индивидуально и централизованно. Индивидуальная смазка может быть периодической или непрерывной. Периодическая смазка осуществляется вручную (из пресс-масленки) или с помощью одного поршневого насоса, постоянная смазка осуществляется с помощью брызговиков, капельной смазки, масляных ванн или насосов. Наиболее распространена центральная смазка.

Какие детали может обрабатывать

На токарных станках можно обрабатывать детали, имеющие форму тела вращения. Это включает:

• валы;
• ось;
• диски;
• палочки;
• фланцы;
• муфты;
• кольца;
• втулки;
• орехи и тд

Кроме того, вы можете делать внутреннюю и наружную резьбу, точение и сверление различных поверхностей, обрезку торцов, точение внутренних и внешних канавок, сверление, развертывание отверстий и т д

Как видите, токарный станок используется для многих операций и необходим на любом производстве. При рассмотрении различных видов оборудования необходимо иметь в виду, что возможность установки дополнительного оборудования позволяет значительно расширить выполняемые операции.

2. Классификация токарно–винторезных станков

К техническим параметрам, по которым классифицируют токарно-винторезные станки, относятся наибольший диаметр D заготовки или высота центров над станиной (равная 0,5D), наибольшая длина L заготовки и масса станка.

По наибольшему диаметру заготовки станки выпускаются следующих серий: D=100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000 и далее до 4000 мм.

Наибольшая длина L заготовки определяется расстоянием между центрами станка. С одним и тем же D изготавливают станки для обработки коротких и длинных деталей.

По массе токарные станки делятся на легкие — до 0,5 т (Д = 100 ÷ 200 мм), средние — до 4 т (Д = 250 ÷ 500 мм), большие — до 15 т (Д = 630 ÷ 1250 мм).), тяжелые — 40 тонн и более (D=1600÷4000 мм).

По предварительной записи. Легкие токарные станки применяются в слесарном деле, в приборостроении, в часовой промышленности, в опытных и опытных мастерских. Эти машины доступны с механической подачей и без нее. Средние токарные станки выполняют 70-80% всего объема токарных работ. Станки этой группы предназначены для чистовой и получистовой обработки, нарезания резьбы.

Станки обладают высокой жесткостью, достаточной мощностью и широким диапазоном скоростей вращения шпинделя и подач инструмента, что позволяет обрабатывать детали современным усовершенствованным инструментом из твердых и сверхтвердых материалов. Также планируется оснастить станки различными приспособлениями для расширения их технологических возможностей, что облегчает труд рабочего и повышает качество обработки. Станки имеют достаточно высокую степень автоматизации.

Крупногабаритные и тяжелые токарные станки в основном предназначены для тяжелого, энергетического машиностроения и других отраслей промышленности. Станки этого типа менее универсальны, чем станки промежуточного типа, и в основном приспособлены для обработки отдельных видов деталей (прокатных станов, колесных пар железнодорожных, роторов турбин и др.).

Какие машины предпочесть для учебы? Если станок (комплект чертежей) разобрать на части, то окажется, что крупных и тяжелых деталей будет мало. Наибольшее количество будет средних деталей, которые значительно превышают количество крупных деталей. Мелкие детали также значительно уступают по количеству средним. Поэтому, учитывая, что все токарные станки имеют типовую и подобную конструкцию, дополнительное внимание будет уделено изучению средних токарных (D = 250÷500 мм и массой до 4 т) и других станков для обработки деталей средних размеров.

Советы по выбору

При выборе ориентируйтесь в первую очередь на мощность, которую могут выдержать ваши провода. При выборе автомата, потребляющего более 3 кВт, необходимо будет заменить 16-амперные автоматы на 25-, 50- или 100-амперные, а также заменить счетчик с расходом пиковой мощностью более 3,2 кВт.

Новички, которые только осваивают азы изготовления станков, выбирают более компактные высокопроизводительные станки: здесь важно, чтобы устройство, в которое вложено не один десяток тысяч рублей, покупалось не просто ради хобби, а было платным офф, в идеале — приносить доход в разы превышающий статью расходов.

Если вы заняты тонкой обработкой заготовок, вам понадобится гораздо более оборотистый, но не всегда такой мощный аппарат.

Для машины весом более одной тонны может потребоваться усиленный фундамент в помещении, где она установлена. Обычный деревянный пол под весом в две и более тонны разрушится уже через несколько недель или месяцев после начала работ.

4. Скорости подачи и управление ими

Продольная подача самоточки – это движение всего суппорта по направляющим станка, т.е параллельно оси вращения шпинделя или параллельно осевой линии станка. Поперечная подача — это движение поперечного суппорта перпендикулярно центральной линии станка.

Каждая из этих подач может осуществляться в обоих направлениях либо вручную (ручная подача), либо автоматически (самоходная). Величина ручной подачи полностью зависит от токарного станка: она может быть быстрой или медленной, а шпиндель в это время может работать или оставаться неподвижным.

Самоходная подача, наоборот, полностью автоматическая и заключается в том, что на каждый оборот шпинделя приходится определенная длина перемещения суппорта. При самоходном движении движение передается от вращающегося шпинделя станка через ряд зубчатых колес на ведущий ролик, а от него через систему зубчатых колес, расположенных в фартуке ползуна, либо на нижние ползуны ползуна, или к винту поперечной подачи, в зависимости от направления, в котором фреза должна двигаться во время работы.

Передача от шпинделя к механизму подач

На рис. 50 представлена ​​схема передачи движения от шпинделя к приводному валу и винту. Шестерня Sp заклинена на шпинделе (1) и передает движение через шестерню R1 на шестерню FS, заклиненную на промежуточном валу (2). Шестерни R1, R2 и FS образуют реверсивный механизм, описанный в следующем разделе. Этот механизм обычно располагается внутри основного корпуса машины.

Вторая шестерня St на промежуточном валу (2) является сменной, т.е ее можно снять с ролика и заменить на другую большего или меньшего диаметра. Поскольку он закреплен на валу (2), он вращается одновременно с FS. Через промежуточную шестерню (паразит) J движение передается дальше: на сменную шестерню Sc, заклиненную на нижнем ролике (3) коробки подач, одновременно на шестерню Е, от нее на шестерню В, которая сидит неподвижно на верхнем ролике (4) кормовой коробки.

При выключенной кулачковой муфте С — Н (как показано на схеме) движение передается дальше от ролика (4) на бегунок (5) через пару шестерен G1, G2, когда левая половина C муфту смещают вправо, так что она находится в зацеплении с другой половиной муфты Н, затем вращается ходовой винт (6), так как Н закреплен на нем. Ролик не вращается, так как G1 больше не соединен с G2.

По описанной схеме зубчатые колеса устроены в большинстве существующих токарных станков, а все отличия сводятся к конструктивным деталям.

Реверсивный механизм (трензель)

Оси шестерен R1 и R2 реверсивного механизма, так называемого трензеля, закреплены в кронштейне, который поворачивается на цапфе промежуточного ролика (2). С помощью реверсивной рукоятки (обозначенной на рис. 15 — 31) кронштейн можно установить в любое из трех положений, показанных на рис. 51.

Шестерни заднего хода находятся посередине между шестерней шпинделя Sp и шестерней FS (см рис. 50) и закреплены в кронштейне таким образом, что либо только одна шестерня R1 может быть включена, либо обе R2 и R1, либо обе могут быть выключены. Другими словами, при первом положении рукоятки промежуточный ролик (2) вращается вправо, при втором — влево, при третьем — неподвижен. Таким образом, трензель служит для изменения направления вращения ведущего вала или ходового винта.

Паразитная шестерня. Гитара

Промежуточная шестерня, обозначенная буквой J на ​​рис. 50, вращается на коротком ролике или штифте, закрепленном в довольно длинной прорези в чугунном поддоне (1) особой формы (рис. 52), так называемой гитаре. Гитара может вращаться вокруг оси промежуточного ролика. Благодаря такому устройству при любых (в определенных пределах) диаметрах взаимозаменяемых шестерен St и Sc можно установить промежуточную шестерню J так, чтобы она входила в зацепление одновременно с обеими этими шестернями.

Для переключения передач сначала ослабьте гайки А и В (рис. 52), затем прижимной болт гитары С и, наконец, гайку D, при этом промежуточную шестерню подпирают рукой, чтобы она не упала сразу по дорожке гитары . После переключения одной или обеих передач поднимите промежуточную шестерню так, чтобы она зацепила верхнюю шестерню, затяните гайку D, поверните гитару так, чтобы промежуточная шестерня зацепила нижнюю шестерню, и, наконец, затяните стопорный болт C.

Для сохранения необходимого зазора между шестернями перед затяжкой болта С между зубьями соседних зацепленных шестерен помещают узкие полоски бумаги.

Коробка скоростей подачи (коробка Нортона)

Вместо только что описанного механизма, который требует смены подходящим образом подобранных шестерен для изменения скорости подачи, многие современные станки оснащены так называемой коробкой скорости подачи или коробкой Нортона. Эта коробка позволяет менять подачу, что особенно важно при подрезных шнеках, не меняя шестерен в механизме подачи, просто переводя одну или несколько рукояток из одного положения в другое.

На рис. 53 показана схема механизма скорости подачи заводского станка Хенди. Вдоль ходового винта фрезерован шпоночный паз, благодаря чему он подается как при нарезке винтов, так и при простом обтачивании. Таким образом, отпадает необходимость в бегущем ролике. Поворотом двух рукояток достигается 36 различных скоростей подачи. Одна рукоятка перемещает шестерню В, сидящую на длинной шпонке на ролике М, вдоль этого ролика, так что шестерня В оказывается напротив одной из шестерен коробки скоростей подачи А (показана отдельно на рис. 53, справа), заклиненной на поводке винт.

В то же время рукоятка поднимает промежуточную шестерню (на схеме не показана), находящуюся в постоянном зацеплении с В, и которая, будучи поднята в положение, зацепляющее одну из шестерен корпуса А, передает движение от В до этой последней передачи. На схеме шестерня В показана в таком положении, что передача движения будет происходить от В через промежуточную шестерню на шестерню коробки Нортона, имеющую 70 зубьев.

Все шестерни коробки скоростей подачи (на чертеже их всего двенадцать) заклинены, как уже было сказано, на ходовом винте. Описанное устройство позволяет добиться двенадцати различных скоростей подачи при заданной скорости валика М, так как в коробке А имеется двенадцать шестерен разного диаметра.

Ролику М можно придать три разные скорости с помощью второй рукоятки, которая переводит зубчатую передачу L, K и H в одно из трех положений, показанных на рисунке. Соответственно такое расположение дает для каждой скорости рабочего шпинделя 3 X 12, т е. 36 различных скоростей подачи, а при использовании маточной гайки 36 витков разного числа витков на 1 дюйм».

Конструкция и принцип работы

Большинство токарных станков похожи по конструкции и имеют одинаковые детали. Отличаются они только габаритами и расположением некоторых деталей.

На токарных станках в результате вращения обработка деталей осуществляется режущим инструментом. При поступательном движении фрезы с поверхности заготовки снимается слой металла, она приобретает нужный вид и форму. Современные станки обладают высокой точностью, резьбу можно нарезать любого профиля.

Принцип работы токарного станка следующий:

• инструмент для работы вставляется в перо задней бабки;
• заднее бревно должно быть установлено в соответствии с размерами детали; движется по кондукторам кровати;
• между передней и задней бабками ставится суппорт; во время работы перемещается по направляющим с помощью каретки;
• резцедержатели выбираются в зависимости от размеров детали, они могут быть как одинарными, так и рассчитанными на несколько резцов.

Верхняя часть

В верхней части опоры крепятся фрезы и другие инструменты для обработки заготовок. Наличие механизмов подачи позволяет плавно перемещать фрезу и контролировать количество снимаемого материала.

Рис. 7 Верхняя часть суппорта токарного станка

Фрезы подбираются индивидуально. Мастер считает:

• конфигурация машины;
• параметры обрабатываемого материала;
• геометрия фрезы.

Чтобы купить фрезы для токарных станков, посетите соответствующий раздел каталога РИНКОМ. Здесь представлен широкий выбор металлорежущих инструментов. В наличии продукция отечественного и зарубежного производства, решения для бытовых, полупрофессиональных и профессиональных инсталляций.

Особенности раоты

Крутящий момент от двигателя передается через редуктор, где меняются скорости, на шпиндель, а от него, с помощью передней бабки, на фрезу. Движения фрезы контролируются направляющими, которые загружают заготовку для поворота в рабочую зону.

Станок для резки металла, дерева и пиломатериалов, композита и стекла по своей классификации и устройству представляет собой устройство с относительно точной механикой. Во время работы он не должен излишне вибрировать, стучать, дергаться из стороны в сторону – это ухудшит качество деталей, которые обрабатываются десятки раз. Привод и шпиндель, на котором закреплены фрезы, работают идеально четко, перекос двигателя и редуктора практически исключен. Ножи в идеале всегда должны быть острыми.

Если, несмотря на исправность и производительность станка, качество реза остается низким, имеет неточность, резец необходимо заточить, выправить и при необходимости заменить новым.

Другие конструктивные элементы

Перечень узлов и элементов, предназначенных для обеспечения работы самодельного токарного станка по металлу, может насчитывать множество пунктов, но самыми главными в нем будут:

• Сани;
• Пинол;
• Держатель инструмента;
• Фартук.

Салазки

Салазки предназначены для плавного перемещения резцедержателя. Для самодельных мини-станков обычно используют только поперечные салазки, по которым при вращении маховика плавно перемещается резцедержатель перпендикулярно оси вращения шпинделя. Продольное перемещение осуществляется с помощью штангенциркуля.

Такое решение не дает возможности выполнять большое количество операций, поэтому при конструировании станка также стоит предусмотреть и поперечное для более точной работы. Ну а для станков, требующих высокого результата, не помешают приспособления для перемещения фрезы под углом 45 градусов относительно оси вращения.

Пиноль

Используется для крепления заготовки в заднем бревне. Эта деталь должна обладать высокой прочностью и надежностью, так как испытывает постоянное трение о металл в заготовке.

Резцедержатель

Держатель инструмента предназначен для крепления режущего инструмента к суппорту. Во время работы к этому узлу можно присоединять другие виды инструментов, например, винтовки и конусные фрезы. Держатель инструмента должен с одной стороны обеспечивать надежное крепление фрезы, а с другой быстрое изменение положения инструмента по отношению к обрабатываемой поверхности.

Электрическое оснащение станка

В электрооборудование токарного станка входит основное оборудование — электродвигатель с пусковыми конденсаторами и устройством защиты. И электрическое вспомогательное оборудование – лампа освещения и другие элементы, например, вытяжной вентилятор.

Особое внимание в электрооборудовании следует уделить устройствам защиты от поражения электрическим током. Здесь в первую очередь необходимо установить защитное реле, выполнить защитное заземление и снабдить ПКП специальной большой кнопкой включения/выключения. Наличие этих защитных устройств в составе электрооборудования является важным требованием правил техники безопасности при работе с таким опасным оборудованием.