Классификация токарных станков

Таким образом, на изделии  получалась резьба, точно соответствующая  резьбе шпинделя. Впрочем, точность и прямолинейность обработки зависели здесь исключительно от силы и твердости руки рабочего, направлявшего инструмент. В этом заключалось большое неудобство. Кроме того, резьба на шпинделе была всего 8-10 мм, что позволяло нарезать только очень короткие винты.

Винторезный станок, сконструированный  Модсли, представлял собой значительный шаг вперед. История его изобретения  так описывается современниками. В 1794-1795 годах Модсли, еще молодой, но уже весьма опытный механик, работал  в мастерской известного изобретателя Брамы.

Перед Брамой и Модсли стояла задача увеличить число деталей, изготавливаемых на станках. Однако старый токарный станок был для этого  неудобен. Начав работу по его усовершенствованию, Модсли в 1794 году снабдил его крестовым суппортом.

Нижняя часть суппорта (салазки) устанавливались на одной  раме с задней бабкой станка и могла  скользить вдоль ее направляющей. В любом ее месте суппорт мог  быть прочно закреплен при помощи винта. На нижних салазках находились верхние, устроенные подобным же образом. С помощью них резец, закрепленный винтом в прорези на конце стального бруска, мог перемещаться в поперечном направлении.

Движение суппорта в  продольном и поперечном направлениях происходило с помощью двух ходовых  винтов. Подвинув резец с помощью суппорта вплотную к заготовке, жестко установив его на поперечных салазках, а затем перемещая вдоль обрабатываемой поверхности, можно было с большой точностью срезать лишний металл. При этом суппорт выполнял функцию руки рабочего, удерживающего резец. В описываемой конструкции, собственно, не было еще ничего нового, но она была необходимым шагом к дальнейшим усовершенствованиям.

Уйдя вскоре после  своего изобретения от Брамы, Модсли основал собственную мастерскую и в 1798 году создал более совершенный токарный станок. Этот станок стал важной вехой в развитии станкостроения, так как он впервые позволил автоматически производить нарезку винтов любой длины и любого шага.

Слабым местом прежнего токарного станка было то, что на нем можно было нарезать только короткие винты. Иначе и быть не могло ведь там не было суппорта, рука рабочего должна была оставаться неподвижной, а двигалась сама заготовка вместе с шпинделем. В станке Модсли заготовка оставалась неподвижной, а двигался суппорт с закрепленным в нем резцом.

Для того чтобы заставить  суппорт перемещаться на нижних салазках вдоль станка, Модсли соединил с  помощью двух зубчатых колес шпиндель передней бабки с ходовым винтом суппорта. Вращающийся винт вкручивался  в гайку, которая тянула за собой  салазки суппорта и заставляла их скользить вдоль станины. Поскольку ходовой винт вращался с той же скоростью, что и шпиндель, то на заготовке нарезалась резьба с тем же шагом, что была на этом винте. Для нарезки винтов с различным шагом при станке имелся запас ходовых винтов.

Автоматическое нарезание  винта на станке происходило следующим  образом. Заготовку зажимали и обтачивали до нужных размеров, не включая механической подачи суппорта. После этого соединяли  ходовой винт со шпинделем, и винтовая нарезка осуществлялась за несколько проходов резца. Обратный отход суппорта каждый делался вручную после отключения самоходной подачи. Таким образом, ходовой винт и суппорт полностью заменяли руку рабочего. Мало того, они позволяли нарезать резьбу гораздо точнее и быстрее, чем на прежних станках.

В 1800 году Модсли внес замечательное  усовершенствование в свой станок –  взамен набора сменных ходовых винтов он применил набор сменных зубчатых колес, которые соединяли шпиндель и ходовой винт (их было 28 с числом зубьев от 15 до 50).

На своем станке Модсли выполнял нарезку резьб с такой  изумительной точностью и аккуратностью, что это казалось современникам  почти чудом. Он, в частности, нарезал  регулировочные винт и гайку для  астрономического прибора, который  в течение долгого времени считался непревзойденным шедевром точности. Винт имел пять футов длины и два дюйма в диаметре с 50-ю витками на каждый дюйм. Резьба была такой мелкой, что ее невозможно было рассмотреть невооруженным глазом. В скором времени усовершенствованный Модсли станок получил повсеместное распространение и послужил образцом для многих других металлорежущих станков. В 1817 году был создан строгальный станок с суппортом, позволивший быстро обрабатывать плоские поверхности. В 1818 году Уитни придумал фрезерный станок. В 1839 году появился карусельный станок и т.д.

Классификация токарных станков

Существуют следующие  типы токарных станков:

одношпиндеольные автоматы и полуавтоматы, многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, токарно-револьверные

операционные отрезные

токарно-карусельные

токарно-винторезные

токарные многорезцовые  автоматы

токарно-заточные и токарно-фасонные

разные станки

1.Автоматы и Полуавтоматы. (одношпиндеольные). 
2. Автоматы и Полуавтоматы. (Многошпиндельные). 
Токарные автоматы и полуавтоматы используют в массовом и крупносерийном производствах для обработки заготовок сложной формы — из прутка и штучных заготовок. Зажим прутка осуществляют цанговыми патронами, а штучных заготовок (большие по размерам, литье, поковки) — универсальными кулачковыми патронами. Детали на этих станках обрабатывают многими инструментами, которые устанавливают на суппорте револьверной головки и в специальных приспособлениях (сверлильных, резьбонарезных и др.). 
Высокая производительность этих станков достигается полной автоматизацией рабочих и холостых ходов и их частичным совмещением, и многостаночным обслуживанием.

Рис.1, а

На рис. 1 показан общий  вид современно токарно-винторезного станка. Основными узлами станка являются: станина, передняя бабка с коробкой скоростей, задняя бабка, коробка подач с ходовым винтов и ходовым валом, суппорт с фартуком.

Станина служит для монтажа на ней всех узлов станка.

Передняя бабка служит для передачи вращения обрабатываемой детали. В корпусе передней бабки смонтирована коробка скоростей.

Задняя бабка используется при обработке детали в центрах для поддержание ее конца, а также для установки сверла, зенкера и развертки при обработке отверстий.

Коробка подач предназначена для передачи вращения ходовому валу и ходовому винту, а также для изменения числа их оборотов с целью получения необходимых подач.

Фартук служит для преобразования вращательного движения ходового вала в ходового винта в прямолинейное движение суппорта.

Суппорт предназначен для перемещения резца, раскреплённого в резцовой головке.

Изображенный на рис. 1 станок имеет ходовой вал и ходовой винт и называется токарно винторезным. Свое название он получил потому, что на нем, помимо всех обычных токарных работ, можно нарезать резьбу резцом. Станок без ходового винта называется просто токарным. На токарном станке можно производить различные токарные работы, кроме нарезания резьбы резцом.

Рис.1, б

Лобовые станки (рис. 1, б) отличаются от других станков токарной группы главным образом тем, что у них отсутствует задняя бабка. Обрабатываемая деталь крепится к планшайбе либо четырьмя кулачками, либо болтами, закладываемыми в Т-образные канавки планшайбы. Поперечная станина 3 с двумя суппортами расположена на отдельной плите, изолированной от бабки. Суппорт состоит из каретки, перемещающейся в поперечном направлении по направляющим станины 3, средней (поворотной) части, которая может быть установлена параллельно или под углом к оси шпинделя, и верхней части 4 с резцедержателем 5.

 

Рис 1,в

 

Токарно-револьверный станок с вертикальной осью поворота револьверной головки показан на рис. 1, в. Отличительной чертой структуры токарно-револьверных станков есть присутствие поворотной, изредка линейно перемещаемой револьверной головки, в которой находятся нужные для обработки комплекты инструментов в необходимой последовательности. В таких станках, обычно, нет задней бабки.

Местонахождение оси  поворота револьверной головки 4 определяет компоновку токарно-револьверных станков: с горизонтальной осью и вертикальной осью револьверной головки.

Суппорты, которые сообщают инструменту движение подачи 3 и 5 передвигаются по направляющим 6 станины, шпиндельная бабка 2 крепится на станине 7. Поддон 10 используется для сбора стружки. Рукоятки управления находятся на фартуках 8 и 9. 
1 — коробка подач; 2 — шпиндельная бабка; 3 — поперечный суппорт; 4 — револьверная головка; 5— продольный суппорт; 6 — направляющая; 7— станина; 8, 9 — фартуки поперечного и продольного суппортов; 10 — поддон; 11 — упор.

 

Рис. 1,г

Двухстоечный  токарно-карусельный станок

Основные  узлы станка

А — коробка подач левого верхнего суппорта; Б — левый верхний поворотный суппорт с резцедержателем; В — траверса; Г — правый верхний суппорт с револьверной головкой; Д — портал с механизмом перемещения траверсы; Е, К — стойки; Ж — коробка подач правого верхнего суппорта; 3 — боковой суппорт с коробкой подач;  И — станина с планшайбой и коробкой скоростей.

Органы  управления

1 — подвесная кнопочная  станция; 2 — маховичок ручного горизонтального перемещения верхнего суппорта с резцедержателем; 3 — рукоятки переключения коробки подач верхнего суппорта с резцедержателем; 4 —маховичок ручного вертикального перемещения верхнего суппорта с резцедержателем; 5—маховичок ручного вертикального перемещения верхнего суппорта с револьверной головкой; 6—маховичок ручного горизонтального перемещения верхнего суппорта с револьверной головкой; 7 — рукоятка переключения коробки подач верхнего суппорта с револьверной головкой; 8 — рукоятки переключения коробки подач бокового суппорта; 9 — маховичок ручного вертикального перемещения бокового суппорта; 10— маховичок ручного горизонтального перемещения суппорта; // — рукоятки переключения коробки скоростей.

Движения  в станке

Движение резания —  вращение планшайбы с заготовкой. Движения подач — горизонтальное и вертикальное перемещения верхних суппортов (левый верхний суппорт, кроме того, может перемещаться под углом к оси вращения детали), горизонтальное и вертикальное перемещения бокового суппорта. Вспомогательные движения — быстрые холостые перемещения суппортов, перемещение траверсы по направляющим стоек, зажим траверсы и поворот револьверной головки.

Принцип работы

Обрабатываемая деталь закрепляется на планшайбе, которой  сообщается вращательное движение в  горизонтальной плоскости. Режущие инструменты закрепляются в боковом и верхних суппортах. Боковой суппорт 3 служит в основном для обточки наружных поверхностей, выточки канавок и подрезки торцов; в его четырехпозиционной головке закрепляются резцы различных типов. Верхний поворотный суппорт Б используется для обработки наружных и внутренних конических поверхностей. Верхний суппорт Г имеет пятипозиционную револьверную головку, в которой закрепляются инструменты, предназначенные главным образом для обработки отверстий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 1,д

 

 

 

 

Карусельные станки, предназначенные для обработки деталей диаметром больше 1500 мм, изготовляют с двумя вертикальными стойками. Диаметр стола у таких станков доходит до 25 м. Карусельные станки значительно удобнее лобовых как в отношении установки и закрепления деталей, так и в отношении точности обработки и производительности. Удобное расположение стола (горизонтальное) позволяет сравнительно просто и быстро устанавливать крупные детали для обработки и снимать их со станка. В серийном производстве находят применения многорезцовые токарные станки и токарно-револьверные станки, в массовом производстве - токарные полуавтоматы и автоматы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика токарных станков

 

Модель  станка	Растояние между центрами , мм	Наибольший  диаметр обрабатываемого изделия, мм		Диаметр прутка, проходящего  через отверстие  в шпинделе, мм	Пределы частот вращения шпинделя, об/мин	Пределы подач, мм/об		Мощность  главного электро-двигателя , кВт
		над станиной	над суппортом			продольных	поперечных
1612П	500	260	140	18	33,5-1520	0,008-0,2	0,008-0,0075	1,5
ТС 135	500	270	140	18	33,5-2000	0,008-0,2	0,0003-0,0075	2,8
1615М	750	320	150	18	44-1000	0,006-2,72	0,025-1,1	2,8
1661	750   1000	320	170	32	16-2000	0,041-1,082	0,013-0,35	4,5
1Л61	500	320	170	32	10-1250	0,041-1,082	0,013-0,35	2,8
1161	750	320	175	34	16,5-1180	0,05-1,6	0,025-0,8	4,5
ТВ320	500	320	170	24	36-2000	0,03-0,48	0,012-0,184	2,8
1А62	750  1000  1500  2000	400	210	36	11,5-1200	0,082-1,59	0,027-0,52	7,0
1616	750	320	175	34	44-1980	0,06-3,6	0,044-2,47	4,5
1Д62М	750  1000  1500	410	210	37	11,5-600	0,082-1,59	0,027-0,52	4,3
1М620	710	400	220	48	12-3000	0,075-4,46	0,037-4,46	14
1624	1000	500	290	56	10-1400	0,07-2	0,035-1,0	7,0
1Б20П	710  1000   1400	400	220	50	16-1600	0,05-2,8	0,025-1,4	4,1
1Д63А	1500  3000	615	345	68	14-750	0,15-2,65	0,05-0,9	10
1А64	2800	800	450	80	7,1-750	0,2-3,05	0,07-1,04	20
165	2800	1000	600	80	5-500	0,2-3,05	0,07-1,04	28
1658	8000	1000	650	80	5-500	0,2-3,05	0,07-1,04	28
1660	6300	1250	860	75	3,15-200	0,19-11,4	0,075-4,5	60