Металлорежущие станки
Профессиональное образование

4.2. Устройство токарно-винторезного станка

Токарно-винторезные станки с ручным управлением являются наиболее универсальными станками токарной группы и используются главным образом в условиях единичного и мелкосерийного производства. Конструктивная компоновка станков этого типа практически одинакова. Станок имеет следующие основные узлы (рис. 4.2):

  • станину 7, на которой монтируют все механизмы станка;
  • переднюю (шпиндельную) бабку 2, в которой размещают коробку скоростей, шпиндель и другие элементы;
  • коробку подач 1, передающую движение от шпинделя к суппорту 11 с необходимым передаточным числом с помощью ходового винта 8 при нарезании резьбы или ходового вала 9 при обработке других поверхностей;
  • фартук 10, в котором вращение винта 8 или вала 9 преобразуется в поступательное движение суппорта 11 с инструментом;
  • заднюю бабку 5, в пиноли которой может быть установлен центр для поддержки обрабатываемой заготовки или осевой инструмент (сверло, развертка и т. п.) для обработки центрального отверстия в заготовке, закрепленной в патроне;
  • суппорт 11 служит для закрепления режущего инструмента в резцовой каретке и сообщения ему движения подачи. Суппорт состоит из нижних салазок (каретки), перемещающихся по направляющим 6 станка. По направляющим нижних салазок в направлении, перпендикулярном линии центров, перемещаются поперечные салазки 3, на которых расположена резцовая каретка 4 с резцедержателями. Резцовая каретка смонтирована на поворотной части, которую можно устанавливать под углом к линии центров станка.

Рис. 4.2. Токарно-винторезный станок:
1 — коробка подач; 2 — передняя (шпиндельная) бабка; 3 — поперечные салазки; 4 — резцовая каретка; 5 — задняя бабка; 6 — направляющие; 7 — станина; 8 — ходовой винт; 9 — ходовой вал; 10 — фартук; 11 — суппорт инструментальный

Техническими параметрами, по которым классифицируют токарно-винторезные станки, являются наибольший диаметр D обрабатываемой заготовки или высота центров над станиной (равная 0,5D), наибольшая длина L обрабатываемой заготовки и масса станка.

Ряд наибольших диаметров обработки для токарно-винторезных станков имеет вид: D = 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, ..., 4000 мм.

Наибольшая длина L обрабатываемой детали определяется расстоянием между центрами станка. Выпускаемые станки при одном и том же значении D могут иметь различные значения L.

В зависимости от массы различают легкие токарные станки — до 500 кг (D = 100...200 мм), средние — до 4 т (D = 250...500 мм), крупные — до 15 т (D = 630...1250 мм) и тяжелые — до 400 т (D= 1600...4000 мм).

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

На средних станках производят 70...80 % общего объема токарных работ. Эти станки предназначены для чистовой и получистовой обработки, а также для нарезания резьб разных типов и характеризуются высокой жесткостью, достаточной мощностью и широким диапазоном частот вращения шпинделя и подач инструмента, что позволяет обрабатывать детали на экономичных режимах с применением современных прогрессивных инструментов из твердых сплавов и сверхтвердых материалов. Средние станки оснащают различными приспособлениями, расширяющими их технологические возможности, облегчающими труд рабочего и позволяющими повысить качество обработки; они имеют достаточно высокий уровень автоматизации.

Крупные и тяжелые токарные станки применяют в основном в тяжелом и энергетическом машиностроении, а также в других отраслях для обработки валков прокатных станов, железнодорожных колесных пар, роторов турбин и др.

Кинематическая схема токарно-винторезного станка модели 16К20. Привод главного движения в подавляющем большинстве современных токарно-винторезных станков состоит из односкоростного (реже многоскоростного) асинхронного электродвигателя трехфазного тока и ступенчатой механической коробки скоростей. От электродвигателя Ml с nдв = 1460 мин-1 (рис. 4.3) через клиноременную передачу с диаметром шкивов 140 и 268 мм вращается вал I коробки скоростей, на котором установлены свободно вращающиеся зубчатые колеса с числом зубьев z = 56 и z = 51 для прямого вращения шпинделя (по часовой стрелке) и z = 50 для обратного вращения (против часовой стрелки).

Рис. 4.3. Кинематическая схема токарно-винторезного станка модели 16K20

Включение прямого или обратного вращения шпинделя осуществляется с помощью фрикционных муфт Мф1 и Мф2. Вал III получает две скорости вращения через колеса z = 34 или z = 39. Далее при помощи зубчатых колес z = 29, z = 21 или z = 38 и сцепляющихся с одним из соответствующих венцов z = 47, z = 55 или z = 38 и образующих тройной блок, приводится во вращение вал IV. С этого вала вращение может передаваться непосредственно на шпиндель: через зубчатые колеса z = 60 или z = 30 на блок с z = 48, z = 60 или через валы V и VI, образующие вместе с зубчатыми колесами переборную группу. В этом случае вращение передается зубчатыми колесами z = 45 или z = 15 (на валу IV), сцепляющимися с одним из венцов блока z = 45, z = 60 (на валу V), и парами колес 18/72 и 30/60.

Минимальная и максимальная частоты прямого вращения шпинделя 12.5-1 и 1600-1 соответственно.

В зависимости от вариантов включения зубчатых колес в коробке скоростей можно получить 22 значения частот вращения шпинделя.

Перемещение суппорта обеспечивает движение подачи (вращение) инструмента в процессе резания. Это вращение осуществляется или непосредственно от шпинделя, или через звено увеличения шага, расположенное в коробке скоростей и имеющее три передаточных отношения. Далее вращение передается через механизм реверса, сменные колеса К, L, М, N, которые могут образовывать двухпарную гитару и однопарную гитару с паразитным колесом, коробку подач и механизм передач на фартук. Механизм реверса состоит из зубчатых колес z = 30, z = 25 и z = 45, смонтированных на валах VIII, IX, X. Коробка подач имеет две основные кинематические цепи: одну — для нарезания дюймовых и питчевых резьб, а другую — для метрических и модульных. Вторая кинематическая цепь, идущая через муфты Мф4 и Мф5, используется также и для передачи движения на ходовой валик, но при выключенной муфте Мф6.

Быстрые перемещения суппорта осуществляются от отдельного электродвигателя М2 через ременную передачу, вращающую ходовой валик.

Контрольные вопросы

  1. Расскажите о конструктивной компоновке токарно-винторезного станка,
  2. Покажите на кинематической схеме токарно-винторезного станка модели 16К20 (см. рис. 4.3) цепи: максимальной и минимальной частоты вращения шпинделя, минимальной продольной подачи суппорта.
  3. Рассчитайте по кинематической схеме станка мод.16К20 максимальную продольную подачу.

Рейтинг@Mail.ru