Токарные станки разновидности. Револьверные токарные станки

07.09.2019Рубрика: Автобизнес

Всё оборудование на предприятиях проходит обязательную классификацию по мощности двигателя, времени его допустимой работы и прочим техническим характеристикам. Классификация токарных станков по металлу проводится ещё по нескольким критериям:

классу точности;
весу;
степени автоматизации;
гибкости производственной системы;
специальному назначению в обработке металла;
универсальности или узкой направленности агрегата в выполнении операций по металлу.

Для обработки металла используется целый ряд токарных станков. По классификации ЭНИМС все виды токарных станков по металлу относятся к 1 группе. Оборудование делится на группы, всего их 9. Группы объединяют оборудование, предназначенное для обработки металла, по конструкции и назначению.

От задач, которые выполняются на конкретном станке и тяжести деталей, зависит, в каком режиме он работает, что влияет на количество автоматических функций станка и его комплектацию. От этого зависит и разбивка оборудования на группы.

Нет такой задачи по обработке металла, которую невозможно выполнить на токарном станке в ручном или автоматическом режиме. Но есть ещё и группы вспомогательных станков с ограниченными возможностями, предназначенными для выполнения узкого спектра задач, а есть почти универсальные, такие как винторезные. Их возможности ограничиваются весом и размером обрабатываемых деталей.

К 1 группе относятся токарные станки по металлу:

одношпиндельные автоматические и полуавтоматические.
многошпиндельные автоматические и полуавтоматические.
револьверные многошпиндельные автоматические токарные установки.
сверлильно-отрезные;
карусельные;
винторезные;
многорезцовые;
специализированные;
разные.

Подгрупп в 1 группе токарного оборудования тоже получилось 9, как и групп классификации станков по металлу. Виды токарных работ самые разнообразные, но обойтись при работе по металлу без остальных станков практически невозможно. К ним относятся:

сверлильные и расточные, относящиеся ко 2 группе.
шлифовальные, полировальные, доводочные – 3 гр.
комбинированные – 4 гр.
для обработки резьбы и зубчатых поверхностей – 5 гр.
фрезерные – 6 гр.
строгальные, долбёжные, протяжные – 7 гр.
разрезные – 8 гр.
самая широкая группа № 9 – разные. в этой группе собрано оборудование для обработки труб и муфт, обдирочные агрегаты, испытательные, делительные, балансировочные.

Расшифровка обозначений по классификации ЭНИМС токарных станков по металлу

Токарные станки получили место в верхней строчке таблицы потому, что остальные станки по металлу производят для них заготовки или выполняют последующие работы, после токарных операций.

Как работает токарный станок

Принцип работы токарного станка заключается в следующем:

вращение заготовки на станке осуществляет шпиндель или планшайба, которые получают вращение через коробку скоростей, ременную передачу от электродвигателя;
амплитуду подач определяет скорость суппорта с закреплёнными резцами в резцедержателе;
независимо от типа автоматизации станка – автоматического или полуавтоматического, он может быть с горизонтальной или вертикальной компоновки. Такую классификацию токарные станки получили от положения шпинделя, от которого зависит положение заготовки при обработке.
на вертикальных станках ведутся работы по металлу на тяжёлых широких, но не длинных деталях.
длинные детали с небольшим и средним диаметром обрабатываются в горизонтальном положении.

Чем больше на станке возможностей для установки дополнительного оборудования, тем шире его технологические возможности.

Схемы популярных станков

Как видно по схеме, токарно-винторезные станки стоят на 6 позиции 1 группы. Но встречаются они более часто, чем остальные ввиду их постоянной необходимости на предприятиях и в экспериментальных цехах, специализирующихся на обработке металлических деталей.

Токарно-винторезный 16К20 применяется для выполнения основных токарных работ различной сложности. Базовая модель производится в 4 вариантах. Разница станков в расстоянии между центрами. В различных модификациях этот промежуток может быть 71, 100, 140 и 200 см. Подобное варьирование рабочей длины повлекло за собой и другие конструктивные изменения для упрощения в обработке однотипных по весу, длине или диаметру деталей. На базе 16К20 разрабатывались и другие модели. Их буквенное обозначение указывает на модернизацию базовой модели:

16К20Г — с выемкой в станине.
16К25 – облегчённая модель, предназначенная для изготовления деталей из заготовок диаметром до 50 см. Расположение заготовки над станиной — горизонтальное.
16К20П – имеет повышенный класс точности, благодаря специальным подшипникам.
16К20Ф3 — с числовым программным управлением.

Видео 16К20Ф3

На этой основе создаются и другие токарно-винторезные модели для обработки металла. Схема станков общая, но при необходимости она дополняется необходимыми заказчику функциями. На станках, выполненных на основе 16К20 можно обрабатывать металлы разной степени податливости к обработке, в том числе и из закалённого металла. Мощность привода регулируется, при работе с твердыми сплавами возрастают энергетические затраты оборудования.

Больше всего операций по обработке металла выполняется на токарно-винторезных станках, у которых схема компоновки имеет довольно сложную конструкцию.

Основные узлы токарного станка:

станина;
фартук;
шпиндельная (передняя) бабка;
суппорт;
задняя бабка.

На первый взгляд основных деталей немного, но для управления ими, в конструкции токарного оборудования имеется:

фрикционная муфта отвечает за вращение шпинделя;
вариаторы предназначаются для изменения частоты вращения шпинделя;
автоматические выключатели;
рукояти, маховики, зажимы для ручного перемещения, закрепления и включения механизмов.

Типы токарных станков отличаются друг от друга по назначению, технических характеристик, компоновке и др.

Обозначение точности

Точность станков по ЭНИМС указывается в названии в конце аббревиатуры кириллическими буквами:

Н – указатель нормальной точности;
П – говорит о повышенной точности станка;
В – обозначает высокую точность;
А – обозначение особо высокой точности;
С – станок с сверх точности.

Классификация по весу:

Лёгкими считаются токарные станки с весом до 1 тонны — (< 1 т);
К средним относятся агрегаты от 1 до 10 тонн, в этой категории находятся винторезные — (1-10 т);
Тяжёлые – это те станки, масса которых превышает 10 тонн — (>10 т);
С весом свыше 100 тонн – это станки уникальные — (>100 т).

В скобках дано обозначение, которое встречается в маркировке станка.

Описание некоторых групп токарных станков

Лобовые станки

Токарные лобовые станки созданы для изготовления деталей до 4 метров в диаметре. Назначение станков, имеющих такие технические характеристики, для вытачивания на них цилиндрических и конических деталей. Но так же на широких заготовках, размещаемых на планшайбе, могут проводиться и другие работы по металлу, такие как нарезание бороздок, выборка фасок и многое другое. На лобовых станках производятся тяжёлые и разнообразные работы, что накладывает отпечаток на его технические характеристики. по сравнению с лобовыми имеют более сложную конструкцию.

Рабочая часть лобового станка состоит из:

плиты;
суппорта и его основания;
передней и задней бабок;
планшайбы.

Токарно-карусельные станки

Схема карусельных станков немного сложнее. Он имеет:

станину;
планшайбу;
пульт управления;
револьверную головку с несколькими позициями (например, 5);

вертикальным револьверным суппортом;
двумя коробками передач;
траверсами;
боковым суппортом;
1 или 2 стойками (в зависимости от конструкции и назначения):
маховичком и боковым маховичком;
держателем резцов на 4 предмета.

На токарно-карусельных станках обрабатываются детали диаметром от 2 метров. Каждая из моделей токарно-карусельных станков может обрабатывать заготовки различного диаметра. Увеличение диаметра заготовки в 1,26 раза требует увеличения рабочей площади станка. Массово производились 6 видов карусельных станков, со схожими технические характеристики, которые могли обрабатывать заготовки следующих размеров:

2-метровые;
2 м 52 см;
3 м 18 см;
5 м 4 см;
6 м 35 см.

При необходимости производства деталей превышающих показатель 6,35 метра, на заказ изготавливаются специализированные станки с уникальными техническими характеристиками. Высчитать необходимый размер рабочей площади следующей в ряду модели не сложно, достаточно предыдущее значение умножить на 1,26.

Револьверные токарные станки

На токарно-револьверном оборудовании изготавливаются детали из заготовок прутков. На станках имеется возможность изготавливать детали сложной формы по индивидуальному чертежу. Классификация револьверных станков осуществляется в зависимости от способа крепления заготовок на шпинделе:

прутковый;
патронный.

Почти все операции, что выполняют токарно-винторезные станки, можно производить и на револьверном, с той только разницей, что в револьверной головке поперечных суппортов можно закрепить сразу несколько инструментов, в необходимой для работы последовательности. Токарно-винторезные станки такой возможности не имеют, все последующие виды обработки проводятся на них после смены резца по окончанию предыдущей операции. Делать работу инструментами можно поочерёдно, а некоторые операции могут проводиться параллельно друг другу.

Револьверные головки некоторых станков этого типа устроены так, что одно гнездо может удержать сразу несколько резцов. Ход каждого инструмента ограничивается упором. Кроме ограничения хода, они выполняют функцию выключателя передач суппорта. Отработав, запрограммированный цикл, головка проворачивается и в рабочем положении устанавливает необходимый на следующем этапе инструмент.

Видео обработки детали

На примере схемы 1Г340П видно, что по своей компоновке револьверные станки такие же, как токарно-винторезные. Схоже и назначение станков этих видов.

Револьверные станки могут оснащаться головками, вращающимися в горизонтальной или вертикальной плоскости. Автоматические и полуавтоматические станки имеют похожие настройки револьверной головки перед работой. В этой категории токарного оборудования имеется еще классификация по количеству шпинделей в конструкции станка.

Металлорежущие станки с программным управлением представляют собой самую разнообразную и совершенную группу машин, в которой широко используются средства автоматики и электроники, электрические, механические, гидравлические, пневматические и другие устройства. Тип станка определяется выбранным технологическим процессом механической обработки, схемой резания и применяемым инструментом. Схемы резания определяют кинематические связи между инструментом и заготовкой, при этом должны быть обеспечены необходимые требования чертежа: точность и заданная шероховатость обработки поверхности, а также производительность и экономичность обработки. Настройка станка заключается не только в сообщении его исполнительным органам согласованных взаимосвязанных движений, но и в задании наивыгоднейших режимов резания. Процесс обработки (цикл) записывают в программоносителе станка, при этом корректируют режимы резания, учитывая характеристики станка. Рекомендуемые скорость резания, сила и мощность резания определяют по известным эмпирическим формулам из курса «Резание металлов» или по специальным картам технологических нормативов, имеющимся, например, в работе. Снятие стружки на станках осуществляется рабочими движениями, к которым относятся главное движение и движения подачи.

В токарных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных станках главное движение - вращательное, в строгальных, долбежных, протяжных станках - возвратно-поступательное. Главное движение сообщается инструменту (например, во фрезерных, сверлильных, поперечно-строгальных станках) или заготовке (например, в токарных, продольно-строгальных станках). Движение подачи сообщается инструменту или заготовке. Для обработки некруглых отверстий любой формы в токонепроводящих материалах, обладающих высокой твердостью, применяют ультразвуковые станки, в которых инструмент имеет колебательное движение высокой частоты вдоль своей оси.

В каждом станке имеются и вспомогательные движения. К ним относятся движения: транспортирования и закрепления заготовки, подвода и отвода инструмента, включения, выключения, переключения скоростей и подач и т. д. Если рабочие движения автоматизированы, то вспомогательные движения можно осуществлять как автоматически, так и вручную. В некоторых станках для получения заданной формы и конфигурации детали используют дополнительные формообразующие движения, кинематически связанные с основными движениями станка (например, движение образования винтовой поверхности при фрезеровании резьб, движение обката при нарезании зубчатых колес, червяков, шлицевых валов в зубообрабатывающих станках). Основные типы, параметры станков и размеры станков с ЧПУ должны соответствовать требованиям ГОСТ 21608-76-ГОСТ 21613-76. В стандартах указаны направления координатных осей, дискретность задания перемещений по осям, конусности шпинделей.

Некоторые виды станков и направления движений рабочих органов представлены на рис. 1.

Токарные станки (рис. 1, а). Ось X перпендикулярна оси шпинделя, ось Z параллельна ей.

Фрезерные станки (рис. 1, б). Обрабатываемая заготовка устанавливается на столе станка и совершает движения формообразования по трем координатам X, У и Z или по двум координатам X и Y, а по третьей координате движение осуществляет инструмент, установленный в шпинделе станка.

Сверлильные станки (рис. 1, в). В станках вместо привычных форм шпинделей появились револьверные головки для автоматической смены инструмента, крестовые столы и инструментальные магазины.

Горизонтально-расточные и координатно-расточные станки (рис. 1, г) с инструментальным магазином объединили в себе эксплуатационные качества целого ряда станков обычного исполнения.

Многооперационные станки (рис. 1, д) обеспечивают выполнение многих технологических операций при обработке сложных деталей с разных сторон без их перебазирования и, как правило, с автоматической сменой инструмента. Использование многооперациоиных станков позволяет упростить технологический процесс изготовления деталей: обработку можно вести за один уставов. Производительность труда на многооперационных станках в 4 - 10 раз выше, чем на универсальных.

Основные детали и механизмы станков. Можно назвать три основные группы узлов, определяющих вид, размеры и тип станка.

Корпусные (базовые) узлы - станины, стойки, колонны, поперечины, которые определяют основу станка и взаимное расположение всех узлов.
Узлы для закрепления заготовки - стол, передняя и задняя бабки или ползун, которые определяют характер движения обрабатываемой детали.
Узел закрепления инструмента (позиционер) - суппорт, револьверная головка, бабка инструментального шпинделя, которые определяют расположение по отношению к обрабатываемой детали и характер движения инструмента. В современных станках широко применяют унифицированные узлы, блоки, модульные конструкции, которые используют в станках разного назначения! токарных, фрезерных, сверлильных и в других, что удешевляет производство станков, их эксплуатацию и ремонт. Назовем основные унифицированные узлы: автоматические коробки скоростей (АКС), механические вариаторы, комплектные электроприводы с асинхронными электродвигателями и электродвигателями постоянного тока, электромагнитные и тормозные муфты, передачи винт-гайка качения, беззазорные редукторы, гидростатические передачи, гидропанели, системы смазывания и охлаждения, инструментальные головки и блоки, револьверные головки, резцедержатели, устройства управления ЧПУ, устройства наладки инструментов вне станка и др.

Рабочие органы управления станков с ЧПУ выполняют в вида электрических кнопок, тумблеров, переключателей. Эти органы совместно с сигнализирующей аппаратурой позволяют выполнять работы как в автоматическом (от программоносителя), так и в ручном режимах, и наблюдать за правильностью выполнения работ. Обычно станок с ЧПУ имеет два или три пульта управления. Один размещается на системе ЧПУ, второй (оперативный) располагается вблизи рабочих органов, третий пульт служит для включения станка и основных его систем, он может быть расположен вдали от рабочих органов станка.

Исполнительные механизмы приводов подач станков с ЧПУ предназначены для реализации точных перемещений рабочих органов на значительные расстояния, содержат замкнутые зубчатореечные, зубчато-червячные и шарико-винтовые передачи, в которых с помощью разветвленных кинематических цепей и нагрузочных устройств (суппортов, салазок, столов, стоек) обеспечивается их неразмыкание, автоматическая силовая выборка зазоров.

Перспективы развития станков с программным управлением. В одиннадцатой пятилетке будет продолжаться опережающий выпуск’станков’с ЧПУ. Технический уровень станков с ЧПУ повышается в результате применения базовых конструкций и соответствующей номенклатуры комплектного оборудования систем ЧПУ, модульных конструкций, стандартных и унифицированных узлов. Требования точности и повышение производительности, для обеспечения которых необходимы жесткость, виброустойчивость, быстроходность, долговечность, в современных высокопроизводительных станках достигаются применением пластиковых и гидростатических направляющих, портальных конструкций станин. Применение вертикальных компоновок станков (вместо горизонтальных) способствует уменьшению занимаемых площадей и лучшему удалению стружки из зоны резания.

Развитие программного управления будет идти по пути создания и более простых станков с упрощенными устройствами ЧПУ, а также с применением самоприспособляющихся (адаптивных) систем управления.

Современные станки должны быть приспособлены для работы в автоматических линиях. Промышленные роботы (манипуляторы) обеспечат погрузку, разгрузку, транспортирование и контроль на автоматизированных участках, управляемых от ЭВМ. Технологичность конструкций, удобство обслуживания, безопасность работы на станках, быстрота и удобство регулировок обеспечат высокие экономические и эксплуатационные характеристики станков.

Программное управление и системное проектирование электроприводов станков на базе интегральной технологии и больших интегральных схем позволяют создавать микро-ЭВМ (микропроцессор МП), состоящую из оперативного и управляющего устройств, предназначенную для автоматического выполнения последовательности операций по записанной в оперативной памяти программе, которая может изменяться. Программное управление обеспечивает логическую гибкость, т. е. возможность использовать МП для выполнения различных функций во многих областях, с изменением программы работы изменяется функционирование процессора.

Электроприводы станков с устройствами автоматики также будут охватывать широкий круг разнообразных простейших контролеров, необходимых для управления относительно несложными объектами, например, измерительными приборами и промышленными роботами, автоматизированными устройствами технического диагностирования станочного оборудования, что удешевит ремонт и эксплуатацию станков.

Современная техника требует от рабочего повышенной реакции, продуманности действий и, следовательно, значительного нервного напряжения. Поэтому на станкостроительных заводах уделяется повышенное внимание эргономике и архитектуре станков, т. е. созданию станков с совершенными внешними формами, окраской, удобным расположением механизмов управления и сигнализации.

Выполнение требований эргономики и технической эстетики способствует сохранению здоровья трудящихся и росту производительности труда. Поэтому большое внимание уделяется хорошей организации рабочего места, удобному расположению инструмента, созданию доступа к рычагам, кнопкам и другим органам управления машиной. Все это в конечном итоге способствует повышению работоспособности рабочего, безопасности работы и созданию хорошего настроения.

Станки с ЧПУ принято классифицировать по поколениям. Станки каждого поколения могут иметь право на существование исходя из экономической целесообразности. Станки первого поколения - универсальные, станки второго поколения представляют собой конструкции, специально разработанные для ЧПУ, и станки третьего поколения характеризуются возможностью обеспечения комплексной обработки.

Устройства ЧПУ станков характеризуют и по применяемой элементной базе, программоносителю, структуре устройства и приводу подач. При этом одно и то же устройство может быть отнесено к различным поколениям в зависимости от принятого классификационного признака. По признаку элементной базы, различают следующие четыре поколения: 1 - на полупроводниковых схемах; 2 - на интегральных схемах малой интеграции; 3 - на интегральных схемах средней интеграции (СИС - средние интегральные схемы); 4 - на интегральных схемах большой интеграции (БИС).

По признаку программоносителя различают три поколения:

1 - магнитная лента с записью программы унитарным кодом или фазомодулированным сигналом;
2 - перфолента пятидорожковая с записью программы в коде БЦК-5;
3 - перфолента восьмидорожковая с записью программы в коде ISO.

По признаку структуры различают три поколения:

1 - автономное устройство с постоянной структурой NC (Numerat Control);
2 - автономное устройство с переменной структурой CNC (Computer Numerat Control);
3 - центральная ЭВМ с периферийными устройствами DNC (Direct Numerat Control) - управление от одной ЭВМ.

По признаку привода подач различают следующие поколения: 1 - привод с максимальной частотой до 1000 Гц (шаговый с электродвигателями постоянного тока); 2 - шаговый с максимальной частотой 8000 Гц, частота приемистости (частота наброса) 2000 Гц; 3 - шаговый с максимальной частотой 16 000 Гц; 4 - привод от высокомоментных электродвигателей постоянного тока с тиристорными преобразователями и силовыми шаговыми электродвигателями с максимальной частотой 16 000 Гц.

Повышение частоты обеспечивает повышение скорости перемещения рабочих органов станка, а, следовательно, производительности. Повышение точности обработки обеспечивают уменьшением дискретности. В устройствах ЧПУ с приводом подачи четвертого поколения обеспечены дискретность 0,001 мм и скорость быстрого перемещения 10 м/мин. Однако известны устройства подачи при дискретности 0,001 мм и скорости быстрого перемещения до 20 м/мин.

Устройства с постоянной структурой выпускают для различных групп станков: токарных («Контур-2ПТ», Н-22), фрезерных («Контур-ЗП», Н-33), координатно-расточных («Размер-2М», П-33), шлифовальных (Ш-111М, П-111), электроэрозионных («Контур-2П-67»). Эти устройства имеют ввод кодированной программы на перфоленте.

Устройства с переменной структурой возникли позднее. Устройства с переменной структурой строятся на основе микро-ЭВМ либо микропроцессоров (класса СNС). Важной особенностью систем СNС является возможность хранения всей управляющей программы в памяти. Это позволяет выполнять редактирование программы непосредственно у станка.

Токарный станок – это универсальный агрегат, на котором можно вытачивать детали, сверлить отверстия, зенкеровать их, нарезать резьбу, а также выполнять многие другие операции. Если раньше станки можно было увидеть только на заводе, то в последнее время они уверенно завоевывают домашние мастерские, став вещью, обойтись без которой можно, но сложно.

Однако токарный станок – не дешевая покупка. Прежде чем его приобретать, стоит взвесить все «за» и «против», а главное – понять, какой именно станок вам нужен.

Конечно, крупногабаритные станки, какие используются на производстве, не влезут в мастерскую или гараж. Но это не нужно: существуют более компактные и простые модификации – настольные токарные станки по металлу, школьные станки, и мини-станки.

Как устроен токарный станок

Для начала – посмотрим на фото токарного станка по металлу и расскажем несколько слов о его устройстве.

Основа станка – это станина, как правило, отлитая из чугуна. На ней расположены все остальные элементы.

Заготовка детали укрепляется между передней (шпиндельной) бабкой, на которой расположен шпиндель, и задней бабкой. Шпиндель представляет собой металлический вращающийся вал с коническим отверстием в центре. В нем можно закрепить патрон для детали, планшайбу и другие необходимые приспособления.

Кроме того, на передней бабке есть коробка передач с рычагами для регулировки частоты вращения шпинделя.

Задняя бабка – узел, который нужен для фиксации детали с другой стороны. Также на ней можно устанавливать метчики, сверла, и другие инструменты, которые требуются для обработки детали. Для этого предназначена пиноль – цилиндр, в центре которого, как и у шпинделя, есть коническое отверстие.

Установленную на специальной плите, заднюю бабку можно передвигать вдоль станины. Таким образом можно отрегулировать расстояние между ней и шпинделем, и прочно зафиксировать заготовку детали. Подвижная задняя бабка нужна и тогда, когда требуется просверлить в детали сквозное отверстие.

Параллельно оси станка перемещается каретка, на которой укреплен суппорт. На суппорте стоит резцедержатель, головка которого способна поворачиваться и вести резец не только продольно, но и в поперечном направлении. Головку резцедержателя можно фиксировать под различными углами.

Основные параметры токарного станка

Как выбрать токарный станок? Есть важные характеристики, на которые следует обратить внимание.

Первый параметр — это расстояние между центрами передней и задней бабки (РМЦ). От него зависит наибольшая длина детали, которую можно обрабатывать на данном станке. Ось вращения между центрами является основной осью станка.

Второй параметр – максимальный диаметр обработки над станиной, измеряемый в миллиметрах. По нему определяют максимальный диаметр детали, которую можно установить в станок.

Наконец, важная характеристика — диаметр центрового отверстия шпинделя, куда можно установить заготовку. Особенно это важно при обработке прутковых деталей.

Как шпиндель, так и пиноль задней бабки должны быть хорошо отцентрованы и вращаться ровно, с минимальным биением. Для маленького домашнего станка это особенно важно.

Станина должна быть устойчивой и прочной, тогда вибрации, возникающие при работе станка, будут сведены к минимуму, и можно будет качественно обрабатывать на нем детали.

Хорошие станки оснащены коробкой передач на несколько скоростей (чаще всего – на две).

Некоторые станки имеют переключатель реверса. Реверс – это возможность менять направление движения резца. Такая функция бывает полезной во многих случаях.

Заглянув в инструкцию по эксплуатации токарного станка, предназначенного для работ по металлу, можно найти и другие технические характеристики:

Габариты (длина, ширина) и масса (в килограммах). Как правило, длина станков, которые можно поставить в своей домашней мастерской, не превышает 170 сантиметров, а ширина – 60 сантиметров. Весят «домашние» станки максимум 200 килограммов.

Мощность привода в киловаттах (до 0,6 кВт). Питающее напряжение в вольтах (В) и тип подключения к сети. К сожалению, не все станки работают от обычной трехфазной сети переменного тока.

Включение станка – осуществляется с помощью кнопки, а у некоторых моделей – с помощью реостата.

Число оборотов. У односкоростных станков оно варьируется от 0 до 1500 оборотов в минуту. У двухскоростных – 0-500 об/мин на первой скорости, и 0-2500 об/мин на второй скорости.

Дешевый или дорогой, простой или универсальный

Для работы дома лучше выбрать универсальный станок по металлу. Сложно угадать, что именно с его помощью придется изготавливать или ремонтировать – фронт работ у домашнего мастера очень широкий, и есть вероятность, что узкоспециализированный станок будет простаивать без дела.

Токарные станки различаются и по цене, и по оснащенности. Иногда не требуется тратить лишние деньги, чтобы приобрести дорогой станок с полным комплектом всевозможных приспособлений, ведь многие из них могут никогда не понадобиться. Целесообразнее купить более простой агрегат, а потом оснастить его теми устройствами, которые нужны вам.

Разновидности станков

Настольные, они же – токарные мини-станки по металлу. Обратите внимание, что некоторые модели этого типа выпускаются без задней бабки, что может существенно затруднить работу. В целом это станки наиболее простой конструкции: малые габариты, малый вес, достаточно легкая и неустойчивая станина.

Школьные станки, больше размером, чем предыдущие. У них имеется коробка передач на две скорости, и реверс.

Токарно-винторезные станки. Они больше подходят для гаража, чем для дома, имеют прочную станину, благодаря которой при работе почти не возникают ненужные вибрации.

Шпиндель в таких станках вращается почти без биения. Минусов у них только два: габариты и высокая цена.

Универсальные токарно-фрезерные станки.

Фото токарного станка по металлу

Используя токарный станок одной из современных моделей, можно выполнять достаточно большой перечень технологических операций по обработке металла. Но преимущественно на таком оборудовании выполняют обработку наружных и внутренних поверхностей заготовок, имеющих цилиндрическую, коническую и фасонную конфигурацию.

История появления и развития оборудования

По мнению историков, токарные станки (вернее, примитивные прародители подобных устройств) были изобретены и начали использоваться человеком еще в середине VII века до нашей эры. Конечно, такое устройство имело простейшую конструкцию, но позволяло эффективно выполнять обработку изделий из дерева или кости. Для того чтобы произвести такую обработку, в двух центрах, которые монтировались соосно друг с другом, зажималась деталь. Ее вращали вручную, а процесс резания осуществлялся при помощи ручного резца, которым манипулировал отдельный «оператор». Таким образом изделию придавалась требуемая форма и размеры.

Следующим этапом развития, которому подверглось оборудование токарной группы, стало оснащение его приводом, необходимым для придания детали вращательного движения. В качестве такого привода изначально использовалась тетива лука, которую петлей накидывали на обрабатываемое изделие. А чуть позже (в XIV столетии) был изобретен ножной привод для токарного оборудования.

Конструкция такого привода, очень напоминающего приводной механизм ножной швейной машины, состояла из закрепленной консольной деревянной жерди, соединенной с обрабатываемой деталью при помощи прочной веревки. При нажатии ногой на жердь веревка натягивалась, что приводило к вращению заготовки на 1–2 оборота. После того как нога убиралась с жерди, веревка освобождалась и устремлялась вверх, что влекло за собой вращение заготовки в другую сторону.

Несмотря на простую конструкцию, такие токарные станки уже позволяли выполнять обработку с достаточно высоким качеством. Их плюсом являлось и то, что обслуживание устройств было очень простым.

XVI столетия уже имел в своей конструкции люнет и центры, изготовленные из металла, что позволяло использовать его для обработки заготовок, отличающихся сложной конфигурацией. Однако по причине невысокой мощности такого устройства применять его для токарной обработки металлических заготовок было еще нельзя.

Сильный толчок история токарного станка получила в 1700-х годах, когда россиянином Андреем Нартовым было создано устройство, на которое установили механический суппорт. Следует отметить, что именно это новшество послужило сильнейшим толчком в развитии всего оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла. Серьезный вклад в развитие токарных агрегатов внесли французские инженеры, которые к середине XVIII столетия создали устройство, отличающееся высокой универсальностью. Уже к концу этого века во французской промышленности стал использоваться специализированный агрегат, на котором можно было выполнять нарезание резьбы на металлических винтах.

Токарные станки Модсли (нажмите, чтобы увеличить)

По-настоящему прорывным в развитии токарного оборудования принято считать 1794-й год, когда Генри Модсли создал станок, послуживший базой для дальнейшего развития всех токарных агрегатов. Что примечательно, предприятие, основанное Модсли, занималось также производством плашек и метчиков, с помощью которых на его оборудовании выполняли нарезание резьбы.

О том, чтобы автоматизировать токарный станок, стали задумываться в XIX веке, и пальма первенства в этом вопросе принадлежит американским инженерам. Данный процесс шел по пути оснащения агрегатов дополнительными элементами автоматизации, что в итоге привело к созданию первого станка с револьверной головкой. Именно на базе таких устройств в дальнейшем и стали создавать универсальные станки-автоматы, первый из которых (станок Спенсера) был представлен общественности в 1973 году.

Классификация токарного оборудования

Которая была разработана еще в советское время, причисляет такие агрегаты к первой категории оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла. Согласно данной классификации, все виды токарных станков причисляются к одной из следующих категорий:

автоматические и полуавтоматические токарные агрегаты с одним шпинделем;
многошпиндельные станки: автомат и полуавтомат;
револьверные модели;
станки отрезной группы;
карусельные модели;
лобовое и винторезное оборудование;
многорезцовые и полировальные агрегаты;
специализированные станки, которые могут быть обычными и автоматическими;
устройства специального назначения.

По степени точности обработки производятся следующие типы токарных станков:

особой точности - С;
высокой точности - В;
нормальной точности - Н;
особо высокой точности - А;
повышенной точности - П.

От того, к какой категории принадлежит токарный станок, зависят его функциональные возможности, и, соответственно, сфера применения. Узнать об основных технических возможностях станка можно и по его маркировке, которая включает в себя следующее:

начальную цифру «1», свидетельствующую, что это именно токарный станок, а не какой-либо другой;
вторую цифру, указывающую на тип, к которому относится токарный агрегат;
третью цифру (а в некоторых моделях и четвертую) - это самый основной параметр станка, который характеризует высоту его центров.

Расшифровка маркировки токарных станков (нажмите, чтобы увеличить)

Присутствуют в маркировке таких агрегатов и буквенные обозначения, которые определяют его конструктивные особенности: уровень его автоматизации, точности, модификацию, оснащенность системой ЧПУ. К примеру, маркировка модели токарного станка 1И611П расшифровывается следующим образом: буква «И» говорит о том, что это устройство токарно-винторезной группы; буква «П» - станок повышенной точности; высота центров у данной модели соответствует значению 110 мм. Догадаться о том, какой категории перед вами токарный станок, можно и по фото модели.

Типы токарного оборудования

Предназначены для изделий, обрабатывать у которых необходимо несколько поверхностей, используя различные инструменты. Чтобы не выполнять установку и настройку каждого инструмента, на таких станках устанавливаются револьверные головки, в которых может быть предусмотрено два и более гнезда для размещения инструментов. Конечно, обслуживать такой токарный станок значительно сложнее, чем обычную модель, но это полностью компенсируется функциональностью этого агрегата. К примеру, популярными моделями подобных станков являются 1Е316П, 1Г340ПЦ, 1П371, 1А341.

Карусельный станок — одна из разновидностей станков токарной группы

Карусельные станки токарной группы предназначены для выполнения обработки заготовок, характеризующихся небольшой длиной, значительной массой, большим внешним диаметром. К ним относятся габаритные зубчатые колеса, маховики и др. Функциональные возможности таких токарных станков (например, моделей 1512, 1541, 1550, 1Л532 и прочих) позволяют выполнять на них различные : точение, растачивание, прорезывание канавок, обработку торцов и др. А если дооснастить такие токарные агрегаты дополнительными приспособлениями, то они станут еще более универсальными: с их помощью можно будет выполнять некоторые фрезерные операции, нарезать резьбу, осуществлять шлифовку и производить ряд других технологических действий.

Многошпиндельные станки, относящиеся к токарной группе, необходимы для выполнения сложнейших технологических операций в условиях серийного производства. Заготовки, которые можно обрабатывать на таких станках, могут иметь форму труб, шестигранных, квадратных и круглых прутков, фасонного профиля и др. Отличается подобная техника высокой жесткостью своей конструкции и мощным приводом, что позволяет выполнять с ее помощью обработку с высокой производительностью.

Что важно, такая сложная и функциональная техника обслуживается точно так же, как и станок обычной модели. Перечень технологических операций, которые можно выполнять на подобном агрегате, достаточно обширен: растачивание, черновое и фасонное обтачивание, нарезание и накатывание резьбы и др. Наиболее популярными моделями подобного токарного оборудования являются станки 1П365 и 1Б140.

Распространенными моделями станков для токарной обработки, которые завоевали широкую популярность еще во времена СССР, являются токарно-винторезные устройства. Свою популярность такие станки, которые можно встретить не только практически на любом промышленном предприятии, но и в школьных мастерских, завоевали благодаря тому, что с их помощью можно эффективно выполнять большой перечень технологических операций.

Каждый такой станок, вне зависимости от модели, имеет типовую конструкцию, состоящую из однотипных узлов. Наряду со своей функциональностью, токарно-винторезные модели токарных станков отличаются высокой безопасностью, простотой в работе и обслуживании, что и дает возможность использовать их в качестве агрегатов для оснащения школьных мастерских еще со времен СССР. Наиболее известными и популярными моделями такого токарного оборудования являются станки 16К20, 16К50, 16Б16А и 16П16П.

На предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями и использующими в производстве заготовки из фасонных профилей и калиброванных прутков, активно применяются токарные автоматы. Такие станки, на которых преимущественно выполняют операции точения в продольном направлении, с одинаковым успехом справляются с обработкой заготовок из различных металлов: сверхтвердых сплавов, мягкой меди и др.

На отечественном рынке токарные станки представлены в основном моделями зарубежных производителей (Япония, Южная Корея и др.). Есть и отдельные модели отечественного производства, например 1М10ДА.

Особенности конструкции станков токарной группы

Все станки, предназначенные для выполнения и других материалов, имеют в своей конструкции типовые конструктивные элементы:

станину - несущий элемент токарного агрегата, на котором устанавливаются все элементы его конструкции;
фартук (в данном элементе токарного станка происходит преобразование движения валика или ходового винта в перемещение его суппорта);
, на которой размещается шпиндель устройства, а в ее внутренней части располагается коробка скоростей;
суппорт (в данном элементе станка закрепляется режущий инструмент, также суппорт нужен для того, чтобы обеспечить продольную и поперечную подачу инструмента, совершаемую с заданными параметрами; в конструкции суппорта обязательно присутствует нижняя каретка, а у отдельных моделей их несколько, на верхней из которых крепится держатель для токарного инструмента);
коробку подач (при помощи данного конструктивного элемента передается движение от ходового винта или валика на суппорт станка);
электрическая часть конструкции станка, включающая в себя приводной электродвигатель, мощность которого у разных моделей станков может серьезно варьироваться, а также элементы, с помощью которых обеспечивается управление электрооборудованием устройства (естественно, данная часть токарного агрегата должна отвечать требованиям безопасности).

Все элементы конструкции станка опираются на две тумбы, которые выполняют несущую функцию, а также обеспечивают размещение заготовки на удобной для оператора высоте. Такие тумбы, отличающиеся массивностью своей конструкции, можно увидеть на фото токарного станка любой модели.

Основная часть конструктивных элементов токарного оборудования унифицирована, что позволяет оперативно и с минимальными затратами выполнять их техническое обслуживание и ремонт.

Токарные станки предназначены главным образом для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и обработки торцовых поверхностей деталей типа тел вращения с помощью разнообразных резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков и плашек.

Применение дополнительных специальных устройств (для шлифования, фрезерования, сверления радиальных отверстий) значительно расширяет технологические возможности станков данной группы.

Токарные станки могут иметь горизонтальную или вертикальную компоновку в зависимости от расположения шпинделя.

Основные параметры токарных станков -- наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над станиной, и наибольшее расстояние между центрами. Важным параметром станка является также наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над поперечными салазками суппорта.

Токарные станки отечественного производства имеют цифровое обозначение моделей. Первая цифра 1 в обозначении модели показывает, что станок относится к токарной группе. Вторая цифра указывает на типы станков в группе: 1 -- одношпиндельные автоматы и полуавтоматы, 2 -- многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, 3 -- револьверные станки, 4 -- сверлильно-отрезные, 5 -- карусельные станки, 6 -- токарно-винторезные станки, токарные и лоботокарные, 7 -- многорезцовые, 8 -- специализированные станки, 9 -- разные токарные станки.

Две последние цифры определяют важнейшие технические параметры станка: высоту центров над станиной для токарно-винторезного станка, наибольший диаметр обрабатываемого прутка для токарно-револьверного и т.д. Наличие буквы после цифры указывает на модернизацию станка, т.е. на обновление конструкции. Буква (Н, П, В, А, С) в конце цифрового обозначения модели означают точность станка. Например, в обозначении токарно-винторезного станка 16К20П цифра 1 означает группу токарных станков, цифра 6 -- тип станка (следовательно, к этому типу относится токарно-винторезный станок), буква К -- модернизацию станка, цифра 20 -- высота центров (см), буква П указывает, что станок повышенной точности.

Впервые серийный выпуск токарно-винторезных станков в нашей стране был налажен в 1929 году на Московском заводе “Красный пролетарий”. Это был ТН-20, тихоходный, маломощный станок со ступенчато-шкивным приводом для обработки деталей до 400 мм.

В 1932 году на смену пришёл ДИП-200, а с 1954г. начат выпуск станков модели 1К62 и его быстроходного исполнения 1М620. Сейчас они модернизированы. Характерными размерами токарных станков является максимальный диаметр обработки над станиной, который колеблется от 100 до 6300 мм и максимальная длина обработки (от 125 до 20000 мм).

Кинематическая структура токарных станков содержит кинематические цепи привода вращения шпинделя и привода продольной и поперечной подачи.

Реверсирование шпинделя выполняется электродвигателем, а включение и реверсирование подач - механизмами, расположенными в фартуке. токарный станок револьверный одношпиндельный

Перемещение поворотных салазок, используемое для точения конусов и пиноли задней бабки - ручное, только в крупных станках эти движения механизированы.

При токарно-винторезном использовании станка добавляется винторезная формообразующая кинематическая цепь, связывающая вращение шпинделя с продольной подачей от ходового винта. Подача при этом включается разъёмной гайкой М Г.

Реверсирование шпинделя вместе с винторезной цепью в этом случае в большинстве станков передаётся от электродвигателя специальному реверсивному механизму с фрикционными муфтами, т.к. при нарезании резьбы реверсирование требуется частое.

В современных токарных станках имеется приводная цепь быстрых перемещений, сопрягаемая с цепью рабочих подач обгонной муфтой.

1 - станина; 2 - передняя бабка с коробкой скоростей; 3 - задняя бабка; 4 - фартук; 5 - коробка подач; 6 - суппорт. У него N = 10 кВт; z = 23; n = 12,5-2000 об/мин

Токарно-винторезный станок модели 1К62, например, предназначен для обработки деталей с диаметром над станиной до 400 мм и длиной до 710, 1400 и 3000 мм.

Станок мод. 1К620 является быстроходным вариантом станка мод. 1К62 с бесступенчатым регулированием частот вращения. Вместо первых двух групповых передач привода шпинделя в этом станке поставлен механический бесступенчатый вариатор с раздвижными коническими шкивами и широким клиновидным ремнём. Его диапазон регулирования Д б = 4. Четыре ступени переборной группы включая прямую передачу на шпиндель, расширяют диапазон регулирования, обеспечивая n = 12,5 … 3000 об/мин.

Управление вариатором выполняется включением электродвигателя Д У с N=0,5 кВт, вращающего барабанный кулачок К раздвижения шкивов. От ведомого вала вариатора получает вращение таходинамо Т д, скорость вращения которого регистрируется стрелкой вольтметра В. Она показывает по четырём шкалам, соответствующим четырём механическим ступеням фактическую частоту вращения шпинделя. В станке 1К620 механизирована подача верхней поворотной части суппорта для обеспечения точения конусов. Всё остальное унифицировано со станка 1К62.

Лоботокарные станки предназначены для токарной обработки тяжёлых деталей большого диаметра, но небольшой длины. Передняя бабка лоботокарных станков монтируется на одной станине с суппортом, а у более крупных станков - на отдельном фундаменте. Заготовка крепится на планшайбе или в четырёх кулачковом патроне.

Недостатки: 1) Не удобство установки и выверки тяжёлых заготовок на вертикальной плоскости планшайбы; 2) Неблагоприятные условия работы подшипников короткого, тяжело нагруженного шпинделя. (Поэтому эти станки вытесняются карусельными.)

Преимущества: Они проще, дешевле карусельных станков и применяются в индивидуальном и мелкосерийном производстве на обдирке и при обработке не очень точных деталей.

Специализированные токарные станки . Наибольшее распространение получили следующие специализированные токарные станки: 1. Многорезцовые 2. Вальцетокарные 3. Для обработки коленчатых валов 4. Слиткообдирочные 5. Колесотокарные и осетокарные для ж/д транспорта. 6. Трубо- и муфтообрабатывающие 7. Бесцентровообдирочные 8. Резьбообрабатывающие 9. Токарно-затыловочные

Вальцетокарные станки предназначены для обработки прокатных валов с диаметром до 2 м и длинной до 8 м. Они выполняются очень жёсткими, т.к. служат для обработки как гладких, так и ручьевых сырых и закалённых валов не только продольной или криволинейной подачей по периметру ручьёв, но и поперечным врезанием очень широкого (до 250 мм) фасонного быстрорежущего резца.

Слиткообдирочные станки - для обдирки некрупных четырёх или многогранных слитков, перед их поступлением в прокатку. Они имеют возвратно-поступательное движение резца и его качение вокруг режущей точки для сохранения нормальных углов резания.

Станки для токарной обработки коленчатых валов бывают нескольких видов:а) для обработки средних коренных шеек и их щёк, с приводом от обоих крайних коренных шеек; б) для обработки в центрах обоих крайних коренных шеек, с приводом от средней обработанной коренной шейки через разъёмную шестерню; в) для обработки шатунных шеек и их щёк, с приводом от обоих крайних шеек, смещённых от оси вращения на величину их эксцентриситета; г) для одновременной обработки всех шатунных шеек и их щёк. В этом случае коленчатый вал вращается вокруг оси коренных шеек, а суппорты вращения синхронно с ним, но вокруг оси, смещённой на величину эксцентриситета шатунных шеек. Резцы при этом остаются горизонтальными. Для обработки тяжёлых коленчатых валов применяют станки, на которых заготовки закрепляют неподвижно в люнетах, а вращение, движение подач и установочные движения сообщаются охватывающим резцовым головкам. Обработка ведётся последовательно всех шеек.

Трубо- и муфтообрабатывающие станки - обрабатывают концы труб и муфт и нарезают на них соединительную коническую резьбу.

Безцентровообдирочные валотокарные станки предназначены для обработки длинных валов и обдирки прутков для последующей их обработки на револьверных станках и токарных автоматах. Обработка не вращающегося вала ведётся двумя вращающимися резцовыми головками - обдирочной и чистовой. Подача прутка выполняется роликами. Концы обрабатываемого вала поддерживаются тележками.