Токарно-винторезный станок и его основные узлы

Любой токарно-винторезный станок (настольный, универсальный, с ЧПУ) представляет собой оборудование, с помощью которого выполняется обработка точением изделий из металла и иных материалов.

1 Устройство токарно-винторезного станка – основные узлы и механизмы

Универсальные токарно-винторезные агрегаты дают возможность осуществлять такие виды металлообрабатывающих операций, как:

  • развертывание отверстий;
  • обточка и расточка фасонных, конических, цилиндрических поверхностей;
  • зенкерование;
  • обработка и подрезка торцов;
  • нарезание резьбы;
  • сверление.

На фото - универсальный токарно-винторезный станок, x-profil.ru

Все станки данной группы имеют идентичное устройство. Их основными сборочными единицами являются следующие узлы:

  • суппорт;
  • передняя и задняя бабка;
  • коробка скоростей;
  • станина;
  • шпиндель;
  • электро-пусковое оборудование;
  • тумбы;
  • гитары шестерен сменного типа;
  • ходовой валик;
  • фартук;
  • коробка подач;
  • ходовой винт (именно его наличие отличает токарно-винторезный агрегат от обычного токарного).

Примечательно, что все составные элементы рассматриваемых станков имеют не только одинаковое назначение и наименование, но и располагаются на одних и тех же местах.

Это означает, что агрегат 16К20, выпускавшийся комбинатом "Красный пролетарий" в 1970-х годах, и станок 1К62Д от челябинского ОАО "Станкомаш" похожи друг на друг, как два брата. Даже схема токарно-винторезного станка с числовым программным управлением (например, станка 16А20Ф3) отличается от более старых моделей лишь наличием этого самого ЧПУ.

Фото токарно-винторезного станка 16К20, ru.wikipedia.org

Кроме основных узлов, агрегаты токарно-винторезной группы располагают рядом управляющих рукояток, с помощью которых оператор выполняет свою работу на станке. Существуют следующие рукоятки:

  • изменения частоты вращения шпинделя;
  • задания шага и подачи нарезаемой резьбы;
  • установки увеличенного либо нормального шага резьбы;
  • передвижения (продольного и поперечного) салазок;
  • передвижения верхних салазок;
  • запуска и отключения ходового винта (его гайки);
  • выбора направления выполнения резьбы (право- либо левозаходной);
  • запуска и отключения основного электрического двигателя;
  • фиксации пиноли;
  • запуска автоматической продольной подачи;
  • передвижения пиноли (эту рукоятку обычно называют штурвалом);
  • запуска и остановки подачи;
  • переключения суппорта в режим ускоренного перемещения;
  • фиксации задней бабки;
  • остановки шпинделя и изменения направления движения данного элемента станка.

2 Принципы классификации агрегатов токарно-винторезной группы

Описываемое оборудование подразделяется на несколько видов по трем технических характеристикам:

  • весу станка;
  • максимальной длине изделия, которое можно обрабатывать на конкретном агрегате;
  • максимальному диаметру детали, с которой может справиться станок.

Наибольшая длина заготовки, подвергаемой обработке, зависит от интервала между центрами токарной установки. Ряд максимальных сечений обработки для рассматриваемого нами оборудования начинается диаметром в 100 миллиметров и заканчивается диаметром в 4 000 миллиметров. Важно знать, что разные станки при одинаковом показателе допустимого сечения заготовки нередко характеризуются разными величинами длины обрабатываемого изделия.

По весу все токарно-винторезное оборудование подразделяют на четыре класса:

  • до 400 тонн – тяжелые станки (наибольший диаметр детали для обработки в них равняется 1600–4000 мм);
  • до 15 тонн – крупные (диаметр варьируется от 600 до 1250 мм);
  • до 4 тонн – средние (от 250 до 500 мм);
  • до 0,5 тонны – легкие (от 100 до 200 мм).

На фото - токарно-винторезное оборудование, metall-spravka.ru

Под легкими станками обычно понимают настольные их модификации, используемые домашними умельцами в частных целях и небольшими предприятиями:

  • опытными и экспериментальными участками заводов;
  • часовыми фирмами;
  • приборостроительными компаниями.

Тяжелые и крупные агрегаты обычно применяются в энергетическом и тяжелом машиностроении. Также используются они для специальной обработки различных механизмов:

  • роторов турбин;
  • колесных пар железнодорожных вагонов;
  • элементов прокатных станов на металлургических заводах.

Большая же часть токарных операций выполняется на установках, относимых к средней группе. На них приходится порядка 80 процентов всех работ по металлобработке. Они позволяют осуществлять получистовые и чистовые операции, нарезать разнообразные по своему характеру резьбы.

Фото токарно-винторезного станка средней группы, belctanko.ru

Конструкция таких станков отличается большим диапазоном подач рабочего инструмента и частот вращения шпинделя, достаточной жесткостью. Они оснащаются приемлемыми по мощности электродвигателями, что дает возможность производить на весьма экономичных режимах обработку металлических и других изделий с использованием инструментов, изготовленных из сверхтвердых сплавов и твердых материалов.

Кроме того, агрегаты средней массы снабжаются множеством специальных приспособлений с целью расширения их технологического потенциала. Подобные "навороты" увеличивают качество обработки заготовок на токарных агрегатах и облегчают труд токарей. За счет данных приспособлений станки становятся в разы более автоматизированными и удобными в эксплуатации.

Токарные установки с программным управлением (с ЧПУ) в СССР изготавливались достаточно-таки активно. Выпуском таких станков занимался ленинградский завод (модель ЛА155), куйбышевский (16Б16) и другие. Агрегаты с ЧПУ обычно используются крупными предприятиями при многооперационной обработке большой номенклатуры продукции, которую выпускают мелкими партиями (не более пары сотен штук). Высокая повторяемость металлобработки и небольшое время переналадки делают станки с программным управлением незаменимыми в описанной ситуации.

3 Распространенные приемы работы на станках токарно-винторезной группы

Чаще всего на токарном оборудовании производят обработку (при помощи проходных резцов) цилиндрических внешних поверхностей. Деталь в этом случае вставляется в патрон с припуском от 7 до 12 миллиметров (подразумевается, что необходимая длина изделия будет меньше именно на указанную величину). Потребность в таком "запасе" обусловлена тем, что токарю нужно будет отрезать готовую заготовку, а также произвести обработку ее торцов.

На фото - обработка детали на токарном станке, almaz700.ru

Для подрезки торца используют упорные или прямые проходные, а также подрезные резцы. Слой металла с торцевой поверхности снимают перемещением проходного резца в поперечном направлении. Если применяется подрезной инструмент, деталь обрабатывается от ее центра в продольном направлении. Для выполнения операции подрезки и обтачивания малых уступов на изделии обычно используют упорный резец.

Когда на токарно-винторезном агрегате выполняется процедура прорезания канавок снаружи заготовки, оператор пользуется специальными канавочными инструментами. С ними работают на малых скоростях (по сравнению с процедурой подрезания торцов скорость шпинделя задается в 4–5 раз меньшая). Канавки при этом прорезают без приложения усилий, максимально плавно и мягко.

Фото прорезания канавки на токарном станке, svarka-service.kiev.ua

По аналогичному принципу осуществляется и отрезание готового изделия. Эту операцию завершают в тот момент, когда сечение перемычки на обрабатываемой детали составляет около 2,5 миллиметров. После чего агрегат останавливается, из прорези выводится резец, а затем изделие просто-напросто отламывается.