Резание конструкционных материалов и металлорежущие станки (стр. 3 из 22)

Примером сложного движения подачи может служить движение подачи в зубофрезерном станке при нарезании косозубого цилиндрического колеса. У круглошлифовальных станков несколько движений подачи — вращательное движение детали (круговая подача), продольное осевое перемещение детали или шлифовального круга (продольная подача) и, наконец, поперечная подача, сообщаемая шлифовальному кругу. В протяжных станках движение подачи отсутствует.

3. ТОКАРНЫЕ СТАНКИ

В станочном парке промышленности одно из ведущих мест занимает группа токарных станков. Несмотря на преобладающие тенденции развития специальных токарных станков и станков автоматов, отвечающих задачам получения наибольшей производительности при максимальной автоматизации процесса, продолжают развиваться и универсальные токарно-винторезные станки.

3.1. ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЕ СТАНКИ

Токарно-винторезные станки предназначены для выполнения разнообразных работ. На этих станках можно обтачивать наружные цилиндрические, конические и фасонные поверхности, растачивать цилиндрические и конические отверстия; обрабатывать торцовые поверхности; нарезать наружную и внутреннюю резьбы; сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия; производить отрезку, подрезку и другие операции.

Основными параметрами токарно-винторезных станков являются наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной и наибольшее расстояние между центрами, которое определяет наибольшую длину обрабатываемой детали. Кроме этих основных параметров важными размерами токарно-винторезных станков, регламентируемыми стандартами, являются: наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над суппортом; минимальная и максимальная частота вращения шпинделя, а также количество частот вращения; минимальная и максимальная величина подачи; наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя и другие параметры. Токарно-винторезные станки выпускают с наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки от 100 до 1250мм и более.

Серийный выпуск токарных станков был впервые начат на московском заводе «Красный пролетарий». Первым достаточно прогрессивным по тому времени токарно-винторезным станком с шестеренной коробкой скоростей явился станок ДИП-200, выпущенный в 1932 году. Затем эту модель модернизировали, в результате чего были созданы станки 1Д62М, 1А62, 1К62 и др. В свое время большое распространение получил станок 16К20 (см. рис.3.1) нормальной и повышенной точности. На базе этого станка созданы специализированные токарные станки различных видов. Станок состоит из следующих основных узлов: а - передняя (шпиндельная) бабка; б - суппорт; в - задняя бабка; г - фартук; д - станина; е - коробка подач; 1,4 - рукоятки управления коробкой скоростей; 2 - рукоятка установки нормального либо увеличенного шага резьбы и положения при нарезании многозаходных резьб; 3 - рукоятка установки правых и левых резьб; 5 - маховик ручного продольного перемещения суппорта; 6 - рукоятка ручного поперечного перемещения суппорта; 7 - рукоятка включения, выключения и реверсирования продольной и поперечной подач суппорта; 8, 9 - рукоятки включения, выключения и реверсирования вращения шпинделя; 10 - рукоятки управления коробкой подач и установки шага нарезаемой резьбы; 11 - штурвал ручного перемещения пиноли задней бабки; 12 – осевой режущий инструмент устанавливаемый в пиноль; 13 – резцедержатель; 14 – кран для подачи охлаждающей жидкости в зону резания; 15 - кнопки включения станка и подачи охлаждающей жидкости.

Рис.3.1. Токарно-винторезный станок 16К20

Токарные станки оснащают копировальными устройствами, что позволяет обрабатывать сложные контуры без специальных фасонных резцов и комбинированного расточного инструмента. Это значительно упрощает наладку и подналадку станков. Существуют токарнокопировальные станки с двумя либо тремя копировальными суппортами, на которых можно обрабатывать наружные, внутренние и торцовые поверхности сложной формы. Применение в токарных станках числового программного управления дает возможность полностью автоматизировать технологический процесс получения детали.

Развитие токарно-винторезных станков идет по пути повышения точности, совершенствования управления, увеличения диапазона скоростей и подач, дальнейшей отработки технологической оснастки. В токарно-винторезных станках вращение заготовки является главным движением, а движение суппорта с резцом - движением подачи; все остальные движения являются вспомогательными.

Токарно-винторезные станки имеют практически однотипную компоновку, основными узлами которых являются: станина; передняя (шпиндельная) бабка, в которой размещены коробка скоростей и коробка подач; суппорт, который состоит из резцедержателя, поперечных салазок и фартука; задняя бабка.

Станина служит для монтажа всех основных узлов станка и является его основанием. Наиболее ответственной частью станины являются направляющие, по которым перемещаются суппорт и задняя бабка.

Передняя бабка закреплена на левом конце станины. В ней находится коробка скоростей станка, основной частью которой является шпиндель, вращающийся в подшипниках качения или скольжения. В корпусе передней бабки размещен также механизм коробки скоростей. В некоторых станках коробка скоростей размещена в передней тумбе станины. В этом случае коробка скоростей связана со шпинделем ременной передачей. Такие станки называются станками с разделенным приводом.

Задняя бабка служит для придания большей жесткости обрабатываемой детали (например, длинного вала малого диаметра), а также для закрепления режущих инструментов для получения и обработки отверстий (сверл, зенкеров, разверток, метчиков, плашек).

Относительно направляющей плиты корпус бабки может перемещаться в поперечном направлении с помощью винта. Такое смещение используется при получении конусной поверхности значительной длинны и с малым углом при вершине. В некоторых станках задняя бабка (рис.3.2) имеет пневматическое устройство для перемещения пиноли, а также облегчающее ручное перемещение ее по направляющим станины и предотвращающее износ направляющих. Такое устройство состоит из следующих основных элементов: воздушный трубопровод, подключенный к цеховой магистрали сжатого воздуха; фильтр влагоотделитель 5, в котором осаждается имеющаяся в воздухе влага; маслораспылитель 4, в котором воздух захватывает мелкие частицы масла, служащие для смазки клапана 3; трехходовой клапан 3 для впуска сжатого воздуха в специальную камеру на подошве основания задней бабки с целью создания «воздушной подушки». Подача воздуха включается при нажиме рукоятки 1, которая воздействует на толкатель 2 включающий клапан

3.

Рис.3.2. Задняя бабка токарного станка

Коробка подач служит для передачи вращения от шпинделя или от отдельного привода ходовому валу или ходовому винту, а также для изменения их частоты вращения с целью получения необходимых подач или определенного шага при нарезании резьбы. Это достигается изменением передаточного отношения коробки подач. Коробка подач связана с коробкой скоростей с помощью гитары сменных зубчатых колес. Второе назначение гитары – получение различного вида резьб (метрической, питчевой, дюймовой) за счет смены зубчатых колес.

Фартук предназначен для преобразования вращательного движения ходового вала либо ходового винта в прямолинейное поступательное движение суппорта, как в ручном, так и автоматическом режимах.

Суппорт (рис.3.3.а) служит для закрепления режущего инструмента и сообщения ему движений продольной и поперечной подачи.

Рис.3.3. Суппорт а и резцодержатель б токарного станка

Суппорт состоит из каретки (нижних салазок) 1, которая перемещается по направляющим станины; поперечных салазок 2, скользящих по направляющим каретки 1 в поперечном к оси заготовки направлении; поворотной части 5 с направляющими, по которым перемещается резцовая каретка (верхняя каретка) 4. Поворотную часть суппорта можно устанавливать под углом к линии центра станка. У суппорта имеется задний резцедержатель 3, который устанавливают на поперечных салазках и используют для прорезания канавок.

Резцедержатель станка 16К20 (рис.3.3.б) можно фиксировать и надежно закреплять с помощью конусного сопряжения с опорой. Фиксация в основных четырех положениях осуществляется подпружиненным шариком, расположенным в резцедержателе и заскакивающим в гнезда конусного основания. При повороте резцедержателя рукояткой 1 вначале колпак 2 сходит по резьбе с центрального винта 3 опоры, затем подпружиненные фрикционные колодки, связанные со штифтами, прижимаются к расточке колпака и таким образом передают вращение на резцедержатель.

При зажиме вначале поворачивается колпак вместе с резцедержателем, а после фиксации резцедержателя колпак, преодолевая трение колодок, навинчивается на винт окончательно, надежно закрепляя резцедержатель.

Для установки в резцедержатель осевого режущего инструмента для получения и обработки отверстий (сверл, метчиков, разверток), используют специальный держатель (рис.3.4).

Такое приспособление применяют как при ручной, так и при механической подачами каретки суппорта.

Рис.3.4. Держатель для осевого инструмента.

Держатель 1 устанавливают в ту позицию резцедержателя, которая имеет соответствующую маркировку, обозначающую сверло. В цилиндрическое отверстие держателя вставляют втулку 2 с коническим отверстием для инструмента и стопорят винтом 3. Совмещение осей режущего инструмента и шпинделя осуществляется перемещением поперечных салазок суппорта до совпадения визира с риской на каретке, обозначенной символом, идентичным нанесенному на резцедержателе.