Устройство токарного станка

Токарные станки

Устройство токарного станка

Токарные станки разделяют на одношпиндельные, многошпиндельные, револьверные, карусельные, автоматы и полуавтоматы, многорезцовые, специализированные и др.

Каждый тип токарных станков имеет несколько моделей. Например, одношпиндельные токарно-винторезные станки выпускают моделей 1620, 1А62, 1К62, 1Е61МТ, 1В616 и т. д.; токарно-револьверные— моделей 1М36, 1336М и т. д.; многорезцовые полуавтоматы — моделей 1721, 1730, 1712П и т. д.; однорезцовые автоматы — моделей 1С616, 161А и т. д.

Рассмотрим устройство токарно-вннторезного станка модели 1К62 (рис. 1). Основные узлы станка: станина 15, передняя бабка 2, задняя бабка 9, коробка подач 1 с ходовым винтом 13 и ходовым валиком 14, фартук 16 с механизмами подачи, суппорт 5 и электропривод. Кроме этих узлов станок имеет масляный насос для смазки механизмов станка, насос для подачи смазочно-охлаждающей жидкости и кнопочное или рычажное управление для пуска и остановки станка. Включение, выключение и реверсирование электродвигателя производится посредством реверсивного магнитного пускателя с помощью рукоятки.

Суппорт предназначен для закрепления резца и сообщения ему продольной или поперечной подачи. Основанием суппорта служат нижние (продольные) салазки (поз. 4, рис. 1), скользящие по направляющим станины токарного станка. Продольная механическая подача суппорта осуществляется включением рукоятки 17, а ручная — при помощи маховика 19. Укрепленный на суппорте резец будет при этом перемещаться параллельно оси шпинделя.

Для поперечной подачи суппорта вручную вращают рукоятку 18: при этом поперечные салазки вместе с верхней частью суппорта перемещаются перпендикулярно оси шпинделя, скользя по направляющим нижних салазок. На поперечных салазках закреплена поворотная часть суппорта с верхними салазками и резцедержателем 6. При необходимости верхние салазки можно повернуть на нужный угол при помощи поворотной части суппорта. Ручную подачу поворотной или верхней части суппорта осуществляют рукояткой 7.

Задняя бабка (см. рис. 1) служит для поддержания в центрах станка длинных деталей (L >> 4D), а также для закрепления режущего инструмента — сверл, зенкеров, разверток. Она состоит из чугунного корпуса, установленного на скользящей плите. В зависимости от длины обрабатываемой детали заднюю бабку устанавливают на станине в нужном месте при помощи соответствующих приспособлений.

В отверстие верхней части корпуса задней бабки вставляют пустотелый шпиндель — пиноль 8 с закрепленным в нем задним центром. При скоростном резании в пиноль вставляют вращающийся центр. Пиноль и задний центр можно перемещать в продольном направлении при помощи винта с маховиком 11. Закрепляют пиноль в определенном положении рукояткой 10.

Рис. 1. Общий вид токарного станка модели 1К62 1 – коробка подач; 2 – передняя бабка; 3 – рукоятка установки чисел оборотов шпинделя; 4 – нижние салазки суппорта; 5 – суппорт; 6 – резцедержатель; 7 – рукоятка подачи поворотной части суппорта; 8 – пиноль задней бабки; 9 – задняя бабка; 10 – рукоятка закрепления пиноли; 11 – маховик продольного перемещения пиноли; 12 – болт; 13 – ходовой винт; 14 – ходовой валик; 15 – станина станка; 16 – фартук; 17 – рукоятка включения продольной механической подачи; 18 и 19 – рукоятки продольной и поперечной ручной подач; 20 – рукоятка реверсирования шпинделя; 21 – рукоятка установки величины подачи.

При обтачивании конических заготовок корпус задней бабки станка можно смещать относительно основания в поперечном направлении посредством болта 12.

Главное движение и движение подачи осуществляются при помощи соответствующих приводов.

Привод главного движения (рис.2) состоит из электродвигателя 7, ременной передачи 2, коробки скоростей 4 и шпинделя 5. Вращение ведомого шкива трансмиссионного вала 1 - 1 передается коробке скоростей и шпинделю 5 (вал II-II). Коробка скоростей позволяет изменять числа оборотов шпинделя, обеспечивая наивыгоднейшие режимы резания.

Существуют два типа коробок скоростей — со ступенчатым и с бесступенчатым (плавным) регулированием чисел оборотов шпинделя.

Первые позволяют получить максимальное, минимальное и ряд промежуточных чисел оборотов, вторые — любое плавно изменяемое число оборотов.

В токарных станках со ступенчатым регулированием числа оборотов шпинделя применяют шестеренные коробки скоростей (рис. 2) или ступенчатые шкивы. Привод главного движения шестеренной коробки скоростей компактнее других типов приводов. На валу I-I расположен подвижной блок 3

Рис. 2. Схема привода главного движения токарного станка с шестеренной коробкой скоростей.

из зубчатых колес z₁ , z₂ и z₃. При помощи специальной рукоятки этот блок перемещается вдоль вала I-I и поочередно сцепляется с зубчатыми колесами z₄, z₅или z₆, неподвижно закрепленными на втулке А, свободно сидящей на валу II - II. Зубчатые колеса z₉ и z₁₀ находятся в постоянном зацеплении с колесами z₇ и z₈ перебора III - III шестеренной коробки. При включении кулачковой муфты Б влево перебор III - III выключается и шпиндель, в зависимости от положения подвижного зубчатого блока, получает три значения чисел оборотов — n₁, n₂и n₃.

Если число оборотов вала I - I обозначить n₀, то

n₁ = n₀z₀/z_4, [1]

n₂ = n₀z₂/z₅, [2]

n₃ = n₀z₃/z₆, [3]

где z₁/z₄, z₂/z₅, z₃/z₆ — передаточные отношения.

При перемещении муфты Б вправо включается перебор III - III с передаточным отношением i _пер =(z₁₀/z₈)х(z₇/z₉).

В результате шпиндель II - II получает еще три значения чисел оборотов.

Коробки скоростей с перебором имеют несколько групп чисел оборотов шпинделя. Значения чисел оборотов шпинделя в каждой группе изменяются по геометрической прогрессии, знаменатель которой имеет следующие значения: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78 и 2. Чем меньше , тем меньше разность между числами оборотов в той или иной группе чисел и тем, следовательно, легче выбрать близкое к нужному число оборотов.

Преимущество привода главного движения с шестеренной коробкой скоростей — возможность передачи больших мощностей; при этом эффективная мощность на шпинделе при изменении его оборотов остается постоянной.

Рис. 3. Схема фрикционной бесступенчатой передачи Светозарова

Коробки скоростей с бесступенчатым регулированием чисел оборотов шпинделя имеют конические шкивы, фрикционные, электрические, электромеханические и гидравлические приводы.

В ряде новых токарно-винторезных станков числа оборотов шпинделя изменяются при помощи фрикционного привода системы Светозарова.

На рис.3 показаны три характерных положения, обеспечивающих максимальное - а, среднее - б и минимальное - в значения чисел оборотов шпинделя. Стальные фрикционные шайбы 1и 3 с шаровыми поверхностями насажены на пустотелые валы II и I. Вал I посредством муфты соединен с валом электродвигателя, от которого получает вращение шайба 3 с постоянным числом оборотов (n₁=const). Распорные пружины, расположенные внутри валов I и II, прижимают шайбы 1 и 3к стальным каткам 2и 4. Каждый из них при помощи специальных механизмов может плавно поворачиваться в вертикальной плоскости относительно оси О на определенный угол.

При включении электродвигателя шайба 3передает вращение каткам 2и 4через фрикционную передачу, сообщающим это вращение шайбе 1. Число оборотов шайбы 1 зависит от отношения активных радиусов r ₁ и r ₂ и определяется по формуле

n₂=n₁ r₁/r₂. [4]

Изменяя положение катков, можно обеспечить плавное изменение чисел оборотов шпинделя между максимальным и минимальным значениями.

Бесступенчатый привод системы Светозарова позволяет получить диапазон регулирования чисел оборотов шпинделя: D = n_max/n_min от 4 до 8. Применяя фрикционную передачу Светозарова в комбинации с трехступенчатой шестеренной коробкой скоростей, можно получить еще более широкий диапазон плавного регулирования чисел оборотов шпинделя.

Привод движения подачи предназначен для передачи движения от шпинделя к суппорту, а также для выбора величины подачи и изменения ее направления.

Движение привода подачи осуществляется от конечного звена привода главного движения — шпинделя. Зубчатое колесо реверсивного механизма насажено на шпиндель или на промежуточный вал, связанный со шпинделем отдельной зубчатой передачей. Иногда источником движения привода подач служит отдельный электродвигатель.

Рис.4 Схема привода подачи токарного Рис.5 Схема реверсивного станка механизма токарного станка

Привод движения подачи токарного станка (рис. 4) состоит из реверсивного механизма 1, гитары 2 сменных зубчатых колес, коробки подач 3 с ходовым винтом 4 и ходовым валиком 5, фартука 6.

Реверсивный механизм предназначен для изменения направления вращения ходового винта или ходового валика, обеспечивая перемещение суппорта с резцом справа налево или слева направо.

Конструкция реверсивного механизма может быть различной. В токарных станках в качестве такого механизма чаще всего применяют трензель с цилиндрическими зубчатыми колесами (рис.5). Зубчатое колесо z₁ закреплено на шпинделе I, а колесо z₂ — на валу II, которым обычно служит вал гитары сменных зубчатых колес. Зубчатые колеса z₂ и z₃ свободно укреплены на пальцах III и IV обоймы 1 с рукояткой 2. Обойма установлена на валу II и при помощи рукоятки может поворачиваться относительно вала, занимая положение 3, 0или 4. Колеса z ₂, z ₃ и z ₄ находятся в постоянном зацеплении друг с другом.

Если рукоятку 2поставить в положение 3 (как показано на рис.5), то зубчатые колеса z₁-z₄ будут находиться в последовательном зацеплении и вал II получит вращение, обратное вращению шпинделя. Ставя рукоятку 2в положение 4, вводим в зацепление колеса z₁-z₃-z₄ и вал II получит то же направление вращения, что и шпиндель. В положении 0рукоятки зубчатые колеса z₂ и z₃ выходят из зацепления с колесом z₁ и вращение от шпинделя на вал II не передается — трензель выключен.

Рис.6 Схема установки сменных зуб- Рис.7 Схема коробки подач чатых колес гитары. с накидной шестерней

Гитара привода подачи токарного станка представляет механизм, состоящий из набора сменных зубчатых колес и особого устройства, называемого собственно гитарой. Она позволяет изменять число оборотов привода подачи.

В токарных станках используют три способа установки сменных зубчатых колес гитары: одно-, двух- и трехпарную.

Наиболее часто применяемая двухпарная передача (рис.6) имеет четыре зубчатых колеса z ₁ — z₄, которые передают вращение от вала I трензеля на вал II коробки передач. Зубчатое колесо г₁ закреплено на валу I, а колесо z₄ — на валу II; колеса z₂ и z₃ находятся на общей втулке со шпонкой и помещаются на пальце Б.

Для получения новых передаточных отношений межосевое расстояние изменяют перемещением пальца Б по прямолинейному пазу и поворотом гитары А относительно оси вала II по дуговому пазу. Передаточное отношение сменных зубчатых колес гитары

i_гит = (z₁/z₂)^.(z₃/z₄) [5]

Коробка подач, расположенная с передней стороны станка под бабкой, позволяет переключением рычагов быстро изменять подачу. В токарных станках чаще всего применяют коробки подач с накидной шестерней (рис.7). Механизм представляет блок 2 зубчатых колес z₁ — z₆, насаженный на вал I. На валу I скользящей шпонкой закрепляют колесо z₈ и обойму 1. Накидная шестерня z₇ находится в постоянном зацеплении с колесом z₈ и крепится в обойме 1. Передачу обычно осуществляют от ведущего вала I к ведомому II. Накидную шестерню можно сцепить с любым зубчатым колесом блока 2 поворотом обоймы 1 относительно вала II и перемещением ее вдоль вала в соответствующее фиксируемое положение.

Рис.8 Схема механизма фартука

Фартук прикреплен к нижней части каретки суппорта. Заключенные в фартук механизмы подачи служат для преобразования вращательного движения, получаемого от ходового винта или ходового валика, в поступательное движение (подачу) суппорта, на котором закреплен резец. В фартуке имеется система червячных и зубчатых передач (рис. 8). При нарезании резьбы используют ходовой винт 6. При выполнении других токарных работ движение подачи осуществляется через ходовой валик 8, имеющий червяк 9 на скользящей шпонке. Червяк получает вращательное движение и, кроме того, может перемещаться вдоль валика. Вращение червяка передается червячному зубчатому колесу 10 и расположенному па одной оси с ним цилиндрическому зубчатому колесу 11, которое находится в зацеплении с колесом 1, передающим вращение соосному с ним колесу 3. Это колесо катится по неподвижной рейке 2, прикрепленной к станине токарного станка, заставляя перемещаться суппорт 4, связанный с фартуком. В результате вращательное движение ходового валика преобразуется в продольное поступательное движение суппорта.

Имеющиеся в фартуке механизмы могут преобразовывать вращательное движение ходового валика в поперечное движение резца.

При нарезании резьбы ходовой валик 8 отключается от остальных частей механизма фартука.

Ходовой винт 6 имеет разъемную гайку 7 (называемую маточной). При включении рукоятки 5 половинки разъемной гайки плотно охватывают вращающийся ходовой винт, вследствие чего гайка, а вместе с ней и суппорт осуществляют поступательное движение; при выключении рукоятки половинки гайки расходятся, освобождая винт и останавливая суппорт.

Дата добавления: 2015-08-05