Токарные станки по металлу. Основные виды станков на производстве

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.

Все отечественные металлорежущие станки (обычные и с ЧПУ) подчиняются единой классификации и имеют собственный специальный шифр, по которому знающему человеку очень просто определить, о каком конкретно оборудовании идет речь.

1 Классификация металлорежущих станков, их виды и типы

Агрегаты для обработки металлических изделий подразделяют на девять больших групп. В соответствии с этим делением они могут быть:

• токарными (шифр группы – 1);
• расточными и сверлильными (шифр – 2);
• доводочными, шлифовальными, заточными и полировальными (шифр – 3);
• специальными (шифр – 4);
• резьбо- и зубообрабатывающими (шифр – 5);
• фрезерными (шифр – 6);
• разрезными (шифр – 7);
• долбежными, строгальными, протяжными (шифр – 8);
• разными (шифр – 9).

Агрегаты каждой группы, кроме того, принято делить еще на разные типы:

Кроме того, интересующее нас оборудование делят на такие типы:

• по геометрическим размерам и весу: крупные, уникальные и тяжелые;
• по уровню специализации: специальные (металлорежущие станки для работы с изделиями одинаковых типоразмеров), специализированные (размеры обрабатываемых деталей являются разными, но принадлежат они к одному типу), универсальные (позволяют работать с любыми изделиями);
• по точности: П (повышенной точности), Н (нормальной), А (особо высокой), В (высокой), а также С (прецизионные), последние агрегаты также нередко называют особо точными.

2 Маркировка агрегатов для обработки металлов

Как вы сами понимаете, классификация, которой подчиняются металлорежущие станки, придумана не просто так, а для того, чтобы специалист мог мгновенно определить тип, базовое устройство и рабочие особенности станка, условное обозначение коего он видит перед собой.

Маркировка разных моделей станков – это несколько цифр и букв, в коих зашифрованы основные сведения об агрегате. Первая цифра указывает на группу станка, вторая – на его разновидность, третья (иногда еще и четвертая) – на типоразмер.

Если какая-либо литера стоит в конце кода (после всех цифр), она говорит нам о тех или иных особых характеристиках станка, уровне его точности, либо о том, что оборудование было модифицировано. А вот литера после самой первой цифры в маркировке агрегата для обработки металла сигнализирует о том, что он прошел модернизацию (либо это его другое исполнение, отличное от базового исполнения).

Чтобы принципы кодировки стали вам понятны, давайте расшифруем маркировку . По первой цифре легко определяем, что он является фрезерным, причислен к первому типу фрезерного оборудования (цифра 1), имеет 3-ий типоразмер, относится к агрегатам повышенной точности (последняя литера в коде), прошел модернизацию (первая литера после первой буквы).

3 Уровень автоматизации и другие особенности оборудования

Металлорежущие станки, используемые для массового и крупносерийного производства, называют агрегатными. Их устройство примерно одинаковое, для их выпуска используют стандартизированные рабочие столы, рабочие головки, станины, шпиндельные и другие узлы. Если же изготавливаются станки для единичного и мелкосерийного производства, их конструкция может быть уникальной.

По уровню автоматизации рассматриваемые нами агрегаты бывают:

• Полуавтоматическими. У них монтаж заготовки, которую предстоит обработать, запуск оборудования и демонтаж изделия после обработки осуществляет человек. Остальные же процедуры, причисляемые к вспомогательным, выполняются в автоматическом режиме.
• Автоматическими. Такие станки требуется наладить (задать необходимые условия обработки той или иной партии изделий) и запустить. Все рабочие операции они выполнят сами.

Отдельных слов заслуживают станки с ЧПУ (с числовым программным управлением). Их работой "руководит" специальная программа, содержащая закодированный комплекс числовых значений. Такая программа устанавливает все рабочие операции станка, начиная от частоты вращения его рабочего инструмента и заканчивая скоростью выполнения конкретного процесса.

В составе современных систем ЧПУ имеются следующие обязательные элементы:

• Пульт (консоль) оператора. Он дает возможность вводить программу, переводить металлорежущие станки в ручной режим работы, устанавливать режимы функционирования оборудования и так далее.
• Контроллер. Специальное устройство на агрегатах с ЧПУ, которое задает и отслеживает точность выполнения технологических управляющих команд, траекторию перемещения рабочего приспособления, отвечает за изменение и общее управление станком, а также выполняет дополнительные расчеты. Контроллером в наши дни может выступать и мощный промышленный компьютер, и логическое программируемое устройство, и обычный микропроцессор.
• Панель оператора (экран, дисплей). Данный элемент ЧПУ предназначен для того, чтобы специалист, работающий за станком, мог визуально наблюдать за процессом обработки изделий, и при необходимости вносить какие-либо изменения в программу управления.

Суть эксплуатации оборудования с ЧПУ (например, ) сравнительно проста. Сначала для металлорежущего оборудования составляется управляющая программа, которая вводится в контроллер оператором (для этих целей используется программатор). При включении агрегата ЧПУ дает на узлы станка последовательные команды. Выполнив все команды по обработке детали, оборудование отключается.

Высокая точность и скорость выполнения рабочих операций, которыми характеризуются металлорежущие станки, оснащенные ЧПУ, обусловили их активное применение в составе автоматических цеховых линий и очень крупных производственных автоматизированных систем.

4 Краткая информация о конструкции металлорежущих агрегатов

Описываемые нами станки разных групп и типов по своему устройству имеют немало общих черт. Их конструкция базируется на том, что все установленные на агрегатах техустройства и механизмы должны гарантировать возможность выполнения двух движений:

• подачи приспособления для резки либо обрабатываемой детали;
• непосредственно движения резки.

Чтобы обеспечить указанные движения, а также стабильное функционирование всего оборудования, станок для резки металла должен обязательно располагать такими конструктивными элементами:

• органы управления (отвечают за запуск агрегата и его остановку, необходимы для постоянного контроля работы станка);
• передаточное устройство (оно нужно для передачи исполнительному механизму движения от двигателя и для преобразования движения);
• привод (электрический, механический, пневматический, гидравлический);
• исполнительные механизмы (на них размещаются приспособления для резки металла, именно эти механизмы осуществляют обработку металла).

Станки токарной группы предназначены для выполнения большого количества операций по обработке металла. Чаще всего данное оборудование используется для работы с наружными и внутренними поверхностями деталей, которые имеют цилиндрический, конический или фасонный профиль. Еще одно назначение токарных станков по металлу – выполнения операций по сверлению отверстий, обработке торцов.

Основные разновидности оборудования

Классификация токарных станков в основном осуществляется на основании их конструкции.

Токарно-винторезный

Все виды токарных станков из данной группы являются универсальными, поэтому они широко используются на серийных и единичных производствах.

С их помощью можно выполнять различные операции – нарезание резьбы (модульной, метрической, дюймовой), всевозможная обработка металлических заготовок.

В перечень основных конструктивных элементов данного станка входят:

• шпиндельная бабка. Состоит из шпинделя и коробки скоростей;
• суппорт. Предназначен для фиксации в нужном положении режущего инструмента;
• станина. Предназначена для закрепления основных конструктивных узлов агрегата;
• коробка подач. Предназначена для передачи движения от шпиндельного узла к суппорту. Это возможно благодаря наличию в составе конструкции ходового винта или валика;
• фартук. Необходим для трансформации передвижений валика или винта на перемещение суппорта в нужном направлении;
• задняя бабка. Часто оснащается дополнительными инструментами для поддержки в нужном положении обрабатываемой заготовки.

Шпиндельная бабка станка

Токарно-карусельные

Все типы токарных станков, которые можно отнести к карусельной группе, обычно предназначены для работы с габаритными заготовками. Они обладают следующими функциональными способностями:

• применяются для точения поверхностей цилиндрической или конической формы;
• используются для прорезки пазов различной конфигурации;
• при необходимости выполняется шлифовка, фрезеровка и подрезка торцов;
• существует возможность выполнения резьбы.

В состав данного станка входит стол, на котором находится планшайба. Также присутствуют стойки, где передвигается траверса, оборудованная суппортами.

Лоботокарный

Основное предназначение лоботокарного станка – обработка цилиндрических, конических и лобовых деталей. В оборудовании данного типа ось вращения заготовки размещается горизонтально.

Токарно-револьверные

Все виды токарных станков, которые можно отнести к револьверной группе, предназначены для обработки деталей из калиброванного прутка. Данное оборудование способно выполнить широкий спектр технологичных операций:

• точение и расточка;
• зенкерование;
• сверление;
• фасонное точение;
• формировка резьбы;
• развертывание.

Специфическое название станка вызвано особым способом крепления всех инструментов. Они устанавливаются в специальном держателе – статическом или приводном. Последний тип обеспечивает агрегат широким спектром возможностей. С его помощью можно осуществлять сверление, фрезеровку, нарезку резьбы.

Токарно-револьверный автомат

Токарно-фрезерный обрабатываемый центр

Данное оборудование сочетает в себе функциональные способности фрезерного и токарного станка. В состав его конструкционных элементов входит фрезерная головка под конус, которая обеспечивает выполнение множества операций, поэтому способна достойно конкурировать с револьверным типом. В данном случае для точения выполняется металлорежущими резцами. Они устанавливаются во фрезерную головку, что повышает их функциональные возможности.

Автомат продольного точения

Предназначение автомата продольного точения заключается в изготовлении небольших деталей при серийном производстве из различных прутков, фасонного профиля и проволоки, которая свернута в бунт. Его используют для обработки заготовок, которые изготовлены из меди, легированной стали и многих других металлов.

Автоматы продольного точения оснащаются следующими типами шпиндельных бабок – неподвижными и подвижными. Также данные агрегаты могут быть револьверными, одношпиндельными. Первые имеют некоторые преимущества, поскольку способны одновременно выполнять несколько операций.

Многошпиндельные токарные станки

Такие автоматы предназначены для обработки сложных заготовок, которые сформированы из холоднотянутых прутков разного сечения или из труб. В основном их используют для обеспечения потребностей серийного производства. С их помощью осуществляют следующие операции:

• точение, растачивание и подрезку;
• сверление;
• развертывание;
• формирование резьбы;
• зенкерование.

Высокая производительность такого автомата обеспечивается большой мощностью приводного механизма, достаточной жесткостью конструкции, способностью одновременно выполнять несколько операций.

Настольные

Основная отличительная черта такого станка – он фиксируется на специальном столе. Данный тип агрегатов имеет небольшие габариты и вес.

С его помощью можно выполнять широкий перечень различных технологических операций по обработке деталей, изготовленных из металла, дерева, пластика. Также агрегаты настольного типа способны выполнять сверление, расточку или фрезеровку.

В основном такое оборудование используется в домашних условиях или для обеспечения потребностей мелкосерийного производства. Его преимуществом считают низкий уровень энергопотребления, небольшая стоимость. Во время работы настольных станков шум минимален, что очень ценят многие пользователи.

Станки с ЧПУ

Многие станки разного строения оснащены числовым программным управлением или ЧПУ. Они отличаются высокой продуктивностью работы, точностью и легкостью эксплуатации.

При внедрении ЧПУ в основном используют такие типы систем:

• разомкнутые. Подразумевают применение одного потока информации. Такой агрегат первым делом расшифровывает данные, только после чего передает заданные команды всем механизмам;
• замкнутые. Данная система работает с применением двух потоков информации, которые принимаются от считывающего и измеряющего механизма;
• самонастраивающиеся. Корректируют всю информацию на основании изменений, которые происходят во время обработки деталей.

Также станки с ЧПУ разделяют на типы в зависимости от того, как происходит управление основными рабочими процессами:

• позиционные. Подразумевают установку механизма для обработки деталей в нужном положении, только после чего начинается сам процесс работы;
• прямоугольные. Данные системы используют для обработки заготовок, которые имеют ступенчатую форму. Они способны автоматически переключать продольную и поперечную передачи;
• контурные. Обеспечивают беспрерывную работу агрегата в соответствии с заданными параметрами.

Станки с бесступенчатым приводом

Бесступенчатый привод обеспечивает токарное оборудование возможностью непрерывного изменения частоты вращения шпинделя. При помощи данного агрегата можно осуществлять обработку внутренней и внешней поверхности заготовок. При этом весь рабочий процесс происходит при наличии самых лучших скоростных параметров.

Также станки с бесступенчатым приводом отличаются долгим сроком службы, простотой управления и надежностью. Отчасти это обеспечивается отсутствием коробки скоростей. Регулировка частоты вращения шпинделя происходит механическим, электрическим и гидравлическим путем.

Трубонарезные агрегаты

Данные токарные станки узкоспециализированы. Они применяются только для нарезки труб, изготовленных из стали. Также они могут производить обработку их торцов, наносить резьбу с нужными характеристиками. Данные агрегаты широко используются в разных отраслях промышленности, в том числе в нефтяной и газодобывающей, геологоразведке.

Если трубонарезный станок оснащен ЧПУ, он работает по следующей схеме:

• заготовка в виде трубы фиксируется с двух концов в патроне;
• устанавливается программа, которая способна автоматическим образом устранить все дефектные части детали;
• для выполнения дополнительных операций станок оснащается револьверной головкой, патронами разного типа, резцерезкой.

Чтобы обеспечить долгий срок службы подобного оборудования, его направляющие элементы подвергаются закалке и шлифовке. Это также позволяет повысить точность агрегата, что очень важно для эффективной работы.

Классификация оборудования по типу точности

На основании точности, которую обеспечивает оправленный токарный агрегат, ему присваивают степень:

• С. Характеризуют оборудование с особой точностью;
• В. Присваивают агрегатам, которые во время своей работы обеспечивают высокую точность;
• Н. Дают станкам с нормальной точностью;
• А. Присваивают устройствам, которые отличаются особенно высокой точностью;
• П. Имеют все станки, которые во время работы обеспечивают повышенную точность обработки.

Маркировка токарных станков

Чтобы понять, какими конструкционными особенностями обладают токарные агрегаты, какая их сфера применения, следует обращать внимание на маркировку оборудования.

Она состоит из нескольких цифр, каждая из которых имеет свое значение:

• первая цифра это обязательно 1. Она обозначает, что данный агрегат относится к токарной группе;
• вторая цифра маркировки обозначает тип токарного станка;
• третья и четвертая цифра указывает на высоту его основных центров.

Внимательно изучив все особенности маркировки токарных станков и их классификацию, можно понять принцип их работы.

Видео по теме: Устройство и принцип работы токарного станка с ЧПУ

promzn.ru

Классификация токарных станков

Классификация токарных станков В соответствии с классификацией, разработанной Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ЭНИМС), токарные станки можно отнести к первой группе, то есть станки выпускаемые серийно начинаются с цифры 1.

Токарная группа станков подразделяется на 9 типов

1. одношпиндельные автоматы и полуавтоматы 2. многошпиндельные автоматы и полуавтоматы 3. револьверные 4. сверлильно-отрезные 5. карусельные 6. токарные и лобовые 7. многорезцовые 8. специализированные 9. разные токарные

Вторая цифра в номере модели означает - тип станка, остальные одна или две цифры характеризуют основные параметры станка или обрабатываемой заготовки.

Модель 16К20 – токарный станок, где высота центров 200мм. Буква К – обозначает модернизацию базовой модели.

Модель 1525 – это токарно-карусельный станок. На таком станке можно обрабатывать деталь диаметром до 2500мм.

Есть некоторые виды станков 1Д62, 1К62 и другие. Буква может стоять после номера группы или типа станка. Если буква ставится после шифра модели, то она имеет совершенно другое значение например: может быть указан класс точности станка.

Станки по степени точности делятся на пять классов

(Н) Нормальная точность (П) Повышенная точность (В) Высокая точность (А) Особо высокая точность (С) Особо точные или прецизионные Степень или класс точности указывается в конце шифра кроме класса (Н) например: 1К62П.

Станки с числовым программным управлением ЧПУ обозначаются индексами в конце шифра станка

Ц – цикловое программное управление Т – оперативная система управления Ф1 – цифровая индикация Ф2 – числовое позиционное программное управление Ф3 – контурная система ЧПУ Ф4 и Ф5 – комбинированные системы ЧПУ (многоцелевые станки)

модель 16К20Ф3 – токарный станок с контурной системой управления

Модель 1713Ц – токарный многорезцово-копировальный полуавтомат с цикловой системой программного управления (ПУ) модель 16К20Т – токарный станок с оперативной системой управления модель 1540Т – токарно-карусельный станок с оперативной системой управления модель 1Е811Ф1 – токарно-затыловочный станок с цифровой индикацией и предварительным набором координат

Чем больше функций у станка, тем сложнее написания названия (модели станка). При наличии револьверной головки для автоматической смены режущего инструмента в конце модели ставится буква Р, при наличии магазина инструментов в конце шифра ставится буква М.

www.tokar-work.ru

10. Станки токарной группы. Назначение, их классификация. Работы, выполняемые на токарных станках.

Станки для токарной обработки (точения) составляют значитель­ную долю в парке металлорежущего оборудования (до 30...40%) и предназначены для обработки наружных, внутренних и торцовых по­верхностей тел вращения, а также нарезания резьб. Главным движе­нием в токарных станках является вращение заготовки, инструмент же осуществляет прямолинейное продольное или поперечное движение подачи.

Токарно-винторезные станки как с ручным управлением, так и с ЧПУ являются наиболее универсальными станками токарной группы для обработки деталей типа валов, дисков и втулок и обеспечивают выполнение следующих основных видов работ (рис.37): обтачивание резцами наружных цилиндрических (а) и конических (б) поверхностей; обработку торцовых поверхностей (в); прорезку канавок и отрезку (г); растачивание цилиндрических и

Рис.37 Типовые операции,

выполняемые на токарных станках.

конических отверстий (д); фасонное точение (е); сверление, зенкерование и развертывание отверстий (ж); нарезание наружной и внутренней резьб резцами (з), метчиками и плашками (и). На них можно производить также накатывание рифленых поверхностей, выглажива­ние и раскатку поверхностей (к).

Станки с ручным управлением в подавляющем большинстве случаев имеют горизонтальную компоновку, удобную для обслуживания и наблюдения за зоной обработки.

На рис.38 показаны основные узлы станка. Обрабатываемая заготовка, закрепленная в патроне 1, полу­чает вращение от коробки скоростей, расположенной в шпиндельной (передней) бабке 9, связанной ременной передачей с приводным двигателем, обычно расположенным в тумбе станины 7. Инструмент, устанавливаемый в резцедержателе, закрепленном на суппорте 2, получает продольное и поперечное перемещение через коробку подач 8 и фартук 5. При нарезании резьбы резцом продольное перемещение суппорта осуществляется от ходового винта 4, для остальных операций используется ходовой валик 6 и зубчатая рейка; задняя бабка 3 служит для поддержания длинных заготовок, а также иногда для закрепления и перемещения осевого инструмента, предназначенного для обработки центральных отверстий.

Рис.38 Компоновка токарно-винторезного станка.

Основными параметрами токарно-винторезных станков, определя­ющими его рабочее пространство, являются высота линии центров над станиной Н, наибольший диаметр D обрабатываемой заготовки, устанавливаемой над станиной, и наибольшее расстояние между центрами передней и задней бабки, которое ограничивает наибольшую длину обрабатываемой заготовки. Диаметр D приблизительно равен удвоенной высоте центров Н, измеряемой от горизонтальной плоскости направляющих. Важным размером станка является также наибольший диаметр обрабатываемой заготовки D, устанавливаемой над суппортом. По параметру Н токарно-винторезные станки выпускаются в пределах размерного ряда с  = 1,25 от 100 до 6300 мм. Станки с одним и тем же параметром Н могут иметь различные межцентровые расстояния, кото­рые в тяжелых станках доходят до 25 метров и даже более.

При правильной эксплуатации на станках среднего размера нор­мальной точности могут быть получены поверхности по 8...7 квалитету точности с шероховатостью Ra не более 3,2...1,6 мкм. На специальных особо точных токарных станках при применении инструмента из моно­кристаллических алмазов можно получать поверхности с погреш­ностью формы, определяемой десятыми долями микрометра и шерохова­тостью R z ≤0,1 мкм.

studfiles.net

Тема 5. Станки токарной группы

5.1. Классификация и выбор основных технических показателей станков токарной группы

Токарная обработка (точение) предназна­чена для механического формирования гео­метрии деталей машиностроения лезвийным инструментом посредством снятия стружки. Кинематика резания определяется в основном относительным вращательным движением заготовки с пространственно фиксированной осью вращения и произвольным движением подачи. Объектами обработки являются чаще всего соосные поверхности вращения и пло­ские поверхности деталей типа валов, дисков и втулок, включая нарезание наружных и внут­ренних резьбовых поверхностей, а также поверхности некоторых других форм, напри­мер некруглых, путем введения дополнитель­ного относительного движения инструмента. Формы поверхностей, получаемых спосо­бами токарной обработки, приведены в табл. 5.1.

Классификация станков токарной группы только по технологическим признакам недос­таточна вследствие новых возможностей, пре­доставляемых устройствами ЧПУ в технологи­ческом и конструктивном отношении, поэтому целесообразно использование признаков, от­ражающих конструктивно-видовые особенно­сти токарных станков, а именно: основной конструктивный признак; вспомогательный видовой признак; компоновка; количество позиций закрепления заготовок; число уста­навливаемых инструментов; вид управления; класс точности .

Классификация станков по основным и вспомогательным признакам приведена в табл. 5.2.

Компоновка станков обусловлена поло­жением главной оси вращения заготовки и относительным положением инструмента в пространственной системе координат, исполь­зуемой в ISO recommendation R-841. IIo этому признаку выделяются горизонтальные и вер­тикальные компоновки.

Уровень концентрации операций, вы­полняемых на одном станке, характеризуется числом рабочих позиций и способом закреп­ления заготовок (одно- и многошпиндельная патронная; одно- и многошпиндельная цанго­вая (прутковая); одно- и многошпиндельная центровая; комбинированная), а также усло­виями, определяющими эффективность ис­пользуемого инструмента: числом и сложно­стью форм обрабатываемых поверхностей с различным направлением подачи; числом раз­нотипных инструментов; возможностями про­странственной ориентации инструментов от­носительно заготовки; сопоставимостью вре­мен обработки поверхностей.

По числу позиций закрепления заготовок различают одно- или многошпиндельные кон­струкции, а по числу устанавливаемых инсгрументов - станки одно- или многоместные, много инструментальные и с магазином инст­рументов.

В этой связи особое внимание уделяется концентрации операций токарной обработки, созданию многоцелевых токарных станков, объединяющих выполнение внецентрового сверления, некоторых фрезерных и других подобных операций. При этом принимаются меры для сокращения внецикловых потерь, связанных с переналадкой, контролем, загруз­кой-выгрузкой, сменой инструмента и други­ми, что возможно при наличии развитой сис­темы управления станком на базе ЧПУ.

Возможности и классификация современных токарных станков по степени автоматизации приведены в табл. 5..3.Точность станков регламентируется госу­дарственными (отраслевыми) стандартами, в целом содержащими пять классов точности.

Распределение основных видов станков токарной группы по классам точности приве­дено в табл.5.4. Специальные и специали­зированные станки таблицей не охватываются.Технические и технологические показа­тели токарных станков определяются совокуп­ностью компонентов и их составляющих, ос­новные из которых отражены в табл. 5.5.

Таблица 5.1. Типовые поверхности, получаемые при токарной обработке

Форма поверхности	Способ получения
1. Внешняя круглая цилиндрическая	а) Внешнее продольное круглое точение: ось вращения заготовки и линия подачи параллель­ны; б) Внешнее поперечное круглое точение: ось вращения заготовки и линия подачи взаимно перпендикулярны; в) Внешнее бесцентровое точение: продольное круглое точение несколькими вращающимися инструментами с малым вспомогательным углом в плане при большой подаче
2. Внутренняя круглая цилиндрическая	а) Внутреннее продольное круглое растачивание: ось вращения заготовки и линия подачи парал­лельны; б) Внутреннее продольное сверление (зенкерование, развертывание): ось вращения заготовки и ось инструмента совпадают; в) Внутреннее поперечное круглое растачивание канавки: ось вращения заготовки и подачи вза­имно перпендикулярны на некотором участке
3. Внешняя (внутренняя) торовая поверх­ность	Внешнее (внутреннее) круглое двустороннее то­чение с произвольной подачей комбинацией способов la, 16 и 2а, 2в
4. Внешняя коническая	а) Внешнее продольное точение со смещением одного из центров станка; б) Внешнее продольное точение с поворотом направляющих движения инструмента; в)Внешнее продольное точение с направляющей линейкой; г) Внешнее поперечное точение инструментом с широкой наклонной режущей кромкой
5. Внутренняя коническая	Внутреннее продольное растачивание аналогично способам 46, 4в. поперечное - способу 4г
6. Внешняя винтовая	а) Внешнее продольное винтовое точение однозубым инструментом с подачей, равной шагу, и профилем режущей кромки, соответствующим профилю резьбы; б)То же, многозубым инструментом (резьбовой гребенкой); в)То же, многозубым охватывающим инструмен­том (плашкой); д) Внешнее продольное охватывающее фрезеро­вание многозубым инструментом;

Продолжение табл. 5.1

Форма поверхности	Способ получения
	г) Внешнее продольное нарезание многозубым вращающимся инструментом; д)Внешнее поперечное винтовое точение торцо­вых спиралей с произвольным шагом, равным подаче, и профилю резьбы по способу 1б; е) Внешнее продольное наружное фрезерование многозубым инструментом
7. Внутренняя винтовая	а) Внутреннее продольное нарезание однозубым инструментом, профиль режущей кромки кото­рого соответствует профилю впадины резьбы; б)Внутреннее продольное нарезание многозубым инструментом (метчиком) соосно оси вращения заготовки с подачей, равной шагу резьбы метчика
8. Внешняя плоская	а) Внешнее поперечное подрезное точение на­правление подачи перпендикулярно оси враще­ния заготовки; б) Внешнее продольное подрезное точение; глав­ная режущая кромка инструмента перпендику­лярна оси вращения заготовки; в)Внешнее прорезное точение
9. Внутренняя плоская	Внутреннее поперечное подрезное точение ана­логично способам На и 8в, продольное по 8б
10. Внешняя фасонная	а) Внешнее поперечное отрезное точение про­фильным инструментом; б) Внешнее продольное точение вращающимся профильным инструментом; в) Внешнее копировальное точение с управляе­мым движением подачи
11. Внешнее некруглое	а) Внешнее прорезное некруглое точение с управляемым движением подачи; б) Внешнее продольное некруглое точение при тех же условиях

Таблица 5.2. Классификация станков токарной группы по основным и вспомогательным признакам

Основные признаки	Вспомогательные признаки
Токарные и токарно-винторезные станки	Универсальные токарно-винторезные Патронные и патронно-центровые Патронно-прутковые и патронно-центровые прутковые Настольные
Токарные полуавтоматы и автоматы	Поперечного и продольного точения Одно шпиндельные программируемые Одно шпиндельные вертикальные Многошпиндельные горизонтальные с вра­щающимися заготовками Многошпиндельные горизонтальные с вра­щающимися инструментами Многошпиндельные вертикальные Фронтальные
Токарные револьверные станки	Горизонтальная револьверная головка Вертикальная револьверная головка
Токарные копировальные станки	Многорезцовые Гидрокопировальные
Карусельные и лобовые станки	Одностоечные Двухстоечные
Токарные затыловочные станки	Универсальные
Резьбо обрабатывающие станки	Гайконарезные Резьбонарезные Резьботокарные
Токарные специализированные и специаль­ные	Для обработки турбинных колес, гильз, ци­линдров, труб, коленчатых валов и др.

Таблица 5.3. Классификация токарных станков по степени автоматизации

Степень автоматизации	Набор автоматически выполняемых функций
Ручное управление	Установка заготовки и инструмента, позиционирование рабочих орга­нов и формирование базовых циклов вручную. Автоматизированное позиционирование рабочих органов и формиро­вание базовых циклов
Полуавтоматическое управление	Постоянство базовых циклов, сформированных вручную. Частичное изменение этапов базовых циклов вручную. Произвольное изменение базовых циклов с заменой инструмента вручную
Автоматическое управление	Произвольное автоматическое изменение базовых циклов с заменой инструмента. Произвольное автоматическое изменение порядка выполнения базовых циклов с соответствующей сменой порядка работы инструмента. То же, включая манипуляции с заготовкой и обработанной деталью. Полная автоматическая организация цикла изготовления детали

Таблица 5.4. Классы точности и основные виды станков токарной группы

Ни одно современное предприятие, занимающее определенную нишу в машиностроении или другой отрасли промышленности, не может обойтись без станков. И совершенно не важно – крупный завод или частная фирма – в любом случае на производстве нужны станки по металлу.

Однако сразу стоит отметить, что на сегодняшний день станки для работы с металлом имеют множество различных видов и типов, оборудование отличается между собой по функционалу, а также индивидуальному опционному наполнению. Эти и некоторые другие факторы позволяют нам определить виды металлообрабатывающих станков по характеристикам и основным признакам.

Начнем с азов. Среди других промышленных агрегатов главным отличием станков является наличие станины, на верхней поверхности которой, собственно, и устанавливается главный рабочий «орган». Металлообрабатывающим элементом может являться небольшой абразивный круг, алмазная коронка и даже сверло – все зависит от того, какую операцию необходимо выполнить. Зачастую общий вид металлообрабатывающего станка представлен массивной конструкцией с электродвигателем, платформой подачи, разнообразными фиксаторами, рабочей оснасткой и прочими элементами. Стоит заметить, что станки для дома (бытовые) и домашних мастерских выглядят намного скромнее, нежели промышленные агрегаты, используемые на предприятиях. Да и в последнее время станки уже выпускают не только стационарные. Сегодня можно встретить и мобильные настольные станки по металлу, а также мини-станки по металлу. Причем даже сами производители не всегда четко могут определить грань между малогабаритным компактным станком и ручным электроинструментом.

Одним из наиболее ярких представителей категории мобильных металлообрабатывающих агрегатов является настольный токарный станок по металлу. Конечно, купить настольные станки по металлу легче, так как их стоимость на порядок меньше, чем на стационарные аналоги, но при этом их компактность и отсутствие определенных органов обработки и управления не дает возможности поставить их в один ряд с крупногабаритным оборудованием.

Токарные станки

Наверное, это одна из популярнейших категорий металлообрабатывающих станков. Токарный станок по металлу способен выполнять практически весь спектр операций, связанных с обточкой деталей. На таком станке можно корректировать формы металлических заготовок, которые имеют свои тела вращения, а также осуществлять проточку пазов, резку и в некоторых случаях даже сверление. Подытожив, можно сделать вывод, что токарные станки служат для обработки заготовок в форме тел вращения. При этом в процессе обточки заготовки она приобретает цилиндрическую или коническую форму.
На данный момент существуют различные виды токарных станков, применяемых в разнообразных областях промышленности. К примеру, в деревообрабатывающей промышленности используются крупногабаритные токарные станки для создания пиломатериала округлой формы, а для личного использования применяются токарные мини-станки по металлу, которые компактно размещаются в частном доме или гараже.

Распиловочные станки

К этой относятся агрегаты, способные распилить заготовку на несколько частей. К таким режущим агрегатам относится ленточнопильный станок по металлу, а также циркулярный отрезной станок по металлу. Циркулярные устройства осуществляют только поперечный распил заготовок, делается это обычно в поточном режиме. Такие модели станков активно используются в домашнем хозяйстве, так как их операционные возможности являются весьма востребованными.
могут выполнять продольный распил заготовки. К примеру, однопильный ленточный станок может разрезать заготовку вдоль на две одинаковые части, а двупильный агрегат сможет «поделить» заготовку в двух уровнях, таким образом, разрезав ее на три части.

Фрезерные станки

Ориентированы на создание профилей определенного вида. Зачастую фрезеровка используется для обработки плоских заготовок путем снятия кромок на заданную высоту. Такие станки применяются как для обработки дерева, так и для работы по металлу. В деревянном производстве с помощью одного фрезера выпускают полноценные строительные материалы – шипы, вагонку, плинтусы и т.д.

Станки для сверления отверстий

Не менее востребованы в домашних мастерских, а также на производстве . С их помощью с легкостью можно создать сквозное или глухое отверстие. Данные станки, в отличие от обычных электродрелей, обеспечивают более точное сверление. Кроме того, сверлильные станки гораздо мощнее, что позволяет проделывать с их помощью отверстия большого диаметра. Самыми распространенными считаются с верхним расположением шпинделя. В отдельную категорию стоит выделить сверлильно-долбежные станки, которые, помимо сверлильных операций, могут выполнять и некоторые фрезерные действия. Но так как это все-таки сверлильный станок, то фрезеровка на нем получается не совсем традиционной, а несколько узконаправленной.

Достаточно широкий ассортимент станочных агрегатов представлен в сегменте оборудования для поверхностной обработки заготовок и деталей. Обобщенно такие операции позиционируются как шлифовочные, но, стоит заметить, что это лишь часть функций, которые могут выполнять такие агрегаты. Тип обработки, который будет выполнять какая-то конкретная машина, зависит только от ее конструкционного исполнения.

Классификация станков по возможному материалу обработки

Все производственные станки разделяются по своим техническим характеристикам, исходя из материала заготовок, которые они будут обрабатывать. Так, металл и древесина считаются основными материалами, с которыми работает станочное оборудование. Для работы с деревянными заготовками подходят станки с более слабыми показателями мощностями. Но, с другой стороны, деревообрабатывающие станки должны обеспечиваться более гибкими настройками по операциям. Что касается станков для металлообработки, то они требуют более высокой мощности и надежной элементной базы. Наиболее популярными считаются токарные, фрезерные и сверлильные станки.

Классификация станков по типу управления

Станки с ручным управлением постепенно уходят в прошлое. Конечно, сейчас купить токарный станок по металлу с ручным управлением легко, но их приобретают все реже и используются они зачастую в небольших мастерских для производства штучных деталей. В то же время, крупные предприятия стремятся переориентировать свои мощности на автоматизированные установки. К этому сегменту относятся различные станки, отличающиеся своим уровнем автоматизации. Одним из наиболее востребованных считается станок с ЧПУ по металлу, с помощью которого можно выставить высокоточные настройки обработки.

Заключение

Большинство станков, активно применяющихся как в промышленности, так и в частном использовании – это агрегаты для выполнения механической обработки. Сверление, шлифовка, торцовка, резка – для выполнения этих операций используются различные металлические насадки, которые можно спокойно приобрести в специализированных магазинах. На сегодняшний день купить станки по металлу довольно-таки просто. Рынок заполнен как новым оборудованием, так и б/у. Главное знать, как работать на них. Цена на станки по металлу зависит от их комплектации, а также от производственной направленности. Важно знать, что покупая любой станок, практически всегда приходится дополнительно приобретать резцы для станка по металлу, цены на эти изделия зависят напрямую от их качества. Отдельно хочется сказать о станках с ЧПУ – за этими обрабатывающими агрегатами будущее, так как они высокоточно выполняют заданные работы и при этом практически не нуждаются в участии человека. Единственное, что до сих пор сдерживает большинство предприятий от перехода на современное оборудование – это высокая цена на токарный станок по металлу с ЧПУ и сложность организации работы с таким современным оборудованием.

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:

1. одношпиндельные автоматические и полуавтоматические.
2. многошпиндельные автоматические и полуавтоматические.
3. револьверные многошпиндельные автоматические токарные установки.
4. сверлильно-отрезные;
5. карусельные;
6. винторезные;
7. многорезцовые;
8. специализированные;
9. 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:

1. 16К20Г — с выемкой в станине.
2. 16К25 – облегчённая модель, предназначенная для изготовления деталей из заготовок диаметром до 50 см. Расположение заготовки над станиной — горизонтальное.
3. 16К20П – имеет повышенный класс точности, благодаря специальным подшипникам.
4. 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:

1. станина;
2. фартук;
3. шпиндельная (передняя) бабка;
4. суппорт;
5. 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:

1. 2-метровые;
2. 2 м 52 см;
3. 3 м 18 см;
4. 5 м 4 см;
5. 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:

1. прутковый;
2. 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.