Токарные станки, виды обработки на них и оснастка к ним

Наиболее многочисленную группу металлорежущих станков составляют токарные станки. Они используются в механических, инструментальных и ре­монтных цехах машиностроительных и других заводов, а также в различных ремонтных мастерских. Станки токарной группы применяют обычно для обработки де­талей, имеющих форму тел вращения. Работы на этих станках обес­печивают получение наружных и внутренних цилиндрических и ко­нических поверхностей, фасонных поверхностей и торцовых плос­костей, резьбы на цилиндрических и конических поверхностях и др. К деталям, изготовляемым на токарных станках, относятся ва­лики, втулки, оси, болты, винты, шпильки, диски, шайбы и т. д. Согласно классификации металлорежущих станков, токарные станки подразделяются на следующие основные типы:

Токарно-винторезные станки, предназначенные для выполне­ния всех основных токарных работ, включая нарезание резьбы рез­цом при помощи ходового винта. Эти станки имеют самое широкое распространение. Токарные станки, не имеющие ходового винта и применяемые для разнообразных видов токарных работ, за исключением нареза­ния резьбы резцом. Лобовые станки, снабженные планшайбами большого диаметра (до 2 м и более). Они служат для обтачивания крупных деталей большого диаметра и малой длины — шкивов, маховиков и т. д. Карусельные станки, имеющие вертикальную ось вращения шпинделя и горизонтальную поверхность планшайбы (стола). Применяются они, так же как и лобовые станки, для обработки тяжелых деталей большого диаметра и малой длины. Многорезцовые токарные станки, служащие для одновременной обработки заготовки несколькими резцами. Токарно-револьверные станки, имеющие револьверные головки, с помощью которых заготовки обрабатываются поочередно несколь­кими инструментами. Токарные полуавтоматы и автоматы, служащие для изготов­ления больших партий деталей из пруткового материала. Специальные токарные станки, служащие для выполнения определенных видов работ. К ним относятся отрезные, копироваль­ные, затыловочные и другие станки. Основными размерами, которые характеризуют токарный ста­нок, являются: наибольший допустимый диаметр обрабатываемой заготовки, высота центров над станиной и расстояние между ними. По этим размерам можно определить максимальные диаметр и длину заготовки, которую можно установить и обработать на дан­ном станке.

Рабочие приспособления для токарной обработки. Характер ба­зирования и закрепления заготовки в рабочих приспособлениях токарных станков зависит от типа станка, вида обрабатываемой поверхности, типа заготовки (вал, диск, кольцо, некруглый стержень), отношения длины заготовки к ее диаметру, требуемой точности обработки и т.д. При обработке круглых стержней на уни­версальных токарных станках чаще всего применяется трех- или шестикулачковыйсамоцентрирующий патрон (рис. 7.3, а). При необходимости установки заготовки эксцент­рично относительно ее оси вращения применяют четырехкулачковый патрон, в котором каждый кулачок перемещается независимо от остальных. При отношении длины заготовки к ее диаметру от 4 до 10 консольное закрепление заготовки (только в патроне) неприменимо, необходима поддержка второго ее конца. В торце заготовки предварительно просверливают (специальным центровочным сверлом) коническое отверстие, в которое вставляют задний центр (рис..3, б). Центр выполняют с неподвижной или подвижной конусной частью. Конусная часть неподвижного центра выполняется из легированных сталей или в виде вставки из твердого сплава. Центры с подвижной конусной частью применяют при точении с большими толщинами срезаемого слоя или при больших скоростях резания. При обработке торца заготовки, уста­новленной в центрах, применяют срезанный центр (рис. 7.3, в). Часто заготовку базируют в двух центрах. При отношении длины заготовки к ее диаметру больше 10 заготовке необходима третья опора, в качестве которой применяют подвижные или неподвижные люнеты. Неподвижный люнет (рис. 7.3, ж) устанавливают на станине, подвижный — на продольных салазках суппорта. Для об­работки заготовок на станках с полуавтоматическим или автома­тическим циклом применяют цанговые патроны. На рис. 7.3, з показан цанговый патрон для базирования и закрепления заготовки по отверстию. Заготовка 2 устанавливается на корпусе 1, имеющем упругие лепестки с внутренним конусом. Привод патрона может быть механическим (винтовой или пружинный), гидравлическим или пневматическим. Для базирования и закрепления нежестких втулок по отверстию применяют патроны и различные оправки (цилиндрические с запрессовкой заготовки, конические, упругие с гидропластмассой, тарельчатыми пружинами, гофрированными втулками и т.д.).

Рис. 7.3. Рабочие приспособления, применяемые в токарных станках:

а — трехкулачковый патрон; б — неподвижный центр; в — срезанный центр; г —шариковый центр; д — обратный центр; е — хомутик; ж — неподвижный люнет; з — цанговый патрон; 1 — корпус; 2 — заготовка; 3 — кулачки; 4 — конус

14. Настройка делительных кинематических цепей на токарных станках при резьбонарезании (разобрать пример)

Настройка кинематических цепей при выполнении разнообразных работ на токарно-винторезных станках сводится к подбору передаточных отношений передач коробок скоростей, подач и других механизмов, что осуществляется переключением соответствующих рычагов. Исключение представляет нарезание особо точных резьб или резьб с ненормализованным шагом. Конечным звеном резьбонарезной цепи является ходовой винт 68 (см. рис. 9) и маточная гайка, поэтому уравнение настройки согласно равенствам (5) и (9) можно написать в следующем виде (имея ввиду однозаходность винта)

1 оборот шпинделя i х t_B = t_H, (11)

Где i — передаточное отношение кинематической цепи от шпинделя до ходового винта.

t_Н — шаг нарезаемой резьбы;

t_П — шаг ходового винта;

Так как для рассматриваемого случая валы X, XII, XV и ходовой винт 68, связанные муфтами 98, 99 и 101, представляют собой единое звено, то передаточное отношение цепи

i = i_п х i_г. (12)

где

i_п — передаточное отношение постоянных передач;

i_г — передаточное отношение сменных колес (гитары) звена настройки. На основании уравнений (11) и (12)

i_г = (1/ i_п) х (t_H/ t_B)

Обозначив 1/ i_п через С, получим

i_г = С х (t_H/ t_B) (13)

Передаточное отношение i_п чаще всего равно 1: 1 или 1: 2. Применительно к кинематической схеме, изображенной на рис. 9, значение i_п может быть различным, в зависимости от положения блоков с зубчатыми колесами 26—28 и 35—33 на валах VIII и IX.

Если колесо 25, сидящее на шпинделе, сцеплено с колесом 26, то вращение механизму подач сообщает непосредственно шпиндель, и передаточное отношение постоянных передач i_п от шпинделя к звену настройки (к гитаре) будет —

(60/60) х (42/42) = 1 или (60/60) х (28/56) = 1/2 (валы V, VIII, IX).

при нарезании резьбы с большим шагом (14—192 мм) передача движения осуществляется через звено увеличения шага, В этом случае блок колес 15—21 на шпинделе занимает правое положение, а колесо 27 на валу IV зацепляется с колесом 28 на валу VIII.

Передаточное отношение цепи от шпинделя до гитары (до вала /X) при сцеплении колес в такой последовательности будет в одном из вариантов таким:

i_п = 54/27 х 88/22 х 88/22 х 45/45 х 42/42 = 32

Включение звена увеличения шага из четырех вариантов зацепления колес дает увеличение передаточного отношения от шпинделя до вала VIII в 2; 8 и 32 раза, что соответственно дает увеличение шага нарезаемой резьбы тоже в 2; 8 и 32 раза. В последнем варианте в реверсивном механизме (валы VIII и IX) включаются колеса 32 и 33 с передаточным отношением i = 1/2, поэтому шаг нарезаемой резьбы увеличивается не в 32, а в 16 раз.

Примеры настройки винторезной цепи без коробки подач. Настройку винторезной цепи будем производить только гитарой, выключив коробку подач (замыкаются муфты 98, 99, 101 и размыкается механизм Нортона; см. рис. 9).

Пример 1. Настроить станок 1К62 на нарезание однозаходной метрической резьбы с шагом t_H = 1,75 мм.

Шаг ходового винта t_B = 12 мм. Примем С = 1, т, е. замкнем колеса 34—35 с i = 1, тогда по уравнению (13)

i_г = t_H/ t_B = 1.75/12 = 7/12 x 1/4 = 35/60 х 20/80

Как видим, на гитаре надо установить две пары зубчатых колес. Проверим условие их сцепляемости, согласно уравнению (151): для первой пары — а + Ь > с + 15; 35 + 60 > > 20 + 15; 95 > 35; для второй пары — с + d > b + 15; 20 + 80 > 60 + 15; 100 > 75.

Как видим, сцепляемость зубчатых колес обеспечена.