Токарные автоматы и полуавтоматы

Токарные автоматы - это станки, у которых все движения автоматизированы. У полуавтоматов не автоматизированы только установка    и снятие заготовки.

В этих станках широко используются высокоэффективные приемы обработки: точение широкими резцами с поперечной подачей, применение резьбонарезных головок, одновременное использование нескольких инструментов (двумя и более резцами, резцами и сверлом и др.). Сочетание таких приемов позволяет быстро и точно вести обработку детали.

Автоматы могут быть одно- и многошпиндельные.

Многошпиндельные делятся на автоматы   параллельного и последовательного действия.

На станках параллельного действия на всех шпинделях производятся одни и те же операции.

В станках последовательного действия каждый шпиндель с деталью занимает последовательно ряд позиций, на которых производятся      различные виды обработки. Шпиндели автоматов помещаются в шпиндельном барабане, который после каждого цикла поворачивается на   определенный угол.

По виду заготовки автоматы и полуавтоматы могут быть:

патронные (для штучных заготовок) и прутковые.

По степени универсальности:

узкого назначения и универсальные.

По характеру выполняемой работы:

        фасонно-отрезные, фасонно-продольные и токарно-револьверные.

 

Токарно-винторезные станки с ЧПУ

Наибольшей универсальностью и производительностью обладают токарно-винторезные станки с ЧПУ (числовым программным управлением). 

Общий вид станка С560Е (Болгария) показан на рисунке 1.4.

 

 

Рисунок1.4. Токарно-винторезный станок с ЧПУ.

 

Токарно-винторезные станки

Наибольшее применение имеют универсальные токарно-винторезные станки (Рис.1.5 и 1.6), на которых могут выполняться все виды    токарных работ:

 

 

Рисунок1.6. Токарно-винторезный станок 16ТВ30 Рисунок.1.5. Токарно-винторезный станок 16В20.

 

Основные узлы токарно-винторезного станка

Токарно-винторезные станки, несмотря на разнообразие их конструкций и размеров, имеют общие узлы и детали.

На рис.1.7 показан общий вид современного токарно-винторезного станка 16В20.

 

 

 

Рисунок1.7. Общий вид токарно-винторезного станка 16В20:

1 – передняя тумба; 2 – коробка подач; 

3 - передняя бабка с коробкой скоростей и шпинделем;

 4 – заградительная сетка; 5 – защитный экран; 

6 – каретка с суппортом; 7 – задняя бабка с пинолью; 

8 – ходовой вал; 9 – фартук; 10 – ходовой винт; 

11 – станина; 12 – поддон; 13 – пульт управления.

 

Станина

На станине 11, установленной на двух тумбах, монтируются все ос­новные узлы станка (Рис.1.7).

Станина изготовляется из чугуна и состоит из двух продольных  стенок, соединенных поперечными ребрами жесткости.

Станина имеет две плоские и две призматические на­правляющие.

Каретка суппорта движется, опираясь на одну призматическую и одну плоскую направляющие. Другие направляющие - призматическая   и плоская - служат для передвижения задней бабки и за­крепления ее в требуемом положении.

На левом конце станины закрепляют переднюю бабку.

Передняя бабка

Передняя бабка 3 служит для закрепления обрабатываемой детали и передачи ей главного движения - вращения. На­иболее ответственной деталью передней бабки является шпиндель, представляющий собой стальной пустотелый вал. На переднем конце шпинделя нарезана точная резьба, на которую можно навернуть патрон (кулачковый, поводковый, цанговый, мембранный) или планшайбу. В этом же конце шпинделя имеется коническое отверстие, в которое можно вставлять передний центр. Шпиндель вращается в подшипниках передней бабки.

В пе­редней бабке расположена коробка скоростей, в которой    вращательное движение вала электро­двигателя преобразуется в необходимое по скорости и направле­нию вращение шпинделя.

Имеются токарные станки с коробкой ско­ростей, расположенной вне корпуса передней  бабки.

 

 

Механизмы подачи

Движения подачи режущего инструмента относительно вращающейся заготовки осуществляются механизмами подачи, которые размещаются в коробке подач 2 и фартуке суппорта 9.

Механизмы подачи предназначены для передачи движения от шпинделя к суппорту с резцом.

 

Суппорт

Суппорт (Рис.1.8) токарного станка предназначен для закрепления   на нем режущего инструмента и сообщения ему движения подачи при обработке. Нижняя плита 1 суппорта, называемая карет­кой или продольными салазками, перемешается по направляющим станины механически или вручную. Резец при этом движется в продольном направлении (это и есть движение продоль­ной подачи).

На верхней поверхности каретки имеются поперечные направляющие 12 в форме ласточкина хвоста, расположенные перпендикулярно к направляющим станины. На направляющих 12 перемещаются поперечные салазки 3 суппорта, посредством которых резец получает движение, пер­пендикулярное к оси шпинделя. На верхней поверхности поперечных салазок 3 расположена поворотная плита 4 суппорта, которая закрепляется после поворота гайкой 10.

 

 

Рисунок 1.8. Суппорт токарно-винторезного станка.

 

 

На верхней поверхности поворотной плиты расположены направляющие 5, по которым при вращении рукоятки 13 пере­мещается верхняя плита 11 - верхние салазки суппорта.

На верхней части суппорта устанавливают резцедержатель или резцовую головку для закрепления резцов. Чаще всего на токарно-винторезных станках средних разме­ров применяют четырехгранные   поворотный резцедержатель (Рис.1.8), в котором можно закрепить 4  резца одно­временно. Работать можно любым из установленных резцов. Для этого нужно повернуть головку и поставить требуемый резец в    рабочее положение.

Перед поворотом резцедержатель необходимо открепить, повернув рукоятку 9, связанную с гайкой, сидящей на винте 7.

После каждого поворота головку нужно снова зажать рукояткой 9.

На мелких и средних станках применяют одноместный резцедержатель 5 (рис.1.9 а).

Нижняя часть 1 резцедержателя, имеющая Т-образную форму,      закрепляется на верхней части суп­порта гайкой 4. Для регулирования положения режущей кромки по высоте центров в резцедержателе имеется подкладка 2, нижняя сферическая поверхность которой опирается    на такую же поверхность колодки резцедержателя. Закрепляют резец      в резцедержателе двумя болтами 3.

 

 

Рисунок1.9. Резцедержатели

 

 

На крупных токарных станках применяют одноместные резцедержатели (Рис.1.9 б). В этом случае резец устанавливают на поверхность 7 верхней части суппорта и закрепляют планкой 2, затягивая гайку 4.

Для предохранения болта 3 от изгиба планка 2 поддерживается винтом 5, опирающимся на башмак 6. При отвертывании гайки 4 пружина 1 приподнимает планку 2.

 

Фартук

К нижней поверхности продольных салазок суппорта при­креплен фартук 9 (Рис.1.7) - часть станка, в которой заклю­чены механизмы для продольного и поперечного перемещения суппорта с резцом. Эти перемещения могут совершаться механи­чески и вручную.

Движение продольной подачи резца при выполнении всех токарных работ, кроме нарезания резьбы резцом, осуществляется при помощи, скрепленной со станиной зубчатой рейки и катящегося по ней зубчатого (реечного) колеса. Это колесо может получать вращение либо механически - от ходового вала 8, либо вручную.

Движения поперечной и наклонной подачи резца осуществляются винтовыми механизмами также механически или вручную.

Задняя бабка

Корпус задней бабки 7 (Рис.1.7)расположен на плите, передвигаемой по направляющим станины. В отверстии корпуса может в продольном направлении перемещаться пиноль с закрепленной в ней гайкой. С     переднего конца пиноль снабжена коническим отверстием, в которое вставляется кониче­ский хвостовик центра, а иногда хвостовая часть сверла, зен­кера или развертки. Перемещается пиноль при помощи маховичка вращающего винт, который при вращении перемещает гайку,        а вместе с ней и пиноль.

Чтобы при вращении маховичка пиноль не проворачивалась, в ней сделан (внизу) шпоночный паз, в который входит шпонка, заложенная в корпус задней бабки. Закрепление пиноли в корпусе бабки осуществляется рукояткой с эксцентриком. Оси шпинделя станка и пиноли задней бабки должны совпадать, для установки пиноли по оси шпинделя служит поперечный винт.

Поперечным винтом можно смещать корпус относительно плиты   в поперечном направлении, к чему прибегают иногда при точении    конических поверхностей.

Для обтачивания в центрах деталей разной длины перемещают   заднюю бабку вместе с плитой вдоль станины и закреп­ляют в нужном положении двумя зажимными болтами и скобой к станине станка.    Отпустив скобу, передвигают заднюю бабку и, установив ее в нужном положе­нии, снова затягивают скобу.

В некоторых конструкциях токарно-винторезных станков задняя бабка крепится на станине одной рукояткой при помощи эксцентрикового зажима и системы рычагов.

Чтобы удалить задний центр из конического отверстия пи­ноли, вращают маховичок пинолитаким образом, чтобы пиноль втягивалась в корпус задней бабки до отказа. В крайнем положе­нии конец винта      выталкивает центр.

 

Режущий инструмент

При выполнении работ на токарных станках приходится использовать разнообразные режу­щие инструменты: резцы, сверла, зенкеры,   развертки, метчики, плашки и др.

Чаще всего используются токарные резцы.

Классификация резцов

 

Классификация токарных резцов представлена на рис. 1.10  и  1.11.

 

 

 

Рисунок 1.10. Токарные резцы по назначению:

а – проходной прямой; б - проходной упорный; в – подрезной; г – прорезной; д - отрез­ной;

е, ж –расточные; а - резьбовой для наружной резьбы; и - резьбовой для внутренней резьбы; к, л – фасонные.

 

Проходные резцы (Рис.1.10 а, б и 1.11 а,б) применяют для наружного   точения деталей с продольной подачей. Они разделяются на проходные с углом φ = 45; 60 и 75° и проходные-упорные с углом φ = 90°      (Рис.1.10 б и 1.11 в) для обработки уступов.

Подрезные (торцовые) резцы (Рис.1.10 в и 1.11 г)применяют для           обработки торцовых поверхностей.

                       а)                                                        б)

                      в)                                                        г)

 

                                         д)                                                    е)

 

Рисунок1.11. Стандартные конструкции токарных резцов:

 - проходные: прямой (а), отогнутый (б)  и  упорный (в); - подрезной (г); - расточные: для сквозных (д) и глухих (е) отверстий.

Прорезные (Рис.1.10 г) и отрезные (Рис.1.10 д) резцы используют для прорезания прямоугольной канавки определенной ширины b и отрезания обрабо­танной детали.

  Расточные резцы применяют для растачивания сквозных (Рис.1.10 е и 1.11 д)и глухих (Рис.1.10 ж  и 1.11 е) отверстий.

Резьбовые резцы применяют для нарезания наружной (Рис.1.10 з) и внутренней (Рис.1.10 и) резьб.

Фасонные резцы (Рис.1.10 к,л) используют для обработки различных фасонных поверхностей.

По направлению подачи резцы делятся на правые и левые

Правыми называют резцы, которыми работают при подаче справа налево, т. е. от задней к передней бабке станка, и у которых соответственно этому главная режущая кромка распо­ложена слева.

Левыми называют резцы, которыми работают при подаче слева   направо, т. е. от передней к задней бабке станка. Главная режущая  кромка левых резцов расположена справа.

По форме головки резцы делятся на прямые и отогнутые.

Прямыми называют резцы, у которых ось резца в плане прямая, отогнутыми - резцы, у которых ось резца в плане отогнута вправо или влево.

Отогнутые проходные резцы очень удобны при продольном обтачивании поверхностей, расположенных близко к кулачкам патрона. Кроме того, эти резцы применяют при продольном обтачивании с последующей обработкой торцовой поверхности детали.

По материалу режущей части резцы разделяются на быстрорежущие, твердосплавные, минералокерамические, из композитов и алмазные

Быстрорежущие резцы применяют для черновой и чистовой        обработки стали и сплавов цветных металлов на станках сравнительно небольшой мощности.

Твердосплавные резцы используют для черновой и чистовой обработки чугуна, стали, цветных металлов и неметаллических материалов на современных мощных, быстроходных токарных станках

Резцы с минералокерамическими пластинками применяют для     получистовой и чистовой обработки чугуна и стали  с высокой скоростью резания при условии безударной нагрузки,

Алмазные резцы предназначены для тонкого точения и растачивания преимущественно цветных металлов и сплавов.

Резцы из композитов (эльбор-Р, гексанит-Р и др.) используют при чистовом точении высокотвердых чугунов, закаленных сталей с высокой скоростью резания.

По способу присоединения режущей части резца к его стержню  различают резцы цельные, составные с неразъемным креплением   (наварные, напайные) и сборные (с механическим креплением),       

Резцы из быстрорежущей стали делают обычно не цельными, а на­варными: у них пластинка из быстрорежущей стали приваривается к стержню, изготовленному из конструкционной углеро­дистой стали.

Твердосплавные резцы делают чаще всего напайными: к стержню, изготовлен­ному из конструкционной углеродистой стали, специальным припоем припаяна пластинкатвердого сплава. Такие резцы просты в изготовлении, но имеют ряд недостатков. Одним из недостатков такого метода крепления твердосплавной пластинки является образование    после напайки мелких трещин в пластинке.

Этих недостатков не имеют сборные резцы с механическим креплением неперетачивоемой многогранной твердосплавной пластинки.  Пластинка из твердого сплавакрепится к стержню прижимной план­койи болтом.

Керамические пластинки, как итвердосплавные, обычно крепят к державке механическим способом.

Резцы, оснащенные композитами, выполняются в виде металлических вставок, которые механически крепятся в державках.