Устройство токарно-винторезного станка

Токарно-винторезные станки с ручным управлением являются наиболее универсальными станками токарной группы и используются главным образом в условиях единичного и мелкосерийного производства. Конструктивная компоновка станков этого типа практически одинакова. Станок имеет следующие основные сборочные единицы (рис. 18):

Рис. 18. Токарно-винторезный станок

 

- станину 7, на которой монтируются все механизма станка;

- переднюю (шпиндельную бабку) 2, в которой размещают коробку скоростей, шпиндель и другие элементы;

- коробку подач 1, передающие движение от шпинделя к суппорту 11 с необходимым передаточным числом с помощью ходового винта 8 при нарезании резьбы или ходового вала 9 при обработке других поверхностей;

- фартук 10, в котором вращение винта 8 или вала 9 преобразуется в поступательное движение суппорта 11 с инструментом;

- заднюю бабку 5, в пиноли которой может быть установлен центр для поддержки обрабатываемой заготовки или осевой инструмент (сверло, развертка и т.п.) для обработки центрального отверстия в заготовке, закрепленной в патроне;

- суппорт 11 служит для закрепления режущего инструмента в резцовой каретке и сообщения ему движения подачи. Суппорт состоит из нижних салазок (каретки), перемещающихся по направляющим 6 станка. По направляющим нижних салазок, в направлении, перпендикулярном линии центров, перемещаются поперечные салазки 3, на которых расположена резцовая каретка 4 с резцедержателями. Резцовая каретка смонтирована на поворотной части, которую можно устанавливать под углом к линии центров станка.

Легкие токарные станки применяют в инструментальном производстве, приборостроении, часовой промышленности, в экспериментальных и опытных цехах предприятий. Эти станки выпускают как с механической подачей, так и без нее.

На средних станках производят 70…80 % общего объема токарных работ Эти станки предназначены для чистовой и получистовой обработки, а также для нарезания резьб разных типов и характеризуются высокой жесткостью, достаточной мощностью и широким диапазоном частот вращения шпинделя и подач инструмента, что позволяет обрабатывать детали на экономичных режимах с применением современных прогрессивных инструментов из твердых сплавов и сверхтвердых материалов. Средние станки оснащают различными приспособлениями, расширяющие их технологические возможности, облегчающими труд рабочего и позволяющими повысить качество обработки; они имеют достаточно высокий уровень автоматизации.

Крупные и тяжелые токарные станки применяют в основном в тяжелом и энергетическом машиностроении, а также в других отраслях для обработки валков прокатных станов, железнодорожных колесных пар, роторов турбин и др.

Одной из широко распространенных моделей токарно-винторезных станков является модель 16К20. Данный станок предназначен для выполнения различных токарных, сверлильно-расточных и резьбонарезных работ.

Кинематическая схема вышеуказанного станка приведена на рис. 19.

Главное движение – вращение шпиндель получает от электродвигателя М1 (N = 10 кВт; n = 1460 мин^-1) через клиноременную передачу и коробку скоростей. Фрикционная муфта служит для включения, выключения и изменения направления вращения шпинделя.

 

 

Кинематическое уравнение цепи для правого вращения можно записать:

При правом вращении шпиндель получает 24 значения частот вращения. Практически же шпиндель имеет 22 частоты вращения, так как значения n = 500 мин^-1 и n = 630 мин^-1 повторяются дважды.

При левом вращение кинематическое уравнение цепи главного движения будет иметь вид

 

Привод подач состоит из звена увеличения шага, механизма реверса, гитары сменных колес, коробки подач и механизма передач фартука. Движение подачи осуществляется или непосредственно от шпинделя через пару зубчатых колес , как показано на схеме (нормальное соединение) или через звено увеличения шага, которое расположено в коробке скоростей и имеет три передаточных отношения:

 

; .

 

Для изменения направления ходового винта служит реверсивный механизм. Правое вращение винта производится через пару зубчатых колес , левое – через передачу . Дальше вращение передается сменным зубчатым колесам гитары: передачу применяют при нарезании метрических и дюймовых резьб и для подачи по ходовому валу.

Коробка подач имеет две основные кинематические цепи, из которых одна служит для нарезания метрических резьб, а вторая для нарезания дюймовых резьб.

Нарезание метрических резьб со стандартным шагом осуществляется по кинематической цепи:

_.

 

Для нарезания дюймовой резьбы с шагом Р (для дюймовой

резьбы , где - число ниток на ) уравнение кинематической цепи имеет вид

Уравнение кинематической цепи от шпинделя к ходовому винту для нарезания резьбы повышенной точности с шагом Р имеет вид

.

Кинематическая цепь подачи, связывающая, шпиндель с ходовым валом, должна обеспечивать за один оборот шпинделя перемещение суппорта на величину подачи S. Общие уравнения кинематических цепей подач следующие:

- для продольной подачи

- для поперечной подачи

 

Быстрые перемещения суппорта осуществляются от отдельного электродвигателя ( 1 кВт; 1360 мин^-1), расположенного с правой части станины станка.