Токарний верстат – види, класифікація, техніка безпеки
Використовуючи токарний верстат однією з сучасних моделей, можна виконувати досить великий перелік технологічних операцій по обробці металу. Але переважно на такому обладнанні виконують обробку зовнішніх і внутрішніх поверхонь заготовок, що мають циліндричну, конічну та фасонную конфігурацію.
Сучасний токарний верстат
Історія появи і розвитку обладнання
На думку істориків, токарні верстати (вірніше, примітивні прабатьки подібних пристроїв) були винайдені і почали використовуватися людиною ще в середині VII століття до нашої ери. Звичайно, такий пристрій мала найпростішу конструкцію, але дозволяло ефективно виконувати обробку виробів з дерева або кістки. Для того щоб зробити таку обробку, в двох центрах, які монтувалися співвісно один з одним, зажималась деталь. Її обертали уручну, а процес різання здійснювався за допомогою ручного різця, яким маніпулював окремий «оператор». Таким чином виробу надавалася необхідна форма і розміри.
Наступним етапом розвитку, яким піддалося обладнання токарної групи, стало оснащення його приводом, необхідним для надання деталі обертального руху. В якості такого приводу спочатку використовувалася тятива лука, яку петлею накидали на оброблюваний виріб. А трохи пізніше (XIV століття) був винайдений ножний привід для токарного устаткування.
Старовинний токарний верстат з ножним приводом
Конструкція такого приводу, дуже нагадує приводний механізм ножної швейної машини, складалася з закріпленої консольної дерев’яної жердини, з’єднаної з оброблюваною деталлю за допомогою міцної мотузки. При натисканні ногою на жердину мотузка натягалася, що призводило до обертання заготовки на 1-2 обороту. Після того, як нога прибирала з жердини, мотузки звільнялася і спрямовується вгору, що тягло за собою обертання заготовки в іншу сторону.
Незважаючи на просту конструкцію, такі токарні верстати вже дозволяли виконувати обробку з досить високою якістю. Їх плюсом було і те, що обслуговування пристроїв було дуже простим.
Токарно-копіювальний верстат А. Нартова, 1729 рік
Верстат токарної групи XVI століття вже мав у своїй конструкції люнет і центри, виготовлені з металу, що дозволяло використовувати його для обробки заготовок, що відрізняються складною конфігурацією. Проте з причини невисокої потужності такого пристрою застосовувати його для токарної обробки металевих заготовок було ще не можна.
Сильний поштовх історія токарного верстата отримала в 1700-х роках, коли росіянином Андрієм Нартовым було створено пристрій, на який встановили механічний супорт. Слід зазначити, що саме це нововведення стало сильним поштовхом у розвитку всього обладнання, призначеного для обробки заготовок з металу. Серйозний внесок у розвиток токарних агрегатів внесли французькі інженери, які до середини XVIII століття створили пристрій, що відрізняється високою універсальністю. Вже до кінця цього століття у французькій промисловості став використовуватись спеціалізований агрегат, на якому можна було виконувати нарізування різьби на металевих гвинтах.
Токарні верстати Модслі (натисніть, щоб збільшити)
По-справжньому проривний у розвитку токарного устаткування прийнято вважати 1794-й рік, коли Генрі Модслі створив верстат, що послужив базою для подальшого розвитку всіх токарних агрегатів. Що примітно, підприємство, засноване Модслі, також займалося виробництвом плашок та інструментів, за допомогою яких на його обладнанні виконували нарізування різьби.
Про те, щоб автоматизувати токарний верстат, стали замислюватися в XIX столітті, і пальма першості в цьому питанні належить американським інженерам. Цей процес йшов по шляху оснащення агрегатів додатковими елементами автоматизації, що в підсумку призвело до створення першого верстата з револьверною головкою. Саме на базі таких пристроїв в подальшому і стали створювати універсальні верстати-автомати, перший з яких (верстат Спенсера) був представлений громадськості в 1973 році.
Класифікація токарного обладнання
Класифікація токарних верстатів, яка була розроблена ще в радянський час, зараховує такі агрегати до першої категорії обладнання, призначеного для обробки заготовок з металу. Відповідно до даної класифікації, всі види токарних верстатів належать до однієї з наступних категорій:
- автоматичні і напівавтоматичні токарні агрегати з одним шпинделем;
- багатошпиндельні верстати: автомат і напівавтомат;
- револьверні моделі;
- верстати відрізний групи;
- карусельні моделі;
- лобове і винторезное обладнання;
- багаторізцеві та полірувальні агрегати;
- спеціалізовані верстати, які можуть бути звичайними і автоматичними;
- пристрої спеціального призначення.
Основні види токарних робіт
За ступенем точності обробки виробляються наступні типи токарних верстатів:
- особливої точності;
- високої точності — В;
- нормальної точності — Н;
- особливо високої точності — А;
- підвищеної точності — П.
Від того, до якої категорії належить токарний верстат, залежать його функціональні можливості, і, відповідно, сфера застосування. Дізнатися про основні технічні можливості верстата можна і за його маркуванні, яка включає в себе наступне:
- початкову цифру «1», свідчить, що це саме токарний верстат, а не який-небудь інший;
- другу цифру, що вказує на тип, до якого належить токарний агрегат;
- третю цифру (а в деяких моделях і четверту) — це самий основний параметр верстата, який характеризує висоту його центрів.
Розшифровка маркування токарних верстатів (натисніть, щоб збільшити)
Присутні у маркуванні таких агрегатів та літерні позначення, які визначають його конструктивні особливості: рівень його автоматизації, точності, модифікацію, оснащеність системою ЧПУ. Наприклад, маркування моделі токарного верстата 1И611П розшифровується наступним чином: буква «І» говорить про те, що це пристрій токарно-винторезной групи; літера «П» — верстат підвищеної точності; висота центрів у даної моделі відповідає значенням 110 мм. Здогадатися про те, до якої категорії перед вами токарний верстат, можна і фото моделі.
Типи токарного обладнання
Токарно-револьверні верстати призначені для виробів, обробляти у яких необхідно кілька поверхонь, використовуючи різні інструменти. Щоб не виконувати установку і налаштування кожного інструменту, на таких верстатах встановлюються револьверні головки, в яких може бути передбачено два і більше гнізда для розміщення інструментів. Звичайно, обслуговувати такий токарний верстат значно складніше, ніж звичайну модель, але це повністю компенсується функціональністю цього агрегату. Наприклад, популярними моделями подібних верстатів є 1Е316П, 1Г340ПЦ, 1П371, 1А341.
Карусельний верстат — одна з різновидів верстатів токарної групи
Карусельні верстати токарної групи призначені для виконання обробки заготовок, що характеризуються невеликою довжиною, значною масою, більшим зовнішнім діаметром. До них відносяться габаритні зубчасті колеса, маховики та ін. Функціональні можливості таких токарних верстатів (наприклад, моделей 1512, 1541, 1550, 1Л532 та інших) дозволяють виконувати на них різні види токарних робіт: точіння, розточування, прорізування канавок, обробку торців та ін. А якщо додати такі токарні агрегати додатковими пристосуваннями, то вони стануть ще більш універсальними: з їх допомогою можна буде виконувати деякі фрезерні операції, нарізати різьблення, здійснювати шліфування і виробляти ряд інших технологічних дій.
Робочі органи верстата многошпиндельного
Багатошпиндельні верстати, що відносяться до токарної групи, необхідні для виконання складних технологічних операцій в умовах серійного виробництва. Заготовки, які можна обробляти на таких верстатах, можуть мати форму труб, шестигранних, квадратних і круглих прутків, фасонного профілю та ін. Відрізняється подібна техніка високою жорсткістю своїй конструкції та потужним приводом, що дозволяє виконувати з її допомогою обробку з високою продуктивністю.
Що важливо, така складна і функціональна техніка обслуговується точно так само, як і верстат звичайної моделі. Перелік технологічних операцій, які можна виконувати на такому агрегаті, досить великий: розточування, чорнове і фасонне обточування, нарізування і накочення різьблення та ін Найбільш популярними моделями такого токарного устаткування є верстати 1П365 і 1Б140.
Токарно-гвинторізний верстат 16К20
Поширеними моделями верстатів для токарної обробки, які завоювали широку популярність ще за часів СРСР, є токарно-гвинторізні пристрою. Свою популярність такі верстати, які можна зустріти не тільки практично на будь-якому промисловому підприємстві, але і в шкільних майстернях, завоювали завдяки тому, що з їх допомогою можна ефективно виконувати великий перелік технологічних операцій.
Кожен такий верстат, незалежно від моделі, має типову конструкцію, що складається з однотипних вузлів. Поряд зі своєю функціональністю, токарно-гвинторізні моделі токарних верстатів відрізняються високою безпекою, простотою в роботі і обслуговуванні, що і дає можливість використовувати їх в якості агрегатів для оснащення шкільних майстерень ще з часів СРСР. Найбільш відомими і популярними моделями такого токарного устаткування є верстати 16К20, 16К50, 16Б16А і 16П16П.
На підприємствах, що випускають свою продукцію великими серіями і використовують у виробництві заготовки з фасонних профілів і каліброваних прутків, активно застосовуються токарні автомати. Такі верстати, на яких переважно виконують операції точіння в поздовжньому напрямку, з однаковим успіхом справляються з обробкою заготовок з різних металів: надтвердих сплавів, м’якої міді та ін
На вітчизняному ринку токарні верстати представлені в основному моделями зарубіжних виробників (Японія, Південна Корея та ін). Є й окремі моделі вітчизняного виробництва, наприклад 1М10ДА.
Токарно-поздовжній автомат 1М10ДА
Особливості конструкції верстатів токарної групи
Всі верстати, призначені для виконання токарної обробки заготовок з металу та інших матеріалів, що мають в своїй конструкції типові конструктивні елементи:
- станину — несучий елемент токарного агрегату, на якому встановлюються всі елементи його конструкції;
- фартух (в даному елементі токарного верстата відбувається перетворення руху валика або ходового гвинта переміщення його супорта);
- шпиндельную бабцю, на якій розміщується шпиндель пристрою, а у її внутрішній частині розташовується коробка швидкостей;
- супорт (в даному елементі верстата закріплюється ріжучий інструмент, також супорт потрібен для того, щоб забезпечити подовжню і поперечну подачу інструменту, чинену з заданими параметрами; в конструкції супорта обов’язково присутній нижня каретка, а в окремих моделей їх кілька, на верхній з яких кріпиться тримач для токарного інструменту);
- коробку подач (за допомогою даного конструктивного елемента передається рух від ходового гвинта або валика на супорт верстата);
- електрична частина конструкції верстата, що включає в себе приводний електродвигун, потужність якого у різних моделей верстатів може серйозно варіюватися, а також елементи, з допомогою яких забезпечується управління електрообладнанням пристрою (природно, дана частина токарного агрегату повинна відповідати вимогам безпеки).
Основні вузли токарного верстата
Всі елементи конструкції верстата спираються на дві тумби, які виконують опорну функцію, а також забезпечують розміщення заготовки на зручній для оператора висоті. Такі тумби, що відрізняються масивністю своїй конструкції, можна побачити на фото токарного верстата будь-якої моделі.
Основна частина конструктивних елементів токарного устаткування уніфікована, що дозволяє оперативно і з мінімальними витратами виконувати їх технічне обслуговування та ремонт.
Конструкція супорта токарного верстата
Приводні вали верстата
Приклад розташування органів управління токарного верстата (натисніть, щоб збільшити)
Правила техніки безпеки
Працюючи навіть на простому шкільному агрегаті токарної групи, необхідно строго дотримувати вимоги безпеки, які полягають в наступному.
- Вся спеціальний одяг оператора повинна бути застібнута на всі ґудзики.
- Перед тим як приступити до роботи, необхідно виконати технічний огляд пристрою, в процесі якого можуть бути виявлені окремі несправності в його функціонуванні. При виявленні таких несправностей, якщо оператор не може їх оперативно усунути своїми руками, необхідно викликати техніка (або наладчика), який і займеться цим питанням.
- Виконувати всі технологічні операції на токарному верстаті слід тільки за технічним завданням, для чого необхідно попередньо отримати у майстра креслення або докладний технологічний процес обробки.
Пам’ятка з техніки безпеки при роботі на токарних верстатах (натисніть, щоб збільшити)
Оператор верстата, в тому числі і оснащеного системою ЧПУ, категорично забороняється:
- приступати до роботи, якщо в даний момент проводиться налагодження чи обслуговування пристрою;
- працювати на верстаті, якщо його центри зазнали значного зносу;
- використовувати в процесі обробки інструменти і затискні елементи, які мають навіть найменші ознаки несправності;
- самостійно усувати несправності, пов’язані з електричною системою устаткування;
- віддалятися від верстата, який знаходиться у включеному стані, а також передоручати управління ним стороннім особам.
У тому випадку, якщо при попередньому огляді були виявлені несправності захисних елементів обладнання, ні в якому разі не можна приступати до обробки заготовок з його використанням.
