По суті, пристрій токарного верстата, незалежно від моделі та рівня функціональності, включає в себе типові конструктивні елементи, які і визначають технічні можливості такого обладнання. Конструкція будь-якого верстата, що відноситься до категорії обладнання токарної групи, складається з таких основних елементів, як: передня та задня бабка, супорт, фартух пристрою, коробка зміни швидкостей, коробка подач, шпиндель обладнання і приводний електродвигун.
Основні частини токарного верстата по металу
Як влаштовані станина і передня бабка верстата
Станина є несучим елементом, на якому встановлюються і фіксуються всі інші конструктивні елементи агрегату. Конструктивно станина являє собою дві стінки, з’єднані між собою поперечними елементами, що додають їй необхідний рівень жорсткості. Окремі частини верстата повинні переміщатися по станині, для цього на ній передбачені спеціальні напрямні, три з яких мають призматичне перетин, а одна – плоске. Задня бабка верстата розташовується у правій частині станини, по якій переміщається завдяки внутрішнім напрямних.
Лита станина токарного верстата посилена ребрами жорсткості і має відшліфовані і загартовані напрямні
Передня бабка одночасно виконує дві функції: надає заготовці обертання і підтримує її в процесі обробки. На лицьовій частині даної деталі токарного верстата (вона також носить назву «шпиндельна бабка») розташовуються рукоятки управління коробкою швидкостей. За допомогою таких рукояток шпинделя верстата надається необхідна частота обертання.
Для того щоб спростити управління коробкою швидкостей, поряд з рукояткою перемикання розміщується табличка зі схемою, на якій зазначено, як необхідно розташувати рукоятку, щоб шпиндель обертався з необхідною частотою.
Важіль вибору швидкостей верстата BF20 Yario
Крім коробки швидкостей, передньої бабки верстата розміщено і вузол обертання шпинделя, в якому можуть бути використані підшипники кочення або ковзання. Патрон пристрою (кулачкового або повідкового типу) фіксується на кінці шпинделя за допомогою різьбового з’єднання. Саме даний вузол токарного верстата відповідає за передачу обертання заготовки в процесі її обробки.
Направляючі станини, по яких переміщається каретка верстата (нижня частина супорта), мають призматичне розтин. До них пред’являються високі вимоги по паралельності і прямолінійності. Якщо знехтувати цими вимогами, то забезпечити високу якість обробки буде неможливо.
Призначення задньої бабки токарного обладнання
Задня бабка токарного верстата, конструкція якої може передбачати кілька варіантів виконання, необхідна не тільки для фіксації деталей, що мають значну довжину, але і для кріплення різних інструментів: свердел, мітчиків, розгорток та ін Додатковий центр верстата, який встановлюється на задній бабці, може бути обертовим або нерухомим.
Пристрій задньої бабки: 1, 7 – рукоятки; 2 – маховичок; 3 – ексцентрик; 4, 6, 9 – гвинти; 5 – тяга; 8 – пиноль; А – цековка
Схема з обертовим заднім центром використовується в тому випадку, якщо на обладнанні виконується швидкісна обробка деталей, а також при зняття стружки, що має значний перетин. При реалізації цієї схеми задня бабка виконується з такою конструкцією: в отвір пінолі встановлюються два підшипника – передній наполеглива (з конічними роликами) і задній радіальний, – а також втулка, внутрішня частина якої расточена під конус.
Осьові навантаження, що виникають при обробці деталі, сприймаються наполегливою шарикопідшипником. Установка і фіксація заднього центру обладнання забезпечуються за рахунок конусного отвору втулки. Якщо необхідно встановити в такий центр свердло або інший осьовий інструмент, втулка може бути жорстко зафіксована за допомогою стопора, що запобіжить її обертання разом з інструментом.
Обертовий центр КМ-2 настільного токарного верстата Turner-250
Задня бабка, центр якої не обертається, закріплюється на плиті, що переміщається по напрямних верстата. Пиноль, встановлювана в таку бабцю, пересувається по отвору в ній за допомогою спеціальної гайки. У передній частині самої пінолі, в яку встановлюють центр верстата або хвостовик осьового інструменту, виконують конічний отвір. Переміщення гайки і, відповідно, пінолі забезпечується за рахунок обертання спеціального маховика, сполученого з гвинтом. Що важливо, пиноль може переміщатися і в поперечному напрямку, без такого переміщення неможливо виконувати обробку деталей з пологим конусом.
Шпиндель як елемент токарного верстата
Найбільш важливим конструктивним вузлом токарного верстата є його шпиндель, який представляє собою порожнистий вал з металу, внутрішній отвір якого має конічну форму. Що примітно, за коректне функціонування даного сайту відповідають відразу кілька конструктивних елементів верстата. Саме у внутрішньому конічному отворі шпинделя фіксуються різні інструменти, оправки та інші пристосування.
Креслення шпинделя токарно-гвинторізного верстата 16К20
Щоб на шпинделі можна було встановити планшайбу або токарний патрон, в його конструкції передбачена різьблення, а для центрування останнього ще й буртик на шийці. Крім того, щоб запобігти мимовільне відкручування патрона при швидкої зупинки шпинделя, на окремих моделях токарних верстатів передбачена спеціальна канавка.
Саме від якості виготовлення і складання всіх елементів шпиндельного вузла великою мірою залежать результати обробки на верстаті деталей з металу та інших матеріалів. В елементах даного вузла, в якому може фіксуватися як оброблювана деталь, так і інструмент, не повинно бути навіть найменшого люфту, що викликає вібрацію в процесі обертального руху. За цим треба ретельно стежити як у процесі експлуатації агрегату, так і при його придбанні.
У шпиндельних вузлах, що можна відразу визначити за їх кресленням, можуть встановлюватися підшипники ковзання або кочення – з роликовими або кульковими елементами. Звичайно, велику жорсткість і точність забезпечують підшипники кочення, саме вони встановлюються на пристроях, що виконують обробку заготовок на великих швидкостях і зі значними навантаженнями.
Будова супорта
Супорт токарного верстата – це вузол, завдяки якому забезпечується фіксація ріжучого інструменту, а також його переміщення в похилому, поздовжньому та поперечному напрямках. Саме на супорті розташовується резцедержатель, що переміщається разом з ним за рахунок ручного або механічного приводу.
Супорт з кареткою верстата Optimum D140x250
Рух даного сайту забезпечується його будовою, характерним для всіх токарних верстатів.
- Поздовжнє переміщення, за яке відповідає ходовий гвинт, здійснює каретки супорта, при цьому вона пересувається по поздовжніх направляючих станини.
- Поперечне переміщення здійснює верхня – поворотна – частина супорта, на якій встановлюється резцедержатель (таке переміщення, за рахунок якого можна регулювати глибину обробки, здійснюється за поперечних напрямних самого супорта, що мають форму ластівчиного хвоста).
Резцедержатель швидкозамінний MULTIFIX картриджного типу
Резцедержатель, який також називають різцевого головкою, встановлюється у верхній частині супорту. Останню за допомогою спеціальних гайок можна фіксувати під різним кутом. Залежно від необхідності на токарних верстатах можуть встановлюватися одне — або багатомісні різцетримачі. Корпус типової різцевого головки має циліндричну форму, а інструмент вставляється в спеціальну бічну проріз в ньому і фіксується болтами. На нижній частині різцевого головки є виступ, який вставляється у відповідний паз на супорті. Це найбільш типова схема кріплення резцедержателя, використовувана переважно на верстатах, призначених для виконання нескладних токарних робіт.
Електрична частина токарного верстата
Всі сучасні токарні та токарно-гвинторізні верстати по металу, відрізняються досить високою складністю своєї конструкції, приводяться в дію за допомогою приводу, в якості якого використовуються електродвигуни різної потужності. Електричні двигуни, що встановлюються на такі агрегати, можуть бути асинхронними або працюють від постійного струму. В залежності від моделі двигун може видавати одну або кілька швидкостей обертання.
Електрична схема токарного верстата 1К62 (натисніть для збільшення)
На більшості моделей сучасних токарних верстатів по металу встановлюються двигуни з короткозамкненим ротором. Для передачі крутного моменту від двигуна елементів коробки передач верстата може використовуватися ремінна передача або пряме з’єднання з його валом.
На сучасному ринку представлені моделі токарних верстатів, на яких швидкість обертання шпинделя регулюється по безступінчатим схемою, для чого використовуються електродвигуни з незалежним збудженням. Регулювання швидкості обертання вала такого двигуна може здійснюватися в інтервалі 10 до 1. Однак з-за великих габаритів і не дуже економного споживання електроенергії застосовуються такі електродвигуни вкрай рідко.
Двохшвидкісний двигун зі шківом під плоский ремінь передачі
Як вже говорилося вище, в якості приводу токарних верстатів можуть використовуватися і електродвигуни, що працюють на постійному струмі. Саме такі електродвигуни, які відрізняються великими габаритами, забезпечують безступінчасту зміну швидкості їх обертання вихідного валу.
Електродвигун є основною частиною електричної системи будь-якого токарного верстата, але вона також включає в себе безліч додаткових елементів. Всі вони, функціонуючи в комплексі, забезпечують зручність керування верстатом, а також ефективність і якість технологічних операцій, які на ньому виконуються.