Все отечественные металлорежущие станки (обычные и с ЧПУ) подчиняются единой классификации и имеют собственный специальный шифр, по которому знающему человеку очень просто определить, о каком конкретно оборудовании идет речь.
1 Классификация металлорежущих станков, их виды и типы
Агрегаты для обработки металлических изделий подразделяют на девять больших групп. В соответствии с этим делением они могут быть:
- токарными (шифр группы – 1);
- расточными и сверлильными (шифр – 2);
- доводочными, шлифовальными, заточными и полировальными (шифр – 3);
- специальными (шифр – 4);
- резьбо- и зубообрабатывающими (шифр – 5);
- фрезерными (шифр – 6);
- разрезными (шифр – 7);
- долбежными, строгальными, протяжными (шифр – 8);
- разными (шифр – 9).
Агрегаты каждой группы, кроме того, принято делить еще на разные типы:
Кроме того, интересующее нас оборудование делят на такие типы:
- по геометрическим размерам и весу: крупные, уникальные и тяжелые;
- по уровню специализации: специальные (металлорежущие станки для работы с изделиями одинаковых типоразмеров), специализированные (размеры обрабатываемых деталей являются разными, но принадлежат они к одному типу), универсальные (позволяют работать с любыми изделиями);
- по точности: П (повышенной точности), Н (нормальной), А (особо высокой), В (высокой), а также С (прецизионные), последние агрегаты также нередко называют особо точными.
2 Маркировка агрегатов для обработки металлов
Как вы сами понимаете, классификация, которой подчиняются металлорежущие станки, придумана не просто так, а для того, чтобы специалист мог мгновенно определить тип, базовое устройство и рабочие особенности станка, условное обозначение коего он видит перед собой.
Маркировка разных моделей станков – это несколько цифр и букв, в коих зашифрованы основные сведения об агрегате. Первая цифра указывает на группу станка, вторая – на его разновидность, третья (иногда еще и четвертая) – на типоразмер.
Если какая-либо литера стоит в конце кода (после всех цифр), она говорит нам о тех или иных особых характеристиках станка, уровне его точности, либо о том, что оборудование было модифицировано. А вот литера после самой первой цифры в маркировке агрегата для обработки металла сигнализирует о том, что он прошел модернизацию (либо это его другое исполнение, отличное от базового исполнения).
Чтобы принципы кодировки стали вам понятны, давайте расшифруем маркировку . По первой цифре легко определяем, что он является фрезерным, причислен к первому типу фрезерного оборудования (цифра 1), имеет 3-ий типоразмер, относится к агрегатам повышенной точности (последняя литера в коде), прошел модернизацию (первая литера после первой буквы).
3 Уровень автоматизации и другие особенности оборудования
Металлорежущие станки, используемые для массового и крупносерийного производства, называют агрегатными. Их устройство примерно одинаковое, для их выпуска используют стандартизированные рабочие столы, рабочие головки, станины, шпиндельные и другие узлы. Если же изготавливаются станки для единичного и мелкосерийного производства, их конструкция может быть уникальной.
По уровню автоматизации рассматриваемые нами агрегаты бывают:
- Полуавтоматическими. У них монтаж заготовки, которую предстоит обработать, запуск оборудования и демонтаж изделия после обработки осуществляет человек. Остальные же процедуры, причисляемые к вспомогательным, выполняются в автоматическом режиме.
- Автоматическими. Такие станки требуется наладить (задать необходимые условия обработки той или иной партии изделий) и запустить. Все рабочие операции они выполнят сами.
Отдельных слов заслуживают станки с ЧПУ (с числовым программным управлением). Их работой "руководит" специальная программа, содержащая закодированный комплекс числовых значений. Такая программа устанавливает все рабочие операции станка, начиная от частоты вращения его рабочего инструмента и заканчивая скоростью выполнения конкретного процесса.
В составе современных систем ЧПУ имеются следующие обязательные элементы:
- Пульт (консоль) оператора. Он дает возможность вводить программу, переводить металлорежущие станки в ручной режим работы, устанавливать режимы функционирования оборудования и так далее.
- Контроллер. Специальное устройство на агрегатах с ЧПУ, которое задает и отслеживает точность выполнения технологических управляющих команд, траекторию перемещения рабочего приспособления, отвечает за изменение и общее управление станком, а также выполняет дополнительные расчеты. Контроллером в наши дни может выступать и мощный промышленный компьютер, и логическое программируемое устройство, и обычный микропроцессор.
- Панель оператора (экран, дисплей). Данный элемент ЧПУ предназначен для того, чтобы специалист, работающий за станком, мог визуально наблюдать за процессом обработки изделий, и при необходимости вносить какие-либо изменения в программу управления.
Суть эксплуатации оборудования с ЧПУ (например, ) сравнительно проста. Сначала для металлорежущего оборудования составляется управляющая программа, которая вводится в контроллер оператором (для этих целей используется программатор). При включении агрегата ЧПУ дает на узлы станка последовательные команды. Выполнив все команды по обработке детали, оборудование отключается.
Высокая точность и скорость выполнения рабочих операций, которыми характеризуются металлорежущие станки, оснащенные ЧПУ, обусловили их активное применение в составе автоматических цеховых линий и очень крупных производственных автоматизированных систем.
4 Краткая информация о конструкции металлорежущих агрегатов
Описываемые нами станки разных групп и типов по своему устройству имеют немало общих черт. Их конструкция базируется на том, что все установленные на агрегатах техустройства и механизмы должны гарантировать возможность выполнения двух движений:
- подачи приспособления для резки либо обрабатываемой детали;
- непосредственно движения резки.
Чтобы обеспечить указанные движения, а также стабильное функционирование всего оборудования, станок для резки металла должен обязательно располагать такими конструктивными элементами:
- органы управления (отвечают за запуск агрегата и его остановку, необходимы для постоянного контроля работы станка);
- передаточное устройство (оно нужно для передачи исполнительному механизму движения от двигателя и для преобразования движения);
- привод (электрический, механический, пневматический, гидравлический);
- исполнительные механизмы (на них размещаются приспособления для резки металла, именно эти механизмы осуществляют обработку металла).
Используя токарный станок одной из современных моделей, можно выполнять достаточно большой перечень технологических операций по обработке металла. Но преимущественно на таком оборудовании выполняют обработку наружных и внутренних поверхностей заготовок, имеющих цилиндрическую, коническую и фасонную конфигурацию.
История появления и развития оборудования
По мнению историков, токарные станки (вернее, примитивные прародители подобных устройств) были изобретены и начали использоваться человеком еще в середине VII века до нашей эры. Конечно, такое устройство имело простейшую конструкцию, но позволяло эффективно выполнять обработку изделий из дерева или кости. Для того чтобы произвести такую обработку, в двух центрах, которые монтировались соосно друг с другом, зажималась деталь. Ее вращали вручную, а процесс резания осуществлялся при помощи ручного резца, которым манипулировал отдельный «оператор». Таким образом изделию придавалась требуемая форма и размеры.
Следующим этапом развития, которому подверглось оборудование токарной группы, стало оснащение его приводом, необходимым для придания детали вращательного движения. В качестве такого привода изначально использовалась тетива лука, которую петлей накидывали на обрабатываемое изделие. А чуть позже (в XIV столетии) был изобретен ножной привод для токарного оборудования.
Конструкция такого привода, очень напоминающего приводной механизм ножной швейной машины, состояла из закрепленной консольной деревянной жерди, соединенной с обрабатываемой деталью при помощи прочной веревки. При нажатии ногой на жердь веревка натягивалась, что приводило к вращению заготовки на 1–2 оборота. После того как нога убиралась с жерди, веревка освобождалась и устремлялась вверх, что влекло за собой вращение заготовки в другую сторону.
Несмотря на простую конструкцию, такие токарные станки уже позволяли выполнять обработку с достаточно высоким качеством. Их плюсом являлось и то, что обслуживание устройств было очень простым.
XVI столетия уже имел в своей конструкции люнет и центры, изготовленные из металла, что позволяло использовать его для обработки заготовок, отличающихся сложной конфигурацией. Однако по причине невысокой мощности такого устройства применять его для токарной обработки металлических заготовок было еще нельзя.
Сильный толчок история токарного станка получила в 1700-х годах, когда россиянином Андреем Нартовым было создано устройство, на которое установили механический суппорт. Следует отметить, что именно это новшество послужило сильнейшим толчком в развитии всего оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла. Серьезный вклад в развитие токарных агрегатов внесли французские инженеры, которые к середине XVIII столетия создали устройство, отличающееся высокой универсальностью. Уже к концу этого века во французской промышленности стал использоваться специализированный агрегат, на котором можно было выполнять нарезание резьбы на металлических винтах.
Токарные станки Модсли (нажмите, чтобы увеличить)
По-настоящему прорывным в развитии токарного оборудования принято считать 1794-й год, когда Генри Модсли создал станок, послуживший базой для дальнейшего развития всех токарных агрегатов. Что примечательно, предприятие, основанное Модсли, занималось также производством плашек и метчиков, с помощью которых на его оборудовании выполняли нарезание резьбы.
О том, чтобы автоматизировать токарный станок, стали задумываться в XIX веке, и пальма первенства в этом вопросе принадлежит американским инженерам. Данный процесс шел по пути оснащения агрегатов дополнительными элементами автоматизации, что в итоге привело к созданию первого станка с револьверной головкой. Именно на базе таких устройств в дальнейшем и стали создавать универсальные станки-автоматы, первый из которых (станок Спенсера) был представлен общественности в 1973 году.
Классификация токарного оборудования
Которая была разработана еще в советское время, причисляет такие агрегаты к первой категории оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла. Согласно данной классификации, все виды токарных станков причисляются к одной из следующих категорий:
- автоматические и полуавтоматические токарные агрегаты с одним шпинделем;
- многошпиндельные станки: автомат и полуавтомат;
- револьверные модели;
- станки отрезной группы;
- карусельные модели;
- лобовое и винторезное оборудование;
- многорезцовые и полировальные агрегаты;
- специализированные станки, которые могут быть обычными и автоматическими;
- устройства специального назначения.
По степени точности обработки производятся следующие типы токарных станков:
- особой точности - С;
- высокой точности - В;
- нормальной точности - Н;
- особо высокой точности - А;
- повышенной точности - П.
От того, к какой категории принадлежит токарный станок, зависят его функциональные возможности, и, соответственно, сфера применения. Узнать об основных технических возможностях станка можно и по его маркировке, которая включает в себя следующее:
- начальную цифру «1», свидетельствующую, что это именно токарный станок, а не какой-либо другой;
- вторую цифру, указывающую на тип, к которому относится токарный агрегат;
- третью цифру (а в некоторых моделях и четвертую) - это самый основной параметр станка, который характеризует высоту его центров.
Расшифровка маркировки токарных станков (нажмите, чтобы увеличить)
Присутствуют в маркировке таких агрегатов и буквенные обозначения, которые определяют его конструктивные особенности: уровень его автоматизации, точности, модификацию, оснащенность системой ЧПУ. К примеру, маркировка модели токарного станка 1И611П расшифровывается следующим образом: буква «И» говорит о том, что это устройство токарно-винторезной группы; буква «П» - станок повышенной точности; высота центров у данной модели соответствует значению 110 мм. Догадаться о том, какой категории перед вами токарный станок, можно и по фото модели.
Типы токарного оборудования
Предназначены для изделий, обрабатывать у которых необходимо несколько поверхностей, используя различные инструменты. Чтобы не выполнять установку и настройку каждого инструмента, на таких станках устанавливаются револьверные головки, в которых может быть предусмотрено два и более гнезда для размещения инструментов. Конечно, обслуживать такой токарный станок значительно сложнее, чем обычную модель, но это полностью компенсируется функциональностью этого агрегата. К примеру, популярными моделями подобных станков являются 1Е316П, 1Г340ПЦ, 1П371, 1А341.
Карусельный станок — одна из разновидностей станков токарной группы
Карусельные станки токарной группы предназначены для выполнения обработки заготовок, характеризующихся небольшой длиной, значительной массой, большим внешним диаметром. К ним относятся габаритные зубчатые колеса, маховики и др. Функциональные возможности таких токарных станков (например, моделей 1512, 1541, 1550, 1Л532 и прочих) позволяют выполнять на них различные : точение, растачивание, прорезывание канавок, обработку торцов и др. А если дооснастить такие токарные агрегаты дополнительными приспособлениями, то они станут еще более универсальными: с их помощью можно будет выполнять некоторые фрезерные операции, нарезать резьбу, осуществлять шлифовку и производить ряд других технологических действий.
Многошпиндельные станки, относящиеся к токарной группе, необходимы для выполнения сложнейших технологических операций в условиях серийного производства. Заготовки, которые можно обрабатывать на таких станках, могут иметь форму труб, шестигранных, квадратных и круглых прутков, фасонного профиля и др. Отличается подобная техника высокой жесткостью своей конструкции и мощным приводом, что позволяет выполнять с ее помощью обработку с высокой производительностью.
Что важно, такая сложная и функциональная техника обслуживается точно так же, как и станок обычной модели. Перечень технологических операций, которые можно выполнять на подобном агрегате, достаточно обширен: растачивание, черновое и фасонное обтачивание, нарезание и накатывание резьбы и др. Наиболее популярными моделями подобного токарного оборудования являются станки 1П365 и 1Б140.
Распространенными моделями станков для токарной обработки, которые завоевали широкую популярность еще во времена СССР, являются токарно-винторезные устройства. Свою популярность такие станки, которые можно встретить не только практически на любом промышленном предприятии, но и в школьных мастерских, завоевали благодаря тому, что с их помощью можно эффективно выполнять большой перечень технологических операций.
Каждый такой станок, вне зависимости от модели, имеет типовую конструкцию, состоящую из однотипных узлов. Наряду со своей функциональностью, токарно-винторезные модели токарных станков отличаются высокой безопасностью, простотой в работе и обслуживании, что и дает возможность использовать их в качестве агрегатов для оснащения школьных мастерских еще со времен СССР. Наиболее известными и популярными моделями такого токарного оборудования являются станки 16К20, 16К50, 16Б16А и 16П16П.
На предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями и использующими в производстве заготовки из фасонных профилей и калиброванных прутков, активно применяются токарные автоматы. Такие станки, на которых преимущественно выполняют операции точения в продольном направлении, с одинаковым успехом справляются с обработкой заготовок из различных металлов: сверхтвердых сплавов, мягкой меди и др.
На отечественном рынке токарные станки представлены в основном моделями зарубежных производителей (Япония, Южная Корея и др.). Есть и отдельные модели отечественного производства, например 1М10ДА.
Особенности конструкции станков токарной группы
Все станки, предназначенные для выполнения и других материалов, имеют в своей конструкции типовые конструктивные элементы:
- станину - несущий элемент токарного агрегата, на котором устанавливаются все элементы его конструкции;
- фартук (в данном элементе токарного станка происходит преобразование движения валика или ходового винта в перемещение его суппорта);
- , на которой размещается шпиндель устройства, а в ее внутренней части располагается коробка скоростей;
- суппорт (в данном элементе станка закрепляется режущий инструмент, также суппорт нужен для того, чтобы обеспечить продольную и поперечную подачу инструмента, совершаемую с заданными параметрами; в конструкции суппорта обязательно присутствует нижняя каретка, а у отдельных моделей их несколько, на верхней из которых крепится держатель для токарного инструмента);
- коробку подач (при помощи данного конструктивного элемента передается движение от ходового винта или валика на суппорт станка);
- электрическая часть конструкции станка, включающая в себя приводной электродвигатель, мощность которого у разных моделей станков может серьезно варьироваться, а также элементы, с помощью которых обеспечивается управление электрооборудованием устройства (естественно, данная часть токарного агрегата должна отвечать требованиям безопасности).
Все элементы конструкции станка опираются на две тумбы, которые выполняют несущую функцию, а также обеспечивают размещение заготовки на удобной для оператора высоте. Такие тумбы, отличающиеся массивностью своей конструкции, можно увидеть на фото токарного станка любой модели.
Основная часть конструктивных элементов токарного оборудования унифицирована, что позволяет оперативно и с минимальными затратами выполнять их техническое обслуживание и ремонт.
Ни одно современное предприятие, занимающее определенную нишу в машиностроении или другой отрасли промышленности, не может обойтись без станков. И совершенно не важно – крупный завод или частная фирма – в любом случае на производстве нужны станки по металлу.
Однако сразу стоит отметить, что на сегодняшний день станки для работы с металлом имеют множество различных видов и типов, оборудование отличается между собой по функционалу, а также индивидуальному опционному наполнению. Эти и некоторые другие факторы позволяют нам определить виды металлообрабатывающих станков по характеристикам и основным признакам.
Начнем с азов. Среди других промышленных агрегатов главным отличием станков является наличие станины, на верхней поверхности которой, собственно, и устанавливается главный рабочий «орган». Металлообрабатывающим элементом может являться небольшой абразивный круг, алмазная коронка и даже сверло – все зависит от того, какую операцию необходимо выполнить. Зачастую общий вид металлообрабатывающего станка представлен массивной конструкцией с электродвигателем, платформой подачи, разнообразными фиксаторами, рабочей оснасткой и прочими элементами. Стоит заметить, что станки для дома (бытовые) и домашних мастерских выглядят намного скромнее, нежели промышленные агрегаты, используемые на предприятиях. Да и в последнее время станки уже выпускают не только стационарные. Сегодня можно встретить и мобильные настольные станки по металлу, а также мини-станки по металлу. Причем даже сами производители не всегда четко могут определить грань между малогабаритным компактным станком и ручным электроинструментом.
Одним из наиболее ярких представителей категории мобильных металлообрабатывающих агрегатов является настольный токарный станок по металлу. Конечно, купить настольные станки по металлу легче, так как их стоимость на порядок меньше, чем на стационарные аналоги, но при этом их компактность и отсутствие определенных органов обработки и управления не дает возможности поставить их в один ряд с крупногабаритным оборудованием.
Токарные станки
Наверное, это одна из популярнейших категорий металлообрабатывающих станков. Токарный станок по металлу способен выполнять практически весь спектр операций, связанных с обточкой деталей. На таком станке можно корректировать формы металлических заготовок, которые имеют свои тела вращения, а также осуществлять проточку пазов, резку и в некоторых случаях даже сверление. Подытожив, можно сделать вывод, что токарные станки служат для обработки заготовок в форме тел вращения. При этом в процессе обточки заготовки она приобретает цилиндрическую или коническую форму.
На данный момент существуют различные виды токарных станков, применяемых в разнообразных областях промышленности. К примеру, в деревообрабатывающей промышленности используются крупногабаритные токарные станки для создания пиломатериала округлой формы, а для личного использования применяются токарные мини-станки по металлу, которые компактно размещаются в частном доме или гараже.
Распиловочные станки
К этой относятся агрегаты, способные распилить заготовку на несколько частей. К таким режущим агрегатам относится ленточнопильный станок по металлу, а также циркулярный отрезной станок по металлу. Циркулярные устройства осуществляют только поперечный распил заготовок, делается это обычно в поточном режиме. Такие модели станков активно используются в домашнем хозяйстве, так как их операционные возможности являются весьма востребованными.
могут выполнять продольный распил заготовки. К примеру, однопильный ленточный станок может разрезать заготовку вдоль на две одинаковые части, а двупильный агрегат сможет «поделить» заготовку в двух уровнях, таким образом, разрезав ее на три части.
Фрезерные станки
Ориентированы на создание профилей определенного вида. Зачастую фрезеровка используется для обработки плоских заготовок путем снятия кромок на заданную высоту. Такие станки применяются как для обработки дерева, так и для работы по металлу. В деревянном производстве с помощью одного фрезера выпускают полноценные строительные материалы – шипы, вагонку, плинтусы и т.д.
Станки для сверления отверстий
Не менее востребованы в домашних мастерских, а также на производстве . С их помощью с легкостью можно создать сквозное или глухое отверстие. Данные станки, в отличие от обычных электродрелей, обеспечивают более точное сверление. Кроме того, сверлильные станки гораздо мощнее, что позволяет проделывать с их помощью отверстия большого диаметра. Самыми распространенными считаются с верхним расположением шпинделя. В отдельную категорию стоит выделить сверлильно-долбежные станки, которые, помимо сверлильных операций, могут выполнять и некоторые фрезерные действия. Но так как это все-таки сверлильный станок, то фрезеровка на нем получается не совсем традиционной, а несколько узконаправленной.
Достаточно широкий ассортимент станочных агрегатов представлен в сегменте оборудования для поверхностной обработки заготовок и деталей. Обобщенно такие операции позиционируются как шлифовочные, но, стоит заметить, что это лишь часть функций, которые могут выполнять такие агрегаты. Тип обработки, который будет выполнять какая-то конкретная машина, зависит только от ее конструкционного исполнения.
Классификация станков по возможному материалу обработки
Все производственные станки разделяются по своим техническим характеристикам, исходя из материала заготовок, которые они будут обрабатывать. Так, металл и древесина считаются основными материалами, с которыми работает станочное оборудование. Для работы с деревянными заготовками подходят станки с более слабыми показателями мощностями. Но, с другой стороны, деревообрабатывающие станки должны обеспечиваться более гибкими настройками по операциям. Что касается станков для металлообработки, то они требуют более высокой мощности и надежной элементной базы. Наиболее популярными считаются токарные, фрезерные и сверлильные станки.
Классификация станков по типу управления
Станки с ручным управлением постепенно уходят в прошлое. Конечно, сейчас купить токарный станок по металлу с ручным управлением легко, но их приобретают все реже и используются они зачастую в небольших мастерских для производства штучных деталей. В то же время, крупные предприятия стремятся переориентировать свои мощности на автоматизированные установки. К этому сегменту относятся различные станки, отличающиеся своим уровнем автоматизации. Одним из наиболее востребованных считается станок с ЧПУ по металлу, с помощью которого можно выставить высокоточные настройки обработки.
Заключение
Большинство станков, активно применяющихся как в промышленности, так и в частном использовании – это агрегаты для выполнения механической обработки. Сверление, шлифовка, торцовка, резка – для выполнения этих операций используются различные металлические насадки, которые можно спокойно приобрести в специализированных магазинах. На сегодняшний день купить станки по металлу довольно-таки просто. Рынок заполнен как новым оборудованием, так и б/у. Главное знать, как работать на них. Цена на станки по металлу зависит от их комплектации, а также от производственной направленности. Важно знать, что покупая любой станок, практически всегда приходится дополнительно приобретать резцы для станка по металлу, цены на эти изделия зависят напрямую от их качества. Отдельно хочется сказать о станках с ЧПУ – за этими обрабатывающими агрегатами будущее, так как они высокоточно выполняют заданные работы и при этом практически не нуждаются в участии человека. Единственное, что до сих пор сдерживает большинство предприятий от перехода на современное оборудование – это высокая цена на токарный станок по металлу с ЧПУ и сложность организации работы с таким современным оборудованием.
Токарные станки составляют наиболее многочисленную группу металлорежущих станков и являются весьма разнообразными по размерам и по типам.
Основными размерными характеристиками токарных станков являются:
наибольший допустимый диаметр обрабатываемой детали над станиной ; более часто этот размер выражают высотой центров над станиной, что характеризует наибольший допустимый радиус (полудиаметр) обрабатываемой детали над станиной;
расстояние между центрами , т. е. расстояние, равное наибольшей длине детали, которая может быть установлена на данном станке при смещении задней бабки в крайнее правое положение (без свешивания) при выдвинутой до отказа пиноли.
Все токарные станки по высоте центров могут быть разделены на три группы:
1) мелкие станки - с высотой центров до 150 мм;
2) средние станки - с высотой центров 150 - 300 мм;
3) крупные станки - с высотой центров свыше 300 мм.
Мелкие станки имеют расстояние между центрами не свыше 750 мм, средние - 750, 1000 и 1500 мм, крупные - от 1500 мм и выше.
Наибольшее распространение на машиностроительных заводах имеют средние токарные станки.
По типам различают:
Токарно-винторезные станки , предназначенные для выполнения всех основных токарных работ, включая нарезание резьб резцом при помощи ходового винта; эти станки имеют самое широкое распространение.
Токарные станки, не имеющие ходового винта , применяемые для выполнения разнообразных токарных работ, за исключением нарезания резьбы резцом.
К станкам токарной группы относятся также лобовые и карусельные станки.
Лобовые станки , снабженные планшайбой большого диаметра (до 2 м и более), служат для обтачивания крупных деталей малой длины - шкивов, маховиков, больших колец и т. д.
Карусельные станки имеют вертикальную ось вращения и, следовательно, горизонтальную поверхность планшайбы (стола).Применяются они для обработки деталей большого диаметра и малой длины.Строят их с диаметром стола до 25 м.
При обработке больших партий деталей, которые по конструкции допускают одновременную обработку несколькими резцами, применяют так называемые многорезцовые токарные станки .
При изготовлении больших партий деталей, имеющих в большинстве случаев осевые отверстия, токарная обработка производится обычно на револьверных станках .
В условиях крупносерийного и массового производства револьверные станки вытесняются более производительными токарными автоматами и полуавтоматами .
Кроме того, в машиностроении применяют различные специальные токарные станки , предназначенные для обработки какого-нибудь определенного рода деталей - коленчатых валов, прокатных валиков, паровозных и вагонных осей, бандажей и колес, кулачковых валиков и т. д.
Токарные станки каждого типа в зависимости от размеров обрабатываемых деталей и особенностей конструкции отдельных узлов и элементов различаются по моделям.Каждой модели станка присвоен определенный шифр, например 1616, 1А62, 1К62 и т. п.
В настоящее время отечественные станкостроительные заводы выпускают большое количество различных токарно-винторезных станков.
Токарный станок наших дней способен выполнять немало операций металлообработки, но чаще всего на нем обрабатывают внутренние и наружные поверхности различных форм – конических, цилиндрических, фасонных.
1 История токарного станка
Принято считать, что самое первое токарное устройство человек изобрел еще в середине 600 годов до нашей эры. Его конструкция была простейшей, но вполне эффективной: два рабочих центра монтировали соосно друг с другом, зажимали между ними костяные либо деревянные изделия, и начинали вручную их вращать. "Оператор" древнего станка при этом ручным резцом придавал заданную конфигурацию обрабатываемой заготовке.
Позже изделия перестали вращать руками. Для этих целей начали использовать тетиву лука, которую в виде петли набрасывали на изделие. А уже в 14 столетии появились более сложные агрегаты с ножным приводом для выполнения все еще элементарных токарных операций. Такой привод имел упругую деревянную жердь, которую прикрепляли к установке консольно. К педали привязывали веревку, а другой ее конец крепили к обрабатываемой детали.
Веревка натягивалась тогда, когда человек нажимал на педаль, изделие вращалось (на два либо на один оборот), а жердь сгибалась. После этого с педали убирали ногу, веревка устремлялась вверх, а деталь вращалась на те же самые два или один оборот в другую сторону. Конструкция была достаточно простой и позволяла сравнительно качественно выполнять токарную обработку заготовок, а также техническое обслуживание токарного приспособления.
Уже в самом начале 16 столетия на токарных станках можно было производить обработку объективно сложных заготовок, благодаря введению в конструкцию агрегатов люнета и центров из стали. Правда, металлические детали на станках тех лет обрабатывать было нельзя из-за малой мощности их привода.
В 1710-х годах россиянин Андрей Нартов создал агрегат с суппортом механического типа. Именно это техническое изобретение, по сути, дало толчок дальнейшему развитию металлорежущего оборудования. Уже к середине 18 столетия во Франции появился агрегат, чьи технические возможности делали его практически универсальным. А к концу века французы порадовали мир и станком специального типа, на котором осуществлялась нарезка винтов.
Первым же по-настоящему универсальным агрегатом признан станок Генри Модсли образца 1794 года. Именно он и стал базой для всего последующего токарного оборудования. Кстати, предприятие Модсли самым первым начало изготавливать комплекты плашек и метчиков, с помощью коих на станках выполнялась операция нарезания резьбы. После этого универсальный токарный станок стал не мечтой, а реальностью.
Процесс автоматизации токарных агрегатов стартовал в 19 веке. Пионерами здесь являлись уже американские инженеры. Они ввели в конструкцию станков разнообразные элементы автоматики, а затем придумали и револьверный агрегат, на базе коего впоследствии создавались станки типа "автомат" (их назначение мы опишем ниже). Самый первый токарный автомат универсального типа – это станок Спенсера, представленный в 1973 году.
2 Типы и виды токарных станков
По принятой в России классификации, которая осталась от времен СССР, токарные станки по металлу причисляются к первой группе металлорежущего оборудования. В этой группе существуют следующие типы токарных станков:
- полуавтомат и автомат одношпиндельный;
- полуавтомат и автомат многошпиндельный;
- револьверный;
- отрезной;
- карусельный;
- лобовой и винторезный;
- полировальный и многорезцовый;
- специализированный (автомат и обычный);
- специальный.
Тот или иной станок токарной группы может иметь одну из пяти степеней точности:
- С – особую;
- В – высокую;
- Н – нормальную;
- А – особо высокую;
- П – повышенную.
Зная классификацию токарных станков, можно с первого взгляда определить, к какому типу относится определенный агрегат, и понять его основное назначение. В маркировке его модели имеется:
- единица, стоящая на первом месте, которая говорит о том, что перед нами именно токарное оборудование;
- вторая цифра, определяющая тип агрегата;
- третья цифра и четвертая (некоторые модели не имеют четвертой цифры), указывающая на главный параметр (размерный) установки, под коим понимают в большинстве случаев высоту центров.
В кодировке конкретной модели могут присутствовать и буквы, которые обозначают особенности конструкции агрегата (автомат, специальный, базовый и пр.), уровень его точности, вариант модификации, наличие на оборудовании числового программного комплекса. Если перед вами, например, можно понять, что это токарно-винторезный агрегат (буква "И") повышенной степени точности (буква "П") с высотой центров 110 миллиметров. Таким образом, можно просто увидеть фото установки с указанием ее маркировки, чтобы все стало понятным.
3 Краткое описание самых распространенных видов токарных агрегатов и их фото
Штучные заготовки и изделия из прутков обрабатываются на токарно-револьверных установках. Указанные заготовки и прутки располагают не одной, а несколькими поверхностями, поэтому для их обработки требуется производить многоинструментальную настройку станка. Она становится возможной именно за счет наличия револьверной головки, на которой предусмотрено два и более гнезда для размещения рабочего инструмента в державках. Обслуживание револьверных установок сравнительно сложное, но его функциональность того стоит. Некоторые модели токарно-револьверных агрегатов – 1Е316П, 1Г340ПЦ, 1П371, 1А341.
Токарно-карусельные станки (модели 1550, 1541, 1Л532, 1512 и другие) используются для работы с тяжелыми изделиями относительно небольшой длины с крупными диаметрами (маховики, колеса зубчатого типа и так далее). На этом оборудовании изначально можно осуществлять растачивание и точение, прорезать канавки, обрабатывать торцы деталей. Если же снабдить такие токарные станки по металлу дополнительными приспособлениями, можно будет сказать, что они превратятся в универсальные, ведь на них станет доступным нарезание резьбы, шлифование металла, фрезерование и многие иные процедуры.
Токарный многошпиндельный автомат (например, 1П365, 1Б140) применяется при серийной обработке точных и сложных заготовок из труб, а также из шестигранного, круглого, квадратного калиброванного проката, полученного по холоднокатаной технологии. Он имеет повышенную жесткость конструкции и мощный привод, что гарантирует отличную производительность. При этом его обслуживание мало чем отличается от технической "заботы" об обычном токарном станке. Любой современный автомат с несколькими шпинделями способен производить нарезание и накатывание резьбы, растачивание, фасонное и черновое обтачивание и другие операции.
Чаще всего применяемыми по праву считаются . Практически любой подобный агрегат – это универсальный токарный станок, дающий возможность выполнять весь спектр токарных операций. Модели таких установок (16Б16А, 16П16П, 16К50, 16К20 и другие) можно встретить на любом производственном предприятии. Конструктивно каждый универсальный токарный станок имеет одну и ту же компоновку, которая лишь незначительно отличается у разных агрегатов. Другими словами, он состоит из идентичных узлов.
Для выпуска мелких серийных изделий из профилей (фасонных) и калиброванного прутка в наши дни чаще всего используется токарный автомат, предназначенный для выполнения операций точения в продольном направлении. Данное оборудование оптимально для обработки самых разных металлов. Автомат (любые его модели) легко справится и со сверхтвердыми стальными композициями, и с податливой медью. Как правило, его применяют при массовом производстве. Токарные станки по металлу для продольного точения в настоящее время поставляются на российский рынок зарубежными компаниями (корейскими, японскими), есть в продаже и отечественные агрегаты (1М10ДА и другие).
4 Конструкция токарного станка и фото его отдельных частей
Практически все токарные станки по металлу имеют ряд основных частей вне зависимости от конкретной модели агрегата. К таковым компонентам относят:
- Станину. Она предназначена для установки всех элементов оборудования.
- Фартук. В нем происходит модификация движения валика либо рабочего винта в движение суппорта (по своей сути оно является поступательным).
- Шпиндельную бабку. Токарные станки по металлу обязательно имеют шпиндель и коробку скоростей (они также считаются основными компонентами агрегата), которые размещаются в шпиндельной бабке.
- Суппорт. Данный узел позволяет, во-первых, зафиксировать инструмент для обработки детали, а во-вторых, придать ему требуемые движения подачи. На суппорте находится нижняя каретка (некоторые модели оборудования имеют несколько кареток) и верхняя (на ней монтируется резцедержатель).
- Коробку подач. Важный элемент станка, его назначение состоит в том, чтобы передавать при помощи ходового валика или ходового винта движение на суппорт.
- Электрическое оборудование. Все модели токарных агрегатов снабжаются электродвигателями (их мощность, конечно же, бывает разной), а также специальными элементами и органами для управления электрооборудованием.
Также в конструкции любого токарного станка имеются тумбы. Они позволяют устанавливать изделие, подвергающееся тому или иному виду металлообработки, а также базовые механизмы на высоту, удобную для оператора станка. На фото конкретного агрегата, который вас интересует, видны все без исключения его основные узлы, а техническое описание станка исчерпывающе рассказывает о функциях каждого узла.
Унификация элементов токарных установок позволяет эффективно и без лишних затрат времени выполнять их техническое обслуживание и ремонт. Если техник знает, из чего состоит станок, он легко определит его возможные неисправности и проведет требуемые мероприятия, направленные на восстановление работоспособности оборудования.
5 Правила техники безопасности при работе на токарном станке
Перед тем, как приступить к эксплуатации агрегата, токарь должен:
- Надеть и застегнуть на все пуговицы полагающуюся ему специальную одежду.
- Провести осмотр технического состояния станка. Если оборудованию требуется специализированное обслуживание (например, замечены серьезные неисправности), следует вызвать техника или наладчика. В тех случаях, когда установленные неисправности можно устранить своими силами, токарю разрешается выполнить несложные технические операции самостоятельно.
- Получить техзадание на выполнение работ (чертежи, фото и т.д.), изучить его особенности.
Обратите внимание! Если замечены неисправности ограждения различных узлов и вращающихся механизмов станочного оборудования, приступать к работе категорически запрещается.
Также токарю нельзя:
- выполнять работы тогда, когда производится проверка, наладка или обслуживание станка;
- эксплуатировать агрегат с центрами с явными признаками износа;
- применять неисправные инструменты и зажимные устройства;
- самостоятельно ремонтировать электрическую аппаратуру агрегата;
- поручать работу на станке другим лицам, а также оставлять установку во включенном состоянии без присмотра.