Первый в истории человечества механический токарный станок был изобретен в XVIII веке отечественным умельцем А.К.Нартовым. Уникальность его состояла в наличии суппорта — революционного устройства, освобождающего руки рабочего. Сегодня на токарных станках обрабатывается до 70% всех металлических деталей. Это один из самых востребованных видов промышленного оборудования. Постепенно обычные станки вытесняются оборудованием с числовым программным управлением, более эффективным и точным.

Устройство токарного станка

Чтобы лучше понять принцип работы оборудования изучим строение его главных механизмов:

• станина;
• гитара сменных колес;
• фартук;
• коробка подач;
• суппорт;
• задняя бабка;
• коробка с электрооборудованием.

Устройство передней бабки

Передняя бабка металлообрабатывающего станка представляет собой металлическую деталь, обычно из чугуна, в которой располагается переключатель скоростей и главная рабочая часть — шпиндель. На бабке крепится болванка будущей детали. Коробка скоростей принуждает деталь вращаться. Основной компонент передней бабки — это вал в виде металлической трубки — шпиндель. Вал оканчивается резьбой особого размера для крепления патрона (используются поводковые, а также кулачковые типы) либо планшайбы, которая удерживает деталь. Здесь же находится прорезь в виде конуса для установки переднего центра. В шпинделе есть сквозное отверстие, сюда вставляют прут при необходимости его обработки. Для вращения шпинделя в передней бабке установлены подшипники, движение передается заготовке. В обычных станках используются подшипники скольжения, а в скоростных — роликовые или шариковые (качения). Именно от правильного движения шпинделя зависит точность обработки детали на станке.

Подшипники не должны иметь люфта, работать легко и равномерно, удерживать шпиндель крепко и устойчиво. Два подшипника обеспечивают надежное крепление и вращение: задний и передний.

На внешней стороне стойки находится переключатель скоростей и информационная таблица. В таблице разъясняется, в какое положение устанавливать переключатель, чтобы получить требуемую скорость (число оборотов за минуту) вращения шпинделя.

Переключение скоростей производится после полной или частичной остановки инструмента, иначе зубчатые колеса передачи быстро выйдут из строя.

Гитара сменных колес это устройство, контролирующее характер шагового движения при нарезке резьбы. Каждый тип нарезки соответствует определенному набору зубчатых сменных колес. Такой механизм можно обнаружить на токарно-винторезном оборудовании старого образца. Он управляет движением резцедержателя.

Коробка подач — одна из основных частей механизма передачи, которая от шпинделя подает движение на суппорт. На этом участке скорость кручения движущихся элементов меняется, благодаря чему суппорт передвигается с необходимой скоростью в поперечном или продольном направлении.

Фартук — преобразовывает вращение вала хода в движение суппорта в обоих направлениях.

Станина (подставка) — основание машины, обычно выполняется из тяжелого металла (чугуна). Крепится на пару толстых столбов. Верхние части подставки — пара гладких рельс и пара направляющих в виде призмы, по ним перемещаются задняя бабка и суппорт.

Суппорт — это устройство токарного станка по металлу, передвигающее резцедержатель вместе с вставленным инструментом в любом направлении по отношению к оси токарного механизма: продольном, наклонном или поперечном. Наличие суппорта освобождает токаря от необходимости удерживать инструмент в руках. Движение в нужную сторону инструменту можно придать вручную или механически. Части суппорта:

• устройство поперечных салазок;
• каретка, двигающаяся по рельсам подставки;
• фартук с устройством преобразования кручения валов хода и винта в перемещение суппорта;
• устройство резцовых салазок;
• устройство резцедержателя.

Задняя бабка нужна чтобы закрепить свободный конец крупной детали из металла во время работы. На нее крепятся и дополнительные инструменты, например, сверла.

Задняя бабка может быть с обычной или крутящейся встроенной серединой. Встроенную крутящуюся середину используют в механизмах для ускоренного резания.

Короб с электрическими частями содержит кнопки, рукоятки и тумблеры для пуска и остановки металлообрабатывающего станка, электромотора, управления устройствами подач и оборотов, надзора над устройством фартука.

Кроме перечисленных частей в механизме токарного станка могут применяться хомуты, цанги, планшайбы, оправки, люнеты. Не в каждом станке присутствуют описанные выше части. Так, в станках для нарезки резьбы на детали нет коробки подач, вместо нее работает гитара и зубчатые колеса. У других устройств узел подач состоит из пары механизмов.

Технические характеристики и принцип работы

Независимо от устройства, станок характеризуется несколькими показателями:

• максимальная толщина (диаметр) болванки из металла для обработки;
• максимальное расстояние между серединами бабок;
• наибольшая толщина заготовки, которая устанавливается над суппортом.

А — передняя бабка, Б — суппорт, В — задняя бабка, Г — станина, Д — основание, Е — фартук, Ж — привод деления и затылования, З — гитара

В крепления на задней бабке устанавливается инструмент, которым будет производиться обработка детали. Бабка перемещается по рельсам станины на расстояние, определяемое длиной обрабатываемой заготовки. Суппорт располагается между передней и задней бабками, во время работы каретка двигается по рельсам и перемещает резак вдоль заготовки. Устройство резцедержателя зависит от металла детали и степени нагрузки на инструмент. Если работа не слишком сложна, достаточно будет одиночного держателя. На токарных станках современных моделей обычно устанавливают головки резцов. Это достаточно устойчивое устройство, способное удержать до четырех инструментов одновременно.

В качестве двигателя используется электрический мотор с ременной передачей. Ремень идет от двигателя к шкиву токарного станка, основное внимание следует уделять его натяжке, обеспечивающей хороший ход. Ремень изготавливается из брезентовой ленты, прорезиненной ткани или другого прочного материала.

Видео о том, как правильно выбрать :

По статистике около 60% всех изделий из металла проходит обработку на токарных станках. Даже простой аппарат способен выполнять массу операций по обработке внутренних и наружных элементов металлической заготовки, превращая их в готовую к использованию деталь.

Устройство токарного станка

Первые токарные аппараты появились в конце XVIII века. Эти устройства позволяли достаточно быстро и качественно обрабатывать металл. В 1794 году появился первый аппарат, схема устройства которого сохранилась в неизменном виде до сегодня.

Перед рассмотрением конструктивных особенностей токарных станков необходимо отметить, что технология их функционирования постоянно меняется, поэтому токарно-революционный аппарат с ЧПУ всего 20 лет назад считался эталоном станка по обработке металлов. Тем не менее, устройство токарного станка по металлу остается неизменным.

Основные элементы токарного станка по металлу:

Устройство универсального токарно винторезного станка

Конструктивные особенности токарно-винторезных станков

Станки этого класса используются для обработки деталей в форме диска, втулок и валов. Эти устройства производят внутреннее точение цилиндрических, торцевых, фасонных поверхностей. Кроме этого, они способны производить отрезку, сверление и зенкерование металлических деталей. Классический набор функций токарно-винторезных станков дополняется нарезанием всех видов внутренней и наружной резьбы, а также раскаткой поверхности металла. Сфера применения станков: частные мастерские и мелкосерийное производство.

• Основание – это монолитная часть устройства, изготовленная из высокопрочных материалов: чугуна, нержавеющей или легированной стали. Основание станка выполняет две важных роли: обеспечивает фиксацию коробки передач и обрабатываемой детали;
  
• Станина является главным элементом, на котором располагаются основные узлы станка. Верхняя часть станины содержит направляющие механизмы, по которым перемещаются режущие элементы – суппорт и задняя бабка станка;
• Передняя бабка. Винторезные аппараты отличаются устройством передней бабки от классических моделей тем, что в этой части располагается шпиндель – деталь, передающая заготовке вращающийся момент. Кроме этого, на передней бабке присутствуют дополнительные удерживающие элементы: фланец, коническая шейка и отверстие. Названные детали отвечают за фиксацию и центрирование обрабатываемой детали;
• Гитара отвечает за настройку цепи передач. Настраивается она посредством смены зубчатых колес. Современные винторезные станки позволяют устанавливать метрический и модульный шаг резьбы. Гибкие настройки гитары позволяют перевести аппарат в ручное управление, что позволяет выполнять нестандартные виды резьбы; Схема и описание токарно-винторезного станка
• Фартук отвечает за преобразование вращения винта в поступательное движение суппорта. В зависимости от типа конструкции, винторезные аппараты меняют перемещение ходового винта посредством гаек или зубчато-реечных передач. Суппорт – это режущая часть станка. Этот элемент состоит из каретки продольного перемещения, поперечных салазок и держателей;
• Резцовая каретка применяется для отделки конических поверхностей;
• Задняя бабка отвечает за удержание конца обрабатываемой детали. Задняя бабка состоит из неподвижных и вращающихся элементов, а также осевых элементов, с помощью которых производится обработка центральных частей заготовки. Винторезные станки так устроены, что задняя бабка перемещается только в ручном режиме;
• Коробка передач отвечает за изменение скорости перемещения суппорта;
• Поперечные салазки перемещаются вручную. Современные винторезные станки оснащены совершенными поперечными салазками, с помощью которых они могут поворачиваться на 40 градусов, что позволяет обрабатывать конические поверхности с высокой точностью.

Устройство торцовочного станка

Торцовочный аппарат – простой инструмент с большим потенциалом, без которого в определенных ситуациях не обойтись. Универсальный распилочный инструмент позволяет очень быстро и эффективно производить ровные и точные срезы. У современных моделей даже есть функция среза под углом.

Торцовочный аппарат состоит из монолитного основания, фрезеровальной плоскости, на которой устанавливается поворотная рама, режущего элемента (круга) и поворотного механизма, обеспечивающего подвижность станка в вертикальной плоскости. Пильный диск, двигатель и редуктор крепятся к верхней части устройства.

Мы описали «классическую» сборку торцовочного станка. Современные модели могут иметь некоторые нюансы, например, оснащаться защитным кожухом. Кожаная накладка на торцовочном станке предотвращает попадание металлической стружки внутрь устройства, а также на пильный диск.

Функциональный ряд

Перейдем к рассмотрению функций и видов. Торцовочный аппарат может быть профессиональным или любительским. Заметим, что набор функций профессиональных и любительских моделей отличается незначительно. Разница между моделями состоит в качестве материалов, из которых изготовлено устройство и уровень прочности отдельных элементов. В нашем случае это двигатель, пильный диск и редуктор.

Центральной проблемой торцовочных станков является двигатель. Производители часто экономят на качественных материалах и устанавливают мощные двигатели без дополнительной системы охлаждения. Интенсивная эксплуатация станка проводит к быстрой поломке двигателя. Описанная проблема встречается преимущественно в любительских моделях.

Профессиональный инструмент отличается не только качеством обработки металлического изделия, но и длительным сроком службы, поэтому его используют преимущественно в промышленности. Дорогой торцовочный аппарат способен работать больше 8 часов в день без перерывов.

Поговорим о двигателях

На торцевых устройствах устанавливаются коллекторные и асинхронные двигатели. Чем они отличаются? Коллекторный двигатель имеет высокий показатель крутящего момента, но уступает асинхронному двигателю в простоте обслуживания (замена щеток). Второй двигатель отличается долгим сроком службы и меньшим уровнем шума.

Двигатель приводит в движение режущий элемент. Крутящий момент диска обеспечивается двумя типами передачи – за счет ремней или зубьев. Каждый тип передачи имеет ряд достоинств и недостатков: например, зубчатая передача исключает возможность проскальзывания (холостого хода) во время запредельных нагрузок. Ремневой тип передачи крутящего момента меньше нагружает мотор и способствует его долголетию. Однако ремни часто рвутся в неподходящий момент, останавливая работу.

Торцовочный аппарат имеет большую ширину реза, который дополнительно ограничивается при работе под углом. Угол реза увеличивается за счет установки штанги вдоль линии реза.

Видео: Устройство токарного станка