Обработка заготовок на токарно-винторезных станках

Токарно-винторезный станок состоит из следующих узлов (рис.49). Станина 2 с горизонтальными призматическими направляющими служит для монтажа узлов станка и закреплена на двух тумбах. В передней тумбе 1 смонтирован электродвига­тель главного привода станка, в задней тумбе 12- бак для хра­нения смазочно-охлаждающей жидкости и насосная станция для подачи жидкости в зону резания при обработке заготовок.

Рис.49. Общий вид токарно-винторезного станка

В передней бабке 6, установленной с левой стороны станины, смонтированы коробка скоростей станка и шпиндель. Механизмы и передачи коробки скоростей позволяют получать разные частоты вращения шпинделя станка. На шпинделе закрепляют зажимные приспособления для передачи крутящего момента обрабатываемой заготовке. На лицевой стороне передней бабки установлена панель управления 5 механизмами и передачами коробки скоростей.

Коробку подач 3 крепят к лицевой стороне станины. В коробке подач смонтированы механизмы и передачи, позволяющие полу­чать разные скорости движения суппортов. С левой торцовой стороны станины установлена коробка 4 сменных зубчатых колес, необходимых для наладки станка на нарезание резьбы.

Продольный суппорт 7, установленный на направляющих станины, перемещается по ним и обеспечивает продольную подачу резца. По направляющим продольного суппорта перпендикулярно оси вращения заготовки перемещается поперечная каретка, на которой смонтирован верхний суппорт 9. Поперечная каретка обеспечивает поперечную подачу резцу. Верхний поворотный суппорт можно устанавливать под любым углом к оси вращения заготовки, что необходимо при обработке конических поверх­ностей заготовок.

На верхнем суппорте смонтирован четырехпозиционный пово­ротный резцедержатель 8, в котором можно одновременно закреп­лять четыре резца. К продольному суппорту крепят фартук 10 станка. В фартуке смонтированы механизмы и передачи, преобра­зующие вращательное движение ходового валика или ходового винта в поступательные движения суппортов. Задняя бабка 11 установлена с правой стороны станины и перемещается по ее направляющим. В пиноли задней бабки устанавливают задний центр или инструмент для обработки отверстий (сверла, зенкеры, развертки).

Корпус задней бабки смещается относительно ее основания в поперечном направлении, что необходимо при обтачивании наружных конических поверхностей. Для предохранения работающего от травм сходящей стружкой на станке устанавливают специаль­ный защитный экран.

Несмотря на большое разнообразие конструкций станков, в их механизмах и движениях есть много общего и сходного. Поэтому применяют упрощенные, условные обозначения механизмов и их элементов (на рис.50. ниже), дающие наглядное представление о кинематике станков и в некоторой степени представление об их конструкции. Схемы, вычерченные с применением условных обозначений, называются кинематическими. Условные обозначения не могут обеспечить полного представления о станке, поэтому на кинематической схеме станка дополнительно указывают диаметры щкивов, число зубьев и модуль зубчатых и червячных колес, число заходов червяка, шаг ходового винта, мощность и частоту вращения электродвигателя, опоры рычагов, порядковую нумерацию валов, рукоятки и маховички для ручного перемещения сборочных единиц (узлов) и др.

Рис.50 Условные обозначения

Условные обозначения основных элементов на кинематических схемах станков:

I - ременные передачи плоским ремнем (1), плоским ремнем перекрестная (2), клиновым ремнем (3), 4 - цепная передача; II - зубчатые передачи: цилиндрическими колесами (5), коническими колесами (6), винтовыми колесами (7), червячная (8), реечная (9); III - передача ходовым винтом с неразъемной (10) и разъемной (11) гайками; IV - муфты: кулачковая односторонняя (12), кулачковая двусторонняя (13), конусная (14), дисковая односторонняя (15), дисковая двусторонняя (16), обгонная односторонняя (17), обгонная двусторонняя (18); V - тормоза: конусный (19), колодочный (20), ленточный (21), дисковый (22), патронный конец шпинделя (23)

Рис.51 Кинематическая схема токарно-винторезного станка

В нашей стране и за рубежом широко применяется токарно-винторезный станок мод. 16К20

Приспособления и установка деталей (заготовок). Способ установки и закрепления заготовок на станке выбирают в зависимости от их размеров, жесткости и требуемой точности обработки. При L/D<4 (где L - длина обрабатываемой заготовки, D - ее диаметр) заготовки закрепляют в патроне, при 4<L/D<10 - в центрах или в патроне с поджимом задним центром, при L/D>10 - в центрах или в патроне и центре задней бабки и с поддержкой люнетом. Самой распространенной является установка обрабатываемой заготовки в центрах станка. Заготовку обрабатывают в центрах, если необходимо обеспечить концентричность обрабатываемых поверхностей при переустановке заготовки на станке, если последующая обработка выполняется на шлифовальном станке и тоже в центрах и если это предусмотрено технологией обработки.

Заготовки устанавливают в центрах с помощью токарных оправок. На среднюю часть 1 оправки, рисунок - а) выше, выполненную с малой конусностью (обычно 1:2000) и предварительно смазанную, устанавливают с натягом заготовку 4. Для создания натяга наносят легкие удары по торцу оправки молотком с медным наконечником или деревянной киянкой таким образом, чтобы не повредить торцы оправки и центровые отверстия 3. Лыска 2 оправки служит опорой для болта, которым закрепляют хомутик. Положение заготовок вдоль оси при базировании на таких оправках неодинаково и зависит от диаметра отверстия заготовки. Заготовку 1, рисунок - б) выше, можно установить на цилиндрической оправке 2 и закрепить на ней с помощью гайки 4 и быстросменной шайбы 3. Наружный диаметр гайки 4 меньше внутреннего диаметра оправки, что позволяет значительно сократить время на смену заготовки.

При использовании таких оправок точность обработки снижается, так как заготовка устанавливается на оправку с зазором. Когда внутренние отверстия заготовок имеют значительные отклонения по диаметру, применяют разжимные (цанговые) оправки, рисунок - в). Цанга 4 представляет собой втулку, внутренняя поверхность которой выполнена конической, а наружная, предназначенная для базирования заготовки 7,- цилиндрической. Цангу 4 с деталью 1 перемещают и закрепляют на оправке 2 с помощью гайки 3, а освобождают с помощью гайки 5, предварительно ослабив гайку 3. Для обеспечения пружинящего свойства цанги 4 ее изготовляют с продольными прорезями. Шпиндельную оправку, рисунок - г), конусной поверхностью 1 устанавливают в шпиндель станка. Заготовку 3 устанавливают на цилиндрическую поверхность 4, в которой выполнены продольные прорези. Натяг между цилиндрической частью оправки и заготовкой создают с помощью винта 2. На рисунке справа - д), показана оправка с упругой оболочкой. Корпус 1 оправки крепится к фланцу шпинделя станка. На корпусе 1 закреплена втулка 2, канавки которой вместе с канавками корпуса образуют полости А, В и С, заполняемые гидропластом. При вращении винта 5 плунжер 7 перемещается, выдавливая гидропласт из полости С в полость А. Тонкая стенка втулки 2 под давлением гидропласта деформируется, увеличивая наружный диаметр втулки и создавая натяг при закреплении заготовки 3. Упор 6 ограничивает перемещение плунжера 7, а пробка 4 закрывает отверстие, через которое выходит воздух при заполнении оправки гидропластом.При установке длинных заготовок в качестве второй опоры используют задний центр (рисунок слева). Предварительно закрепленную в патроне заготовку поджимают задним центром, а затем окончательно зажимают кулачками патрона. Такой способ установки обеспечивает повышенную жесткость крепления заготовки и применяется преимущественно при черновой обработке. При установке заготовок, у которых длина выступающей из патрона части составляет 12-15 диаметров и более, в качестве дополнительной опоры используют люнеты (неподвижные и подвижные). Неподвижный люнет (рисунок ниже слева) устанавливают на направляющих станины станка и крепят планкой 5 с помощью болта и гайки 6. Верхняя часть 1 люнета откидная, что позволяет снимать и устанавливать заготовку на кулачки или ролики 4, которые служат опорой для обрабатываемой заготовки и поджимаются к заготовке винтами 2. После установки винты 2 фиксируются болтами 3. В тех местах заготовки (обычно посередине), где устанавливаются ролики люнета, протачивают канавку. Подвижный люнет (рисунок ниже справа) креп ится на каретке суппорта и перемещается при обработке вдоль заготовки. Подвижный люнет имеет два кулачка, которые служат опорами для заготовки; третьей опорой является резец.

В тех случаях, когда заготовки не могут быть установлены и закреплены в патронах, применяют планшайбы (рисунок внизу). Планшайба 2 представляет собой плоский диск, который крепится к фланцу 1, устанавливаемому на шпинделе станка. Рабочая поверхность планшайбы может быть выполнена с радиальными или концентрическими пазами.

Обрабатываемые заготовки центрируют и закрепляют на планшайбе с помощью сменных наладок и прихватов. На рисунке - а) показано закрепление заготовки 4 типа кольца, которую устанавливают на опорную втулку 3 и при обработке наружной поверхности закрепляют шайбами 5 и 6 и винтом 8 с гайкой 7, а при обработке внутренних поверхностей - прихватами 9. На рисунке - б) показано закрепление заготовки 5 типа кронштейна, которую устанавливают на угольнике 7 по центрирующим пальцам 6 и закрепляют откидным зажимом 4. Возникающий при этом дисбаланс устраняют противовесом 3. На рисунке - в) показано закрепление заготовки 3 (типа колец, крышек, фланцев и т. п.), которые крепят к планшайбе 2 прихватами 4.