Виды токарных станков по металлу и их назначение

Обновлено: 04.05.2024

Основная задача любого токарного станка – механическая обработка элементов со сферической, цилиндрической, конической поверхностью. С их помощью появляется возможность быстро и точно нарезать любой из видов резьбы, выполнять операции по сверлению, расточке, отрезанию, подрезке торцевой части заготовок.

Современное оборудование отличается высокой функциональностью. Производителями выпускаются универсальные модели и станки с ЧПУ. Второй вариант в последнее время пользуется всё большей популярностью благодаря более высокому качеству выполнения технологических операций.

Основные виды токарных станков

Все существующее токарное оборудование можно разделить по видам обрабатываемых материалов и деталей на несколько групп.

Токарно-винторезное оборудование

Станки токарно-винторезного типа относятся к категории универсальных агрегатов, которые широко используются при изготовлении деталей в единичном экземпляре или в рамках серийного производства. Основная задача оборудования – нарезание дюймовой, метрической, модульной резьбы. Также с его помощью выполняются другие операции по металлообработке.

Основу конструкции токарно-винторезного станка составляет:

шпиндельная бабка с коробкой скоростей;
станина, на которой крепятся основные элементы конструкции оборудования;
суппорт, предназначенный для фиксации режущего инструмента;
фартук, используемый для преобразования движения винта или валика на передвижение в заданном направлении суппорта;
задняя бабка, необходимая для фиксации заготовки в оптимальном положении (в большинстве случаев она оснащается дополнительными инструментами).

Токарно-револьверные станки

Оборудование револьверной группы используется для обработки деталей, выполненных из калиброванного прутка. С их помощью можно выполнить длинный список технологических операций. В них входит фасонное точение, расточка, развертывание, нарезание резьбы, зенкерование, сверление.

Инструменты крепятся на станке при помощи специального держателя. В зависимости от модификации оборудования он может быть приводным или статическим (первый вариант отличается большей функциональностью).

Лоботокарные агрегаты

Станки используются при необходимости обработки лобовых, конических, цилиндрических поверхностей. Во многих моделях нет задней бабки. Важной особенностью моделей этого типа является возможность обработки деталей тяжелых деталей малой длины (это возможно благодаря тому, что шпиндель вращается в горизонтальной плоскости и наличию достаточного свободного пространства). На производственных предприятиях в случае, когда предполагается воздействие на лоботокарный станок больших нагрузок, в качестве замены для них используются карусельные агрегаты.

Токарно-карусельные станки

Оборудование используется для работы с крупногабаритными заготовками. Среди их ключевых особенностей стоит выделить возможность:

использования станка для формирования пазов любой конфигурации;
нарезания резьбы;
точения конических или цилиндрических поверхностей;
выполнения операций по подрезке торца, фрезеровке, шлифовке.

При условии дополнительного оснащения станка, с его помощью можно обточить фасонные поверхности с использованием копира.

Во время работы оборудования заготовка фиксируется на планшайбе, от диаметра которой напрямую зависят габаритные размеры агрегата. По данному параметру различают одностоечные (до 2000 мм) или двухстоечные модели (более 2000 мм).

Токарно-фрезерные обрабатывающие центры

Центр представляет собой многофункциональное устройство с электронным программируемым оборудованием и сложной кинематикой.

Предлагаются модели с вертикальным или горизонтальным вращением шпинделя.

В первом случае есть возможность обработки заготовок с высокими массогабаритными параметрами. Такие обрабатывающие центры оснащаются внешней системой охлаждения, благодаря чему производительность станка существенно увеличивается за счёт повышения скорости вращения деталей.

Большинство моделей с вертикальным вращением шпинделя имеют функцию автоматической смены режущих инструментов. При горизонтальном расположении центры часто оснащаются наклонно-поворотными или поворотными столами. Для смены инструментов используются механизмы ленточного типа.

Подобные обрабатывающие центры отличаются наличием системы гашения вибрационных воздействий, возможность использования в работе до 120 инструментов, благодаря гусеничной системе крепления.

Автомат продольного точения

При мелкосерийном изготовлении деталей широко используются автоматы продольного точения (производительность оборудования может составлять до 40 готовых деталей за минуту). В качестве заготовок при этом может использоваться фасонный профиль, проволока, калиброванный или холоднотянутый пруток. Различают модели с подвижной и неподвижной шпиндельной бабкой.

Многошпиндельные токарные станки

Оборудование используется для обработки заготовок со сложной геометрией, которые изготовлены из труб, холоднотянутых прутков любого сечения, в рамках серийного производства.

Высокая производительность обеспечивается за счёт большой мощности привода.

При разработке моделей многошпиндельных токарных станков предусматривается использование конструкций повышенной жёсткости. Оборудование способно выполнять одновременно несколько технологических операций.

Станки с ЧПУ

Числовое программное управление позволяет добиться высокой точности обработки заготовок и повышенной производительности. Автоматизация всех процессов существенно облегчает процесс эксплуатации оборудования.

Управление рабочими процессами производится одним из трех способов:

контурно (станок работает непрерывно в соответствии с заложенными пользователем параметрами);
по прямоугольному контуру (актуальны при необходимости обработки деталей ступенчатой формы, поперечная и продольная передача в них переключается в автоматическом режиме);
позиционно (в этом случае предусматривается, что механизм изначально будет расположен в заданной начальной точке, только после этого начинается обработка).

В работе станков с ЧПУ используются самонастраивающиеся, замкнутые или разомкнутые системы. Они отличаются между собой принципом приёма информации, считывающим и измеряющим механизмом.

Трубонарезные агрегаты

Станки представляют собой узкоспециализированное оборудование, применяемое только для резки стальных труб. Они широко используются в геологоразведке, газо- и нефтедобывающей отрасли, других отраслях промышленности.

Схема работы агрегатов с ЧПУ заключается в следующем: вначале производится фиксация заготовки в патроне, затем производится установка программы для автоматизированного устранения дефектов.

При необходимости выполнения дополнительных операций станок оснащается патронами нужного типа, револьверной головкой, резцерезкой.

Оборудование с бесступенчатым приводом

Особенность станков этого типа – возможность непрерывного изменения частоты вращения шпинделя. С его помощью есть возможность обрабатывать как внешнюю, так и внутреннюю поверхность заготовки.

Станки с бесступенчатым приводом позволяют на каждом из этапов обработки деталей выбрать оптимальный скоростной режим.

Оборудование с бесступенчатым приводом отличается стабильно высокой надежностью, удобством управления, длительным сроком службы. Благодаря отсутствию коробки скоростей станки выделяются сравнительно большим межремонтным интервалом. Возможна регулировка частоты вращения шпинделя при помощи гидравлики, а также механическим или электрическим путём.

Настольные токарные станки

Для установки оборудования используется специальный стол. Мини-станки отличаются сравнительно небольшими габаритными размерами и весом.

С их помощью выполняется обработка заготовок из дерева, металла, пластика. Их основные функции – расточка, сверление, фрезеровка.

В большинстве случаев оборудование этого типа используется для мелкосерийного производства или в частных мастерских. Станки востребованы благодаря невысокой стоимости и низкому энергопотреблению.

Классы точности токарных станков

Класс С – оборудование особой точности.
Класс В – станки высокой точности.
Класс Н – агрегаты нормальной точности.
Класс А – оборудование особенно высокой точности.
Класс П – станки повышенной точности.

Маркировка оборудования

Маркировка токарного станка предоставляет объективную информацию о его конструктивных особенностях, возможностях использования и основных технических характеристиках. Достаточно расшифровать несколько цифр.

Первая из них всегда 1, так как именно она обозначает принадлежность агрегата к токарной группе.
Тип станка указывается второй цифрой.
Третья и четвертая цифры обозначают высоту его центров.

Советы по выбору оборудования

Металлообрабатывающие станки

Выбор станка по металлу всегда основывается на особенностях его будущего применения. Именно от этого зависят его рабочие характеристики (мощность, электрические параметры, перечень доступных функций, точность, габаритные размеры).

Особое внимание стоит уделить следующим факторам:

Функционал. Стоит заранее продумать перечень технологических операций, которые потребуются для выполнения производственных задач.
Уровень автоматизации. Чем он выше, тем дороже будет стоит оборудование. Но с повышением уровня автоматизации увеличивается и точность выполняемых операций, их сложность и скорость.
Инструментальное оснащение станка. Важно принимать во внимание минимальные и максимальные размеры обрабатываемых заготовок, величину перемещения по осям, предельная величина диаметра над суппортом и станиной, скорость вращения шпинделя.
Программное обеспечение. При покупке металлообрабатывающего станка с ЧПУ принципиально важным становится способность оборудования работать в комплексе с другими устройствами, его совместимость с технологиями CAD/CAM.
Компания-изготовитель. При выборе любой техники важно, чтобы производителем оказывалось полноценное гарантийное и сервисное обслуживание, в ходе эксплуатации не возникало проблем с поставкой комплектующих или расходных материалов.

Станки по дереву

Современные производители предлагают богатый выбор деревообрабатывающих станков. Выпускаются установки общего назначения, специальные модели для производства однотипных деталей или специализированные устройства для определенных видов обработки древесины.

Чтобы после покупки оборудование полностью соответствовало вашим ожиданиям, предлагаем воспользоваться следующими советами.

Оптимальная мощность зависит от особенностей работы и перечня операций, которые будут выполняться на выбранном станке. Бытовыми принято считать модели мощностью до 3 кВт/ч, подключаемые к сети 220 В, промышленными – установки большей производительности, которые отличаются также большей глубиной пропила, шириной строгания, более широким набором функций.
Станина должна быть тяжёлой и жёсткой (идеальным материалом для ее изготовления станет чугун).
Желательно наличие патрона на передней бабке или возможность его установки. В дальнейшем это позволит обрабатывать заготовки, которые закреплены только за один конец.
Возможность установки на задней бабке сверлильного патрона, который существенно облегчит задачу по заточке глухих отверстий.
Наличие регулятора оборотов шпинделя – удобная функция, которая поможет повысить качество выполнения многих технологических операций.
Универсальные модели оснащаются пильным диском, сверлом, фрезой, строгальным валом с 3 или 4 ножами.

Вне зависимости от вида выбранного токарного станка, его параметров и технических характеристик, особое внимание стоит уделить качеству его сборки, использованию производителем материалов, способных выдерживать запланированные нагрузки. Универсальные многофункциональные модификации всегда становятся оптимальным решением: при помощи такого станка появляется возможность решить практически любую задачу по обработке металла или дерева.

Конструкция и принцип работы токарного станка по металлу, основные узлы, схемы

Подробно рассмотрим принцип действия токарно-винторезного станка по металлу, какие бывают станки их виды и для чего они, вообще надо, что на них такого полезного можно делать.

Не забудем и про описание основных узлов токарного станка, из чего он состоит, его строение, приведем, как образец, схемы электрические и кинетические станков.

Виды, характеристики и устройство

Рассматривая схемы и устройство токарных станков различных видов, можно увидеть, что все они схожи между собой и имеют похожее устройство. На них можно обрабатывать различные детали из металла в одиночном и серийном производстве.

Основные узлы, из которых состоит токарный станок по металлу

Любой токарный станок по металлу включает в себя основные конструктивные узлы и элементы.

Станина

Основной и самый крупный элемент, на котором крепятся все остальные детали. Это неподвижная деталь, представляющая собой две параллельные стенки, неподвижно соединенные между собой поперечинами. Станина имеет ножки-тумбы, в которых хранится инструмент.

Верхние рейки служат направляющими, по которым двигаются суппорт токарного станка и задняя бабка. Они могут быть плоского и призматического вида. Направляющие выполнены строго параллельно друг другу.

Передняя бабка

Эта деталь по-другому может называться шпиндельная бабка. Внутри нее находятся следующие детали:

шпиндель;
подшипники (два);
шкив;
коробка скоростей.

Передняя бабка поддерживает заготовку и придает ей вращение.

Шпиндель

Шпиндель является основной деталью передней бабки. Он представляет собой металлический вал конусообразной формы. В нем фиксируются различные инструменты, оправки и другие приспособления.

Шпиндель токарного станка, шейка и подшипники должны быть гладкими, чисто отшлифованными, без люфтов, потому что это влияет на качество расточки деталей. Шпиндель имеет резьбу, а в некоторых станках еще и специальную канавку для того, чтобы патрон самопроизвольно не открутился.

Механизм поперечной и продольной подачи

Суппорт может двигаться вдоль и поперек, благодаря механизму подачи. Направление задает трензель, находящийся в корпусе передней бабки. Снаружи станка есть рукоятки, которыми можно изменять направление и амплитуду движения суппорта.

Если станок с автоматической подачей, то в нем есть ходовые винт и валик. Они используются для выполнения работ высокой сложности.

Суппорт

Суппорт – это характерный элемент любого токарного станка, с помощью которого осуществляется перемещение режущего инструмента в продольном, поперечном и наклонном направлении. Продольное движение по салазкам станины производит каретка, поперечное совершает верхняя часть суппорта. Резцедержатели (одно или многоместные) устанавливаются в верхнюю часть суппорта.

Фартук

За корпусом фартука находятся механизмы, связывающие суппорт с зубчатой рейкой и ходовым винтом. Управление фартуком вынесено на корпус станка, что упрощает регулировку хода суппорта.

Задняя бабка

В заднюю бабку закрепляется деталь на шпинделе, поэтому этот элемент подвижный. Деталь состоит из двух частей: нижней – плиты и верхней – держателя шпинделя. Задняя бабка токарного станка движется по станине и может быть зафиксирована в любом месте благодаря рычажной рукоятке. Конус задней бабки называется пиноль. В нем крепится инструмент или приспособление. Также задняя бабка служит второй опорой при обработке длинных деталей.

Каретка

Каретка предназначена для продольного движения суппорта по салазкам станины. От ее исправности зависит свободное движение этого элемента.

Вал вращения шпинделя имеет две ручки включения. При среднем положении ручек он выключен. Положение вверх – вал вращается против часовой стрелки (рабочее движение), положение вниз – вал вращается по часовой стрелке (обратное движение).

Конструкция и принцип работы

Большинство токарных станков имеют схожую конструкцию и имеют одни и те же элементы. Отличаются они только габаритами и расположением некоторых деталей.

На токарных станках производится в результате вращения обработка деталей режущим инструментом. При поступательном движении резца с поверхности заготовки снимается слой металла, ей придается нужный вид и форма. Современные станки обладают высокой точностью, резьба может быть нарезана любого профиля.

Принцип работы токарного станка состоит в следующем:

инструмент для работы вставляется в пиноль задней бабки;
задняя бабка должна быть установлена в соответствии с размерами детали; она передвигается по направляющим станины;
между передней и задней бабками располагается суппорт, в процессе работы он перемещается по направляющим с помощью каретки;
резцедержатели подбираются в зависимости от размера детали, они могут быть как одиночными, так и предназначенными для нескольких резцов.

Разновидности и конструктивные особенности

Многорезцовые

Предназначены для обработки сложных деталей, сделанных из труб, фасонного профиля или прутков разного сечения. Многорезцовые или многошпиндельные станки в основном используются при серийном производстве.

сверление;
резьба;
точение;
подрезка;
растачивание;
зенкерование;
развертывание.

Многорезцовые станки обладают высокой производительностью благодаря большой площади приводного механизма, жесткости конструкции, способности выполнять несколько операций одновременно.

Карусельные

Группа станков для работы с крупногабаритными деталями и заготовками. Детали, обрабатываемые на них, отличаются небольшой длиной, но значительной массой и диаметром.

Особенности карусельных моделей:

используются для обработки поверхностей конической или цилиндрической формы;
выполняются пазы различной конфигурации;
также можно сделать шлифовку, фрезеровку, подрезку торцов;
нарезка резьбы.

Помимо основных элементов любого токарного станка, данный вид имеет дополнительное оборудование:

стол с планшайбой;
стойки для передвижения траверсы.

Затыловочные

Станки предназначены для обработки задних поверхностей зубьев инструментов. Также на нем можно выполнять и другие токарные работы. Отличает затыловочный станок особая конструкция суппорта. Затылование детали производится следующим образом:

вращательное движение детали;
возвратно-поступательное движение режущего инструмента к детали.

Винторезные

Наиболее распространенная группа станков. Широко используются в серийном и единичном производстве. Винторезные модели можно встретить и в мастерских, и в школах, и на любом производстве. Они отличаются простотой эксплуатации и обслуживания.

СПРАВКА! Токарно-винторезный станок является универсальной моделью для всевозможных обработок металлических заготовок. На нем можно выполнять различные виды резьбы: модульную, дюймовую, метрическую.

станина;
передняя и задняя бабка;
суппорт;
фартук;
коробка подач.

Револьверный

Станки револьверной группы рассчитаны на обработку деталей из калиброванного прутка. Токарно-револьверный станок и операции, которые могут выполняться на данном оборудовании:

точение;
расточка;
фасонное точение;
зенкерование;
сверление;
формирование резьбы;
развертывание.

СПРАВКА! Название станков данной группы происходит из-за специального держателя. Он может быть приводным или статическим. Приводной тип дает больше возможностей для проведения различных операций.

Универсальный

К универсальным токарным станкам относятся винторезные станки, так как на них можно выполнять практически любые операции по металлу.

Основные технические характеристики универсального станка:

скорость вращения (количество оборотов);
класс точности; он указывается в маркировке изделия буквами С, В, Н, А, П;
число передач;
каких размеров детали можно устанавливать;
вес и габариты станка;
величина подачи и максимального перемещения по оси.

Варианты и расшифровка вариантов модификаций

Маркировка оборудования показывает, какими особенностями оно обладает, его сферу применения.

Токарные станки имеют буквенное и числовое название. Буквенные обозначения характеризуют его конструктивные особенности: уровень автоматизации, степень точности обработки, модификацию, тип ЧПУ.

Значение букв в маркировке приборов:

С – особая точность.
В – высокая точность.
Н – нормальная точность.
А – особо высокая точность.
П – повышенная точность.

первая цифра 1 указывает на то, что это токарный станок;
вторая цифра обозначает тип устройства;
третья и четвертая – показывают особенности обработки.

Например, 16К20Т обозначает:

1 – токарный станок;
6 – тип лобовой;
20 – 200 мм основной параметр;
Т – модифицированный.

Строение и применение ЧПУ

Современный токарный станок имеет числовое программное управление (ЧПУ). Применение электрической схемы и видоизменение основных узлов позволяет добиться высокой точности обработки.

Особенности станков с ЧПУ:

При выборе оборудования нужно учитывать данные, указанные в ГОСТе. Там указываются класс точности и другие параметры.
Устройство имеет сложную электрическую схему и мини-блок управления.
Несмотря на свои небольшие размеры и вес, модели могут выдерживать большую нагрузку.
Прибор имеет блок, на который выводится вся информация. Для этого применяются языки программирования, установленные стандартом.
Оборудование небольших размеров и высокой точности востребовано. На нем производятся детали для электроники и бытовой техники.

Схемы элементов и частей

Конструкцию агрегата можно рассмотреть на схеме токарно-винторезного станка, как наиболее распространенного, и его частей.

Электрическая схема 16К20

Кинематическая схема 16К20

Какие детали может обрабатывать

На токарных станках могут обрабатываться детали, имеющие вид тела вращения. К ним относятся:

валы;
оси;
диски;
цапфы;
фланцы;
муфты;
кольца;
втулки;
гайки и т. д.

Кроме этого, можно сделать нарезку внутренней и наружной резьбы, точение и растачивание различных поверхностей, подрезание торцов, точение внутренних и наружных канавок, сверление, развертывание отверстий и т. д.

Как видим, токарный станок служит для множества операций и необходим в любом производстве. Рассматривая различные виды оборудования, нужно иметь в виду, что возможность установки дополнительного оборудования позволяет значительно расширить производимые операции.

Огромное количество токарных станков дает мастерам большой выбор. Среди многих марок особое место занимает.

Токарная обработка металла — востребованная область работы с металлом. Без специалистов и станков.

Токарный станок Калибр 550/550 китайского производства. На российский рынок его поставляет крупная компания.

В процессе металлообработки задействовано разное оборудование. Отдельную категорию представляют.

Настольный токарный станок 1Д601 позволяет работать с деталями небольших размеров. Увидеть такое.

Какие бывают разновидности токарных станков?

Станки токарной группы предназначены для выполнения большого количества операций по обработке металла. Чаще всего данное оборудование используется для работы с наружными и внутренними поверхностями деталей, которые имеют цилиндрический, конический или фасонный профиль. Еще одно назначение токарных станков по металлу – выполнения операций по сверлению отверстий, обработке торцов.

Основные разновидности оборудования

Классификация токарных станков в основном осуществляется на основании их конструкции.

Токарно-винторезный

Все виды токарных станков из данной группы являются универсальными, поэтому они широко используются на серийных и единичных производствах.

С их помощью можно выполнять различные операции – нарезание резьбы (модульной, метрической, дюймовой), всевозможная обработка металлических заготовок.

В перечень основных конструктивных элементов данного станка входят:

шпиндельная бабка. Состоит из шпинделя и коробки скоростей;
суппорт. Предназначен для фиксации в нужном положении режущего инструмента;
станина. Предназначена для закрепления основных конструктивных узлов агрегата;
коробка подач. Предназначена для передачи движения от шпиндельного узла к суппорту. Это возможно благодаря наличию в составе конструкции ходового винта или валика;
фартук. Необходим для трансформации передвижений валика или винта на перемещение суппорта в нужном направлении;
задняя бабка. Часто оснащается дополнительными инструментами для поддержки в нужном положении обрабатываемой заготовки.

Токарно-карусельные

Все типы токарных станков, которые можно отнести к карусельной группе, обычно предназначены для работы с габаритными заготовками. Они обладают следующими функциональными способностями:

применяются для точения поверхностей цилиндрической или конической формы;
используются для прорезки пазов различной конфигурации;
при необходимости выполняется шлифовка, фрезеровка и подрезка торцов;
существует возможность выполнения резьбы.

В состав данного станка входит стол, на котором находится планшайба. Также присутствуют стойки, где передвигается траверса, оборудованная суппортами.

Лоботокарный

Основное предназначение лоботокарного станка – обработка цилиндрических, конических и лобовых деталей. В оборудовании данного типа ось вращения заготовки размещается горизонтально.

Токарно-револьверные

Все виды токарных станков, которые можно отнести к револьверной группе, предназначены для обработки деталей из калиброванного прутка. Данное оборудование способно выполнить широкий спектр технологичных операций:

точение и расточка;
зенкерование;
сверление;
фасонное точение;
формировка резьбы;
развертывание.

Специфическое название станка вызвано особым способом крепления всех инструментов. Они устанавливаются в специальном держателе – статическом или приводном. Последний тип обеспечивает агрегат широким спектром возможностей. С его помощью можно осуществлять сверление, фрезеровку, нарезку резьбы.

Токарно-фрезерный обрабатываемый центр

Данное оборудование сочетает в себе функциональные способности фрезерного и токарного станка. В состав его конструкционных элементов входит фрезерная головка под конус, которая обеспечивает выполнение множества операций, поэтому способна достойно конкурировать с револьверным типом. В данном случае для точения выполняется металлорежущими резцами. Они устанавливаются во фрезерную головку, что повышает их функциональные возможности.

Предназначение автомата продольного точения заключается в изготовлении небольших деталей при серийном производстве из различных прутков, фасонного профиля и проволоки, которая свернута в бунт. Его используют для обработки заготовок, которые изготовлены из меди, легированной стали и многих других металлов.

Автоматы продольного точения оснащаются следующими типами шпиндельных бабок – неподвижными и подвижными. Также данные агрегаты могут быть револьверными, одношпиндельными. Первые имеют некоторые преимущества, поскольку способны одновременно выполнять несколько операций.

Такие автоматы предназначены для обработки сложных заготовок, которые сформированы из холоднотянутых прутков разного сечения или из труб. В основном их используют для обеспечения потребностей серийного производства. С их помощью осуществляют следующие операции:

точение, растачивание и подрезку;
сверление;
развертывание;
формирование резьбы;
зенкерование.

Высокая производительность такого автомата обеспечивается большой мощностью приводного механизма, достаточной жесткостью конструкции, способностью одновременно выполнять несколько операций.

Настольные

Основная отличительная черта такого станка – он фиксируется на специальном столе. Данный тип агрегатов имеет небольшие габариты и вес.

С его помощью можно выполнять широкий перечень различных технологических операций по обработке деталей, изготовленных из металла, дерева, пластика. Также агрегаты настольного типа способны выполнять сверление, расточку или фрезеровку.

В основном такое оборудование используется в домашних условиях или для обеспечения потребностей мелкосерийного производства. Его преимуществом считают низкий уровень энергопотребления, небольшая стоимость. Во время работы настольных станков шум минимален, что очень ценят многие пользователи.

Многие станки разного строения оснащены числовым программным управлением или ЧПУ. Они отличаются высокой продуктивностью работы, точностью и легкостью эксплуатации.

При внедрении ЧПУ в основном используют такие типы систем:

разомкнутые. Подразумевают применение одного потока информации. Такой агрегат первым делом расшифровывает данные, только после чего передает заданные команды всем механизмам;
замкнутые. Данная система работает с применением двух потоков информации, которые принимаются от считывающего и измеряющего механизма;
самонастраивающиеся. Корректируют всю информацию на основании изменений, которые происходят во время обработки деталей.

Также станки с ЧПУ разделяют на типы в зависимости от того, как происходит управление основными рабочими процессами:

позиционные. Подразумевают установку механизма для обработки деталей в нужном положении, только после чего начинается сам процесс работы;
прямоугольные. Данные системы используют для обработки заготовок, которые имеют ступенчатую форму. Они способны автоматически переключать продольную и поперечную передачи;
контурные. Обеспечивают беспрерывную работу агрегата в соответствии с заданными параметрами.

Станки с бесступенчатым приводом

Бесступенчатый привод обеспечивает токарное оборудование возможностью непрерывного изменения частоты вращения шпинделя. При помощи данного агрегата можно осуществлять обработку внутренней и внешней поверхности заготовок. При этом весь рабочий процесс происходит при наличии самых лучших скоростных параметров.

Также станки с бесступенчатым приводом отличаются долгим сроком службы, простотой управления и надежностью. Отчасти это обеспечивается отсутствием коробки скоростей. Регулировка частоты вращения шпинделя происходит механическим, электрическим и гидравлическим путем.

Данные токарные станки узкоспециализированы. Они применяются только для нарезки труб, изготовленных из стали. Также они могут производить обработку их торцов, наносить резьбу с нужными характеристиками. Данные агрегаты широко используются в разных отраслях промышленности, в том числе в нефтяной и газодобывающей, геологоразведке.

Если трубонарезный станок оснащен ЧПУ, он работает по следующей схеме:

заготовка в виде трубы фиксируется с двух концов в патроне;
устанавливается программа, которая способна автоматическим образом устранить все дефектные части детали;
для выполнения дополнительных операций станок оснащается револьверной головкой, патронами разного типа, резцерезкой.

Чтобы обеспечить долгий срок службы подобного оборудования, его направляющие элементы подвергаются закалке и шлифовке. Это также позволяет повысить точность агрегата, что очень важно для эффективной работы.

Классификация оборудования по типу точности

На основании точности, которую обеспечивает оправленный токарный агрегат, ему присваивают степень:

С. Характеризуют оборудование с особой точностью;
В. Присваивают агрегатам, которые во время своей работы обеспечивают высокую точность;
Н. Дают станкам с нормальной точностью;
А. Присваивают устройствам, которые отличаются особенно высокой точностью;
П. Имеют все станки, которые во время работы обеспечивают повышенную точность обработки.

Маркировка токарных станков

Чтобы понять, какими конструкционными особенностями обладают токарные агрегаты, какая их сфера применения, следует обращать внимание на маркировку оборудования.

Она состоит из нескольких цифр, каждая из которых имеет свое значение:

первая цифра это обязательно 1. Она обозначает, что данный агрегат относится к токарной группе;
вторая цифра маркировки обозначает тип токарного станка;
третья и четвертая цифра указывает на высоту его основных центров.

Внимательно изучив все особенности маркировки токарных станков и их классификацию, можно понять принцип их работы.

Виды токарных станков

Они позволяют выполнять токарные и фрезерные работы различных видов с допуском не более 0,1 мм. Существенная часть операций по обработке металлических заготовок проводится на различных станках. Это позволяет упростить и ускорить выполнение базовых задач. Одними из наиболее распространенных станков являются токарные, и в этой статье мы поговорим о назначении, видах и характеристиках этих устройств.

Большинство токарных станков применяется для работы с внешними и внутренними поверхностями деталей различной формы, в том числе конической, цилиндрической и фасонной. Различные типы аппаратов позволяют также сверлить отверстия и обрабатывать торцы.

Теперь поговорим о том, какие именно виды аппаратов доступны сегодня. Основная классификация токарных станков основывается на их назначении, выполняемых ими функциях и особенностях конструкции.

1. Токарно-винторезные станки. Они являются универсальными и предназначены для выполнения большого количества операций. Важно и то, что они позволяют обеспечить высокий уровень точности. Данный вид оборудования также требуется для резьбонарезки.

Первые виды токарно-винторезных токарных станков появились достаточно давно. С течением времени их конструкция совершенствовалась, они становились все более функциональными и совершенными. Наиболее современные модели оснащаются ЧПУ — числовым программным управлением. Эта функция позволяет задавать основные параметры работы, после чего автоматика будет следить за их соблюдением без участия человека.

При выборе модели токарно-винторезного токарного станка важно учесть его основные характеристики:

Максимальную частоту вращения шпиндельной головки, а также возможность ее точной настройки.
Диаметр прутка, устанавливаемого в отверстие.
Крутящий момент.
Номинальную мощность.
Число подач продольного и поперечного типа.
Возможность нарезания различных видов резьбы.

Все эти характеристики зависят от устройства токарно-винторезного токарного станка и его типа. Покупать такое оборудование следует только у проверенных продавцов — официальных дилеров крупных компаний.

2. Токарно-карусельные станки. Аппараты из этой группы предназначены для работы с заготовками с большим весом и диаметром, но с малой высотой. К этой категории можно отнести элементы турбин и генераторов, маховиков, зубчатых колес и так далее. Они применяются для обработки поверхности и торцов, нарезки пазов и фрезерования, а также могут производить шлифовку и резьбонарезку.

В отличие от других видов станков, в этих устройствах основное движение совершает планшайба, а поступление — суппорты. Большинство современных аппаратов снабжаются функцией ЧПУ, что позволяет автоматизировать значительную часть работы.

3. Лоботокарные аппараты. Основное назначение этого типа токарных станков — обработка деталей, представляющих собой тела вращения. При этом лучше всего они подходят для работы с заготовками большого диаметра, но с ограниченной толщиной. К этой категории относятся, например, колеса, шестерни, фланцы и так далее. Лоботокарные станки предназначены для обработки торцов, резьбонарезки, расточки внутренних поверхностей и так далее. Ось вращения в этих аппаратах расположена в горизонтальной плоскости.

Лоботокарные станки на современных производствах практически не применяются. В большинстве своем их вытеснили токарно-карусельные. Лоботокарные станки сегодня чаще применяются в условиях мастерских для производства единичных изделий с крупными габаритами и ремонтных работ.

4. Токарно-револьверные станки. Они предназначены для работы с деталями из калиброванного прута. От универсальных токарных станков их отличает наличие револьверной головки — специального держателя для инструмента. Благодаря тому что его можно калибровать в процессе работ, производство многих деталей можно производить за одну установку. При этом не требуется производить перенастройку станка. Современные модели этих станков позволяют устанавливать в головку до 12 инструментов. В результате с их помощью можно производить практически все виды обработки:

Расточка.
Зенкерование.
Сверление.
Фасонное точение.
Резьбонарезка и так далее.

5. Токарно-фрезерные обрабатывающие центры. Как и следует из названия, они сочетают в себе функции токарных и фрезерных станков. В состав центра входит фрезерная головка, которая делает эти станки прямыми конкурентами токарно-револьверным в плане большого количества выполняемых операций:

точение;
фрезерование;
долбление канавок;
шлифовка;
сверление отверстий;
резьбонарезка.

Благодаря своим достоинствам обрабатывающие центры можно считать одними из наиболее перспективных разработок. Все основные модели снабжаются ЧПУ, благодаря чему позволяют автоматизировать большинство токарных операций. К недостаткам данного вида оборудования относятся достаточно высокая стоимость и серьезные требования к квалификации специалистов.

6. Автоматы продольного точения. Их основная задача — производство серийных изделий из прутка из различных марок стали, алюминия, меди. Они позволяют выполнять различные виды токарных и фрезерных работ с допуском не более 0,1 мм. Автоматы могут вести обработку круглых и шестигранных прутков, а также фасонного профиля и проволоки.
Существуют различные типы этих устройств, в которых устанавливаются подвижные и неподвижные шпиндельные бабки. Аппараты могут быть одношпиндельными или револьверными. Последние отличаются большим набором функций и могут проводить различные операции без перекалибровки.

7. Многошпиндельные токарные станки. Эти аппараты также могут выполнять весь спектр операций и предназначены для работы с заготовками, сформированным из прутков или труб. Они обладают высокой мощностью и жесткостью конструкции, могут выполнять различные операции одновременно. Данный тип станков относится к категории дорогостоящих и обычно применяется крупными предприятиями с целями обеспечения серийного производства.

Перечисленные виды аппаратов относятся к числу наиболее распространенных и встречаются на большинстве предприятий. Разумеется, существуют и другие виды токарных станков, но дать их описание в рамках одной статьи невозможно.

Перед подведением итогов важно отметить еще одну классификацию оборудования, основанную на технологических особенностях.

1. Настольные станки. Они, что и следует из названия, фиксируются на рабочем месте специалиста. Разумеется, эта категория включает в себя аппараты, которые отличаются малыми размерами и весом. С их помощью можно выполнять все основные виды токарных операций, включая расточку, фрезерование и другие. Разумеется, в плане производительности они уступают стационарным вариантам и чаще применяются небольшими компаниями, нежели крупными производственными фирмами. Нередко их используют в быту за счет достаточно скромного энергопотребления и доступной стоимости.

2. Станки с ЧПУ. Мы неоднократно упоминали их в статье, но хотели бы рассмотреть их отдельно. Данные станки имеют более высокую стоимость и предъявляют повышенные требования к квалификации персонала. При этом на них переходят практически все крупные предприятия. Дело в том, что эти модели токарных станков, вне зависимости от их назначения и характеристик, значительно более производительны, чем их аналоги, управляемые человеком. Они также обеспечивают высокий уровень точности.

Сегодня на рынке представлены следующие типы станков:

Разомкнутые. В них применяется один поток информации. Устройство декодирует его, а затем передает команды всем составным механизмам.

Замкнутые. Принцип работы тот же, что и в разомкнутых, но информация поступает из двух потоков: от считывающего механизма и от измерительного устройства.

Самонастраивающиеся. Наиболее совершенные модели, которые способны автоматически регулировать свою работу с учетом получаемых с измерительного устройства данных.

Еще одна классификация станков с ЧПУ основывается на том, каким образом обеспечивается контроль над рабочими процессами. В данном случае выделяют:

Позиционные станки. В них положение обрабатывающего механизма задается перед началом работ.

Прямоугольные станки. Они предназначены для обработки заготовок ступенчатой формы. Такие аппараты могут самостоятельно переключать передачи с продольной на поперечную и обратно.

Контурные станки. Они обеспечивают полный контроль над выполнением операций с помощью встроенной автоматики.

3. Станки с бесступенчатым приводом. Их основное отличие от других моделей — возможность контролировать и менять частоту вращения шпинделя. Такие станки предназначены для обработки внешней и внутренней поверхности заготовок. К другим преимуществам данного типа оборудования относится его надежность и простое управление, связанные с отсутствием коробки переключения скоростей. В различных моделях станков контроль вращения осуществляется с помощью механического, электрического или гидравлического привода.

4. Трубонарезные аппараты. Данные станки относятся к категории узкоспециализированных, так как позволяют совершать достаточно ограниченный набор действий: обработку торцов, резьбонарезку и собственно резку. Обычно эти аппараты также снабжаются ЧПУ, что позволяет им в автоматическом режиме проводить большинство операций.

Еще одной классификацией, которую необходимо упомянуть, является разделение моделей токарных станков на группы по характеристикам точности. Всего выделяют 5 классов устройств, которые обозначаются латинскими литерами:

Н — нормальная точность;
П — повышенная точность;
В — высокая точность;
А — особо высокая точность;
С — станки особой точности или мастер-станки. Наиболее совершенное оборудование.

Для того чтобы выбрать необходимый аппарат было проще, а специалист мог бы сразу понять его назначения и получить необходимые знания о характеристиках, все устройства имеют буквенно-цифровое обозначение. Каждый символ в нем несет определенную информацию:

первый символ. Он показывает, к какой группе относится станок. Любой аппарат токарной группы обозначается цифрой 1;

второй символ. После первой или второй цифры может располагаться литера, которая обычно обозначает изготовителя станка или его поколение;

третий символ. Цифра, идущая после литеры или же после первого символа, обозначает тип станка;

четвертый и последующие символы. Это цифры, которые указывают основные параметры станка;

последний символ. После цифра может располагаться еще одна литера, которая обозначает модификацию станка или класс точности.

Устройство токарного станка по металлу

Токарные станки по металлу, в общей своей массе, имеют примерно схожую компоновку — схему расположения узлов. В этой статье мы перечислим и опишем основные узлы, принцип их работы и назначение.

Общий вид токарного станка по металлу

Основными узлами являются:

станина;
передняя бабка;
шпиндель;
механизм подачи;
суппорт;
фартук;
задняя бабка.

Основные узлы токарного станка по металлу

Видео-урок об устройстве токарных станков по металлу

Станина

Основной неподвижной частью станка является станина, состоящая из 2 вертикальных рёбер. Между ними находятся несколько поперечных перекладин, обеспечивающих жёсткость и неколебимость статора.

Станина располагается на ножках, их количество зависит от длины станины. Конструкция ножек-тумб такова, что в них могут храниться необходимые для работы станка инструменты.

Верхние поперечные рейки станины служат направляющими для передвижения по ним суппорта и задней бабки. Сравнивая схемы станков, легко заметить, что в некоторых конструкциях используются направляющие 2 видов:

призматические для перемещения суппорта;
плоская направляющая для хода задней бабки. В очень редких случаях её заменяет призматического типа.

Передняя бабка

Детали, расположенные в передней бабке служат для поддержки и вращения заготовки, во время её обработки. Здесь же находятся узлы, регулирующие скорость вращения детали. К ним относятся:

шпиндель;
2 подшипника;
шкив;
коробка скоростей, отвечающая за регулировку скорости вращения.

Передняя бабка отдельно от станка

Основная деталь передней бабки в устройстве токарного станка – шпиндель. С правой его стороны, обращённой в сторону задней бабки, есть резьба. К ней крепится патроны, удерживающие обрабатываемую деталь. Сам шпиндель устанавливается на два подшипника. Точность работ, выполняемых на станке, зависит от состояния шпиндельного узла.

Коробка скоростей вид сверху

В передней бабке находится гитара сменных шестерен, которая предназначается для передачи вращения и крутящего момента с выходного вала коробки скоростей на вал коробки подач для нарезания различных резьб. Наладка подачи суппорта осуществляется путем подбора и перестановки различных зубчатых колес.

Гитара сменных шестерен токарного станка Optimum Гитара советского токарного станка по металлу Техническое обслуживание

Шпиндель

Маловероятно, что ещё можно встретить устройство токарного станка по металлу с монолитным шпинделем. Современные станки имеют полые модели, но это не упрощает требований предъявляемых к ним. Корпус шпинделя должен выдерживать без прогибов:

детали с большим весом;
предельное натяжение ремня;
нажим резца.

Особые требования предъявляются к шейкам, на которые устанавливаются в подшипники. Шлифовка их должна быть правильной и чистой, шероховатость поверхности не более Ra = 0,8.

В передней части отверстие имеет конусную форму.

Подшипники, шпиндель и ось должны при работе создавать единый механизм, не имеющий возможности создавать лишних биений, которые могут получаться при неправильной расточке отверстия в шпинделе или небрежной шлифовке шеек. Наличие люфта между подвижными частями станка приведут к неточности в обработке заготовки.

Устойчивость шпинделю придают подшипники и механизм регулировки натяга. К правому подшипнику он крепится посредством расточенной, по форме шейки, бронзовой втулки. Снаружи её расточка совпадает с гнездом на корпусе передней бабки. Втулка имеет одно сквозное отверстие и несколько надрезов. Крепится втулка, в гнезде передней бабки гайками, накрученными на её резьбовые концы. Гайки крепления втулки используются для регулировки натяга разрезного подшипника.

За изменение скорости вращения отвечает коробка скоростей. Справа к шкиву присоединяется зубчатая шестерня, справа от шкива шестерня насажена на шпиндель. За шпинделем имеется валик со свободно вращающейся втулкой с ещё 2 шестернями. Через шейку, закреплённому в кронштейнах валику, передаётся вращательное движение. Разный размер шестерней позволяет варьировать скорость вращения.

Перебор увеличивает количество рабочих скоростей токарного станка вдвое. Строение токарного станка по металлу с использованием перебора позволяет выбрать среднюю скорость между базовыми. Для этого достаточно перекинуть ремень с одной передачи на следующую или установить рычаг в соответствующее положение, в зависимости от конструкции станка.

Шпиндель получает вращение от электродвигателя через ременную передачу и коробку скоростей.

Механизм подачи

Механизм подачи сообщает суппорту необходимое направление движения. Задаётся направление трензелем. Сам трензель находится в корпусе передней бабки. Управление им происходит посредством наружных рукояток. Кроме направления можно изменять и амплитуду движения суппорта при помощи сменных шестерней разного количества зубьев или коробки подач.

В схеме станков с автоматической подачей имеются ходовые винт и валик. При проведении работ высокой точности исполнения используется ходовой винт. В остальных случаях – валик, что позволяет дольше сохранить винт в идеальном состоянии для выполнения сложных элементов.

Суппорт

Верхняя часть суппорта – место крепления резцов и другого токарного инструмента, необходимого для обработки различных деталей. Благодаря подвижности суппорта резец плавно перемещается в направлении, необходимом для обработки заготовки, от места, где суппорт с резцом и располагался в начале работы.

При обработке длинных деталей ход суппорта вдоль горизонтальной линии станка должен совпадать с длиной обрабатываемой заготовки. Такая потребность определяет возможности суппорта передвигаться в 4 направлениях относительно центральной точки станка.

Продольные движения механизма происходят по салазкам – горизонтальным направляющим станины. Поперечная подача резца осуществляется второй частью суппорта, передвигающейся по горизонтальным направляющим.

Поперечные (нижние) салазки служат основой поворотной части суппорта. С помощью поворотной части суппорта задаётся угол расположения заготовки относительно фартука станка.

Фартук

Фартук, как и передняя бабка, скрывает за своим корпусом необходимые для приведения в движение механизмов станка узлы, связывающие суппорт с зубчатой рейкой и ходовым винтом. Рукоятки управления механизмами фартука вынесены на корпус, что упрощает регулировку хода суппорта.

Задняя бабка

Задняя бабка подвижная, она используется для закрепления детали на шпинделе. Состоит из 2 частей: нижней – основной плиты и верхней, удерживающей шпиндель.

Задняя бабка в разрезе

Подвижная верхняя часть движется по нижней перпендикулярно горизонтальной оси станка. Это необходимо при точении конусообразных деталей. Через стенку бабки проходит вал, он может поворачиваться рычагом на задней панели станка. Крепление бабки к станине производится обычными болтами.

Индивидуален по своей компоновке каждый токарный станок, устройство и схема могут несколько отличаться в деталях, но в малых и средних станках такой вариант встречается наиболее часто. Компоновки и схемы тяжёлых больших токарных станков отличается в зависимости от их назначения, они узкоспециализированные.

Читайте также: