Возможности токарного станка по металлу

Обновлено: 04.07.2024

Токарный станок – это металлорежущее оборудование для обработки металлических деталей точением, а также используемый для ряда других операций. Основным рабочим инструментом является резец. Благодаря большому разнообразию форм и размеров резцов на токарном станке можно изготавливать самые различные детали с цилиндрическими, коническими и сферическими поверхностями, производить обработку различных металлов.

Виды оборудования

Токарные станки классифицируются по ряду параметров, в первую очередь по назначению, универсальности или специализации оборудования, по его конструктивным особенностям. Также они подразделяются по:

классу точности при обработке детали;
автоматизации;
массе;
мощности двигателя и другим параметрам.

По действующей в РФ классификации существуют следующие типы токарных станков:

одно- и многошпиндельные автоматы и полуавтоматы;
отрезные;
винторезные;
револьверные;
карусельные;
лобовые;
специализированные;
специальные.

Принцип работы

Обработка резанием производится при контакте резца с вращающейся заготовкой. Вращательное движение осуществляет шпиндель или планшайба, необходимое усилие и частоту обеспечивает электродвигатель через ременную передачу и коробку скоростей. Резец крепится в суппорте и может передвигаться в поперечном и продольном направлении. От скорости движения суппорта зависит амплитуда подачи.

Станки могут быть с вертикальной или горизонтальной компоновкой. Это зависит от положения шпинделя, на который устанавливается заготовка. Вертикальная компоновка оптимальна для обработки тяжелых и коротких деталей, горизонтальная – для длинных с небольшим или средним диаметром.

Основные преимущества токарной обработки:

Высокая сложность изготавливаемых деталей.
Возможность работы с любыми металлами.
Высокое качество и точность обработки.
Большая производительность.

Конструкция

Независимо от типа и модели, в конструкции станка есть несколько основных частей:

Станина – основной элемент оборудования предназначенный для размещения всех узлов и систем.
Фартук – узел преобразующий вращательное движение винта или вала в поступательное перемещение суппорта.
Шпиндельная бабка. Состоит из шпинделя и коробки скоростей.
Суппорт – узел станка для крепления рабочего инструмента и обеспечения требуемой для обработки заготовки движения подачи. Конструкция включает одну или несколько нижних кареток и верхнюю для установки резцедержателя.
Коробка подач – обеспечивает передачу движения на суппорт с помощью ходового винта.
Электрооборудование – электромотор, специальные элементы и органы управления.

Практически все элементы токарного оборудования унифицированы для упрощения технического обслуживания и ремонта.

Особенности токарной обработки

Качество и производительность токарной обработки напрямую зависит от правильности выбора режима реза. Для расчета берутся справочные данные о скорости для различных материалов – сталь, медь, чугун и т. д. Также необходимы данные о плотности материала и других его параметрах. При правильном определении режима реза обеспечивается высокоэффективная и экономичная обработка, увеличивается срок службы инструмента и оборудования.

Основными параметрами являются глубина резания, подача и скорость вращения. Также учитывается форма резца, материал инструмента и заготовки. При расчете определяется шероховатость заготовки и на основании этих данных – параметры обточки поверхностей. Глубина реза определяется исходя из припуска на обработку и требуемая чистота обточки. Также определяется скорость по табличным значениям и рассчитывается усилие реза.

Основные параметры и нормы точности токарных станков регулирует ГОСТ 18097-93. Действуют и другие стандартны на различные типы токарного оборудования.

Токарно-винторезный станок

Токарно-винторезный станок – это режущее оборудование для обработки заготовок точением. Обработка производится путем одновременного вращения заготовки и рабочего движения резца – по направлению к оси детали вдоль неё.

Данный тип станков является универсальным металлорежущим оборудованием и повсеместно применяется для изготовления или восстановления деталей из стали и других материалов. В зависимости от параметров, токарно-винторезные станки могут использоваться и в домашних мастерских, и на крупных промышленных предприятиях для серийного производства деталей.

Особенности конструкции

Токарно-винторезный станок состоит из унифицированных узлов и механизмов обеспечивающие фиксацию и вращение заготовки, а также рабочее движение резца. Основные узлы и детали оборудования:

станина;
суппорт станка;
коробка регулировка скорости;
передняя бабка;
задняя бабка;
шпиндель;
двигатель;
тумбы оборудования;
гитары шестерен;
коробка выбора и смены подач;
фартук;
ходовой валик;
ходовой винт.

Следует отметить, что основные узлы токарно-винторезных станков различных производителей имеют одинаковую схему расположения и сходные наименования. Во многих случаях они идентичны и взаимозаменяемые.

Возможности и технологии

Токарно-винторезный станок предназначен для выполнения ряда операций:

Обточка и расточка цилиндрических и конических поверхностей.
Расточка фасонных поверхностей.
Сверление и развертка отверстий.
Зенкерование отверстий.
Подрезка и обработка торцов.
Отрезание заготовки.
Нарезание резьбы.

Кратко остановимся на основных технологиях обработки. При обточке наружных цилиндрических поверхностей используется проходной резец. Припуск по длине заготовки составляет от 7 до 12 мм для отрезания и обработки торцов. При торцевании используются несколько типов инструмента – подрезные, упорные и прямые проходные резцы.

На токарно-винторезном станке можно прорезать канавки требуемой глубины. Для этого необходима минимальная скорость вращения шпинделя и специальный резец. Аналогично производится и отрезание детали от заготовки. Отрезной резец вырезает канавку до диаметра 2-2,5 мм, и деталь отламывается под собственным весом.

Классификация токарно-винторезных станков

Данный тип станков выпускается в различных модификациях и классифицируется по следующим основным параметрам:

Масса станка.
Наибольшая длина заготовки, которую можно установить на станок.
Наибольший диаметр детали.

Максимальная длина обрабатываемой заготовки зависит от расстояния между центрами. Наибольший допустимый диаметр заготовки современного оборудования находится в пределах от 100 мм до 4 метров. При этом максимальные длины и диаметры заготовок могут не совпадать в различных моделях станков. Например, при одном и том же допустимом диаметре длины могут быть различными.

В зависимости от массы существуют следующие категории токарно-винторезных станков:

Легкие массой до 500 кг. Предназначены для обработки заготовок диаметром до 200 мм. В эту категорию входят настольные модели используемые в быту и небольших мастерских.
Средние массой 4 тонн. Максимальный диаметр 250-500 мм.
Крупные – масса до 15 тонн, наибольший диаметр 600-1250 мм.
Тяжелые – масса до 40 тонн и более, максимальный диаметр заготовки от 1600 мм до 4 метров.

Преимущества и сфера применения

Область использования токарно-винторезного станка зависит от его параметров – массы, максимального диаметра и длины заготовки. Так, легкие станки применяются на часовых заводах, на опытно-экспериментальных участках, в бытовых мастерских, при производстве приборов и на других объектах.

Станки крупной и тяжелой группы применяются в энергетике и машиностроении. Они используются для изготовления и ремонта деталей крупных механизмов – турбин, колесных пар и других узлов железнодорожного транспорта, тяжелого прокатного оборудования и т. д.

Наибольшее применение получили станки средней группы. Они используются для производства крепежа и других деталей для машиностроения, строительства, приборостроения и других сфер деятельности, их возможности позволяют производить широкий спектр получистовых и чистовых операций, в том числе и нарезку резьб.

Основными преимуществами токарно-винторезного станка являются:

Широкий диапазон подачи резца.
Большой выбор частот вращения шпинделя.
Высокая мощность двигателя.
Жесткость конструкции.
Универсальность обработки, доступность широкого спектра металлорежущих операций.
Возможность расширения функциональных возможностей при установке дополнительных механизмов и приспособлений, в том числе автоматизация с помощью системы ЧПУ.

Оснащение системой числового-програмного управления позволяет эффективно использовать станок для выпуска серийной продукции, производить быструю переналадку при переходе на другую номенклатуру деталей.

Токарные станки по металлу

Всё оборудование на предприятиях проходит обязательную классификацию по мощности двигателя, времени его допустимой работы и прочим техническим характеристикам. Классификация токарных станков по металлу проводится ещё по нескольким критериям:

классу точности;
весу;
степени автоматизации;
гибкости производственной системы;
специальному назначению в обработке металла;
универсальности или узкой направленности агрегата в выполнении операций по металлу.

Для обработки металла используется целый ряд токарных станков. По классификации ЭНИМС все виды токарных станков по металлу относятся к 1 группе. Оборудование делится на группы, всего их 9. Группы объединяют оборудование, предназначенное для обработки металла, по конструкции и назначению.

От задач, которые выполняются на конкретном станке и тяжести деталей, зависит, в каком режиме он работает, что влияет на количество автоматических функций станка и его комплектацию. От этого зависит и разбивка оборудования на группы.

Нет такой задачи по обработке металла, которую невозможно выполнить на токарном станке в ручном или автоматическом режиме. Но есть ещё и группы вспомогательных станков с ограниченными возможностями, предназначенными для выполнения узкого спектра задач, а есть почти универсальные, такие как винторезные. Их возможности ограничиваются весом и размером обрабатываемых деталей.

К 1 группе относятся токарные станки по металлу:

одношпиндельные автоматические и полуавтоматические.
многошпиндельные автоматические и полуавтоматические.
револьверные многошпиндельные автоматические токарные установки.
сверлильно-отрезные;
карусельные;
винторезные;
многорезцовые;
специализированные;
разные.

Подгрупп в 1 группе токарного оборудования тоже получилось 9, как и групп классификации станков по металлу. Виды токарных работ самые разнообразные, но обойтись при работе по металлу без остальных станков практически невозможно. К ним относятся:

сверлильные и расточные, относящиеся ко 2 группе.
шлифовальные, полировальные, доводочные – 3 гр.
комбинированные – 4 гр.
для обработки резьбы и зубчатых поверхностей – 5 гр.
фрезерные – 6 гр.
строгальные, долбёжные, протяжные – 7 гр.
разрезные – 8 гр.
самая широкая группа № 9 – разные. в этой группе собрано оборудование для обработки труб и муфт, обдирочные агрегаты, испытательные, делительные, балансировочные.

Расшифровка обозначений по классификации ЭНИМС токарных станков по металлу

Токарные станки получили место в верхней строчке таблицы потому, что остальные станки по металлу производят для них заготовки или выполняют последующие работы, после токарных операций.

Как работает токарный станок

Принцип работы токарного станка заключается в следующем:

вращение заготовки на станке осуществляет шпиндель или планшайба, которые получают вращение через коробку скоростей, ременную передачу от электродвигателя;
амплитуду подач определяет скорость суппорта с закреплёнными резцами в резцедержателе;
независимо от типа автоматизации станка – автоматического или полуавтоматического, он может быть с горизонтальной или вертикальной компоновки. Такую классификацию токарные станки получили от положения шпинделя, от которого зависит положение заготовки при обработке.
на вертикальных станках ведутся работы по металлу на тяжёлых широких, но не длинных деталях.
длинные детали с небольшим и средним диаметром обрабатываются в горизонтальном положении.

Чем больше на станке возможностей для установки дополнительного оборудования, тем шире его технологические возможности.

Схемы популярных станков

Как видно по схеме, токарно-винторезные станки стоят на 6 позиции 1 группы. Но встречаются они более часто, чем остальные ввиду их постоянной необходимости на предприятиях и в экспериментальных цехах, специализирующихся на обработке металлических деталей.

Токарно-винторезный 16К20 применяется для выполнения основных токарных работ различной сложности. Базовая модель производится в 4 вариантах. Разница станков в расстоянии между центрами. В различных модификациях этот промежуток может быть 71, 100, 140 и 200 см. Подобное варьирование рабочей длины повлекло за собой и другие конструктивные изменения для упрощения в обработке однотипных по весу, длине или диаметру деталей. На базе 16К20 разрабатывались и другие модели. Их буквенное обозначение указывает на модернизацию базовой модели:

16К20Г — с выемкой в станине.
16К25 – облегчённая модель, предназначенная для изготовления деталей из заготовок диаметром до 50 см. Расположение заготовки над станиной — горизонтальное.
16К20П – имеет повышенный класс точности, благодаря специальным подшипникам.
16К20Ф3 — с числовым программным управлением.

На этой основе создаются и другие токарно-винторезные модели для обработки металла. Схема станков общая, но при необходимости она дополняется необходимыми заказчику функциями. На станках, выполненных на основе 16К20 можно обрабатывать металлы разной степени податливости к обработке, в том числе и из закалённого металла. Мощность привода регулируется, при работе с твердыми сплавами возрастают энергетические затраты оборудования.

Больше всего операций по обработке металла выполняется на токарно-винторезных станках, у которых схема компоновки имеет довольно сложную конструкцию.

Основные узлы токарного станка:

станина;
фартук;
шпиндельная (передняя) бабка;
суппорт;
задняя бабка.

Основные узлы токарно-винторезного станка

На первый взгляд основных деталей немного, но для управления ими, в конструкции токарного оборудования имеется:

фрикционная муфта отвечает за вращение шпинделя;
вариаторы предназначаются для изменения частоты вращения шпинделя;
автоматические выключатели;
рукояти, маховики, зажимы для ручного перемещения, закрепления и включения механизмов.

Типы токарных станков отличаются друг от друга по назначению, технических характеристик, компоновке и др.

Обозначение точности

Точность станков по ЭНИМС указывается в названии в конце аббревиатуры кириллическими буквами:

Н – указатель нормальной точности;
П – говорит о повышенной точности станка;
В – обозначает высокую точность;
А – обозначение особо высокой точности;
С – станок с сверх точности.

Классификация по весу:

Лёгкими считаются токарные станки с весом до 1 тонны — ( < 1 т);
К средним относятся агрегаты от 1 до 10 тонн, в этой категории находятся винторезные — (1-10 т);
Тяжёлые – это те станки, масса которых превышает 10 тонн — (>10 т);
С весом свыше 100 тонн – это станки уникальные — (>100 т).

В скобках дано обозначение, которое встречается в маркировке станка.

Описание некоторых групп токарных станков

Лобовые станки

Токарные лобовые станки созданы для изготовления деталей до 4 метров в диаметре. Назначение станков, имеющих такие технические характеристики, для вытачивания на них цилиндрических и конических деталей. Но так же на широких заготовках, размещаемых на планшайбе, могут проводиться и другие работы по металлу, такие как нарезание бороздок, выборка фасок и многое другое. На лобовых станках производятся тяжёлые и разнообразные работы, что накладывает отпечаток на его технические характеристики. Токарно-винторезные станки по сравнению с лобовыми имеют более сложную конструкцию.

Рабочая часть лобового станка состоит из:

плиты;
суппорта и его основания;
передней и задней бабок;
планшайбы.

Токарно-карусельные станки

Схема карусельных станков немного сложнее. Он имеет:

станину;
планшайбу;
пульт управления;
револьверную головку с несколькими позициями (например, 5);

вертикальным револьверным суппортом;
двумя коробками передач;
траверсами;
боковым суппортом;
1 или 2 стойками (в зависимости от конструкции и назначения):
маховичком и боковым маховичком;
держателем резцов на 4 предмета.

На токарно-карусельных станках обрабатываются детали диаметром от 2 метров. Каждая из моделей токарно-карусельных станков может обрабатывать заготовки различного диаметра. Увеличение диаметра заготовки в 1,26 раза требует увеличения рабочей площади станка. Массово производились 6 видов карусельных станков, со схожими технические характеристики, которые могли обрабатывать заготовки следующих размеров:

2-метровые;
2 м 52 см;
3 м 18 см;
4 м;
5 м 4 см;
6 м 35 см.

При необходимости производства деталей превышающих показатель 6,35 метра, на заказ изготавливаются специализированные станки с уникальными техническими характеристиками. Высчитать необходимый размер рабочей площади следующей в ряду модели не сложно, достаточно предыдущее значение умножить на 1,26.

Револьверные токарные станки

На токарно-револьверном оборудовании изготавливаются детали из заготовок прутков. На станках имеется возможность изготавливать детали сложной формы по индивидуальному чертежу. Классификация револьверных станков осуществляется в зависимости от способа крепления заготовок на шпинделе:

Почти все операции, что выполняют токарно-винторезные станки, можно производить и на револьверном, с той только разницей, что в револьверной головке поперечных суппортов можно закрепить сразу несколько инструментов, в необходимой для работы последовательности. Токарно-винторезные станки такой возможности не имеют, все последующие виды обработки проводятся на них после смены резца по окончанию предыдущей операции. Делать работу инструментами можно поочерёдно, а некоторые операции могут проводиться параллельно друг другу.

Револьверные головки некоторых станков этого типа устроены так, что одно гнездо может удержать сразу несколько резцов. Ход каждого инструмента ограничивается упором. Кроме ограничения хода, они выполняют функцию выключателя передач суппорта. Отработав, запрограммированный цикл, головка проворачивается и в рабочем положении устанавливает необходимый на следующем этапе инструмент.

Видео обработки детали

На примере схемы 1Г340П видно, что по своей компоновке револьверные станки такие же, как токарно-винторезные. Схоже и назначение станков этих видов.

Револьверные станки могут оснащаться головками, вращающимися в горизонтальной или вертикальной плоскости. Автоматические и полуавтоматические станки имеют похожие настройки револьверной головки перед работой. В этой категории токарного оборудования имеется еще классификация по количеству шпинделей в конструкции станка.

Токарный станок по металлу для дома и гаража

Многие люди мечтают начать собственное дело, связанное с обработкой металлических деталей, и на этом этапе могут возникнуть проблемы с подбором правильного оборудования. Какой токарный станок лучше выбрать? – вопрос, мучающий множество мастеров, но каждый обязан ответить на него самостоятельно. Любая модель отличается мощностью, габаритами, весом, функциональностью и прочими атрибутами, которые нужно учитывать перед покупкой. Разумеется, игнорирование вышеперечисленных пунктов не приведёт к катастрофе, просто человек зря потратит деньги и доставит себе массу неудобств.

Токарный станок по металлу для дома

Новички не единственные, кто оказывается в подобной ситуации. Владельцам автомобилей тоже может понадобиться обработка или производство какой-либо заготовки. В обоих случаях рекомендуется выбирать маленький токарный станок по металлу, подходящий для дома. Да, он будет значительно слабее, и опций у него поменьше, но, на качестве готовых предметов это не отразится. Ещё данные агрегаты являются уменьшенными копиями профессиональных, что позволяет быстро обучиться металлообработке.

Зачем нужен токарный станок дома

Главные достоинства данного устройства – удобство и универсальность. После приобретения у владельца не будет нужды искать необходимые инструменты для создания конкретной детали. Также ему не придётся обращаться в сервисные центры и платить деньги за работу. Единожды купив токарный станок для собственной домашней мастерской, можно забыть про трудности с выполнением следующих задач:

Создание внешней или внутренней резьбы с различным шагом.
Выточка изделий с практически любыми размерами.
Производство конусовидных или цилиндрических объектов.
Расточка болванок.
Отделка боковых граней.
Высверливание разъёмов.
Обрезка железных элементов и многое другое.

Настольный токарный станок по металлу

Ещё человек получит дополнительные бонусы: навык работы с такими установками, способность выполнять процедуры на платной основе и зарабатывать таким образом, заниматься любимым делом в любое свободное время. Но прежде, чем сделать окончательный выбор в пользу конкретного настольного станка, нужно ознакомиться с его внутренними составляющими. Владение этой информацией будет полезно как для дальнейшей эксплуатации, так и в случае ремонта.

Конструкция оборудования

Если сравнивать токарный станок для работы в квартире и промышленную установку, то принцип устройства их узлов является схожим, отличаются лишь габариты и производительность. Простая модель будет состоять из:

Передней панели. Здесь находится электродвигатель, запуск которого происходит после нажатия соответствующей кнопки. Мотор, как правило, закрытого типа, и выделяется высокой надёжностью. Что касается обслуживания, то оно практически не требуется, за исключением возможной замены подшипников.
Задняя П – образной тумбы. В этой части находиться щиток с электрооборудованием, которое отвечает за правильность выполнения операций. Также эта деталь сверху и снизу усилена рёбрами жёсткости.
Станины. Она монтируется поверх обеих тумб, и играет роль направляющей. С передней части расположены винт и рейка, а с задней подвижная бабка.
Короба подачи. Здесь корректируются резьба и подача элемента, а рядом расположен рычаг, запускающий вращение вала.
Горизонтального фиксатора фронтального типа. Он служит для вращения детали. Также внутри расположен шпиндель.

Устройство токарного станка по металлу

Если перед покупкой внимательно осматривать вышеперечисленные пункты и проверять их целостность, то выбрать настольный токарный станок по металлу хорошего качества будет не сложно.

Какие виды токарных станков подходят для частного использования

Сегодня большой популярностью пользуются модели зарубежного производства, однако, советские образцы тоже остаются востребованными. Например, прототип 1М63 предназначен для нанесения резьбы, выпуска конусовидных и цилиндрических болванок. Главными Его достоинствами являются простота обслуживания и высокая скорость нарезки.

Ещё к достойным примерам времён СССР можно отнести 1И611П, который предназначен для высокочастотной обработки любого сплава. Но здесь есть один недостаток в виде большого веса. Но, несмотря на некоторые недостатки, многие столяры стараются подбирать для себя именно такие машины.

Отдельного внимания заслуживает PROMA SM-250E, который имеет невысокую стоимость (около 900 долларов). Эта установка является универсальной, и на ней можно работать с разными материалами. Что касается характеристик, то они выглядят следующим образом: наивысшая длина объекта – 2,5 см, диаметр над станиной – 140 мм, частота вращения шпинделя – от 100 до 2000 об/мин, напряжение – 220 В. Подбор такого токарного станка следует рассмотреть тем, кто планирует заниматься ремеслом в домашних условиях, поскольку его габариты и вес позволят без труда найти место для монтажа.

Токарный станок 1М63 Настольный станок PROMA SM-250E

Для гаража можно обратить внимание на ML 110х125 Vs Китайского производства. Это мини устройство, на котором можно обрабатывать небольшие автомобильные запчасти. Что касается производительности, то работать можно с элементами длинной до 110 мм и диаметром 125 мм. Также на нём можно проводить регулировку оборотов с 400 до 3600 в минуту. Эту практически самый маленький и дешевый токарный станок, стоимость которого составляет около 500$. Отдельно следует выделить мощность двигателя – 0,25 кВт, что говорить о низком потреблении электричества, а благодаря маленькой массе (13 кг) его можно приспособить в любом помещении.

Особенности и преимущества настольных станков

Вообще, разнообразие моделей просто огромно, однако, все они выполняют похожие функции: обработка металлических и неметаллических изделий. Ко всему прочему, на миниатюрных агрегатах можно получить хорошие навыки. Ещё обзор настольных моделей показывает, что все они имеют различные опции, которые в одном случае будут являться недостатком, а в другом достоинством. Например, большая аппаратура способна выполнять большое количество операций, но если появиться необходимость сделать ремонт, то с демонтажем могут возникнуть трудности. С маленькими машинами ситуация обстоит прямо противоположено.

Отсюда можно сделать вывод, что лучший токарный станок для использования дома подбирается индивидуально.

Техника безопасности на токарном производстве

Что касается особенностей, то они являются конструктивными: небольшие устройства весят немного, что может привести к потере жёсткости станины и проблемам в точности полученных деталей. Также некоторые ручки могут быть сделаны из пластика, что значительно сокращает срок службы данного узла.

Ещё здесь важно знать такое сравнение: настольные токарные станки подразделяются на несколько видов:

токарно-винтовой (для работы с чёрными и цветными сплавами, для нарезки метрической, дюймовой и другой резьбы);
токарно-винторезный (отличается очень высокой точностью);
токарно-карусельный (для обточки крупногабаритных предметов);
лоботокарный (для работы с трубами или дисками, и здесь ось вращения находится горизонтально);
многошпиндельный (необходимы для токарной отделки нестандартных изделий) и другие.

Устройства данной категории очень полезны, и каждый специалист сможет выбрать то, что ему по душе. Однако всегда важно помнить про правила эксплуатации, и во время работы соблюдать технику безопасности.

Читайте также: