Токарные станки широко используются в современной промышленности, к примеру, такие модели как, так как они позволяют выполнять множество операций по обработке цилиндрических деталей. Их конструкция во многом зависит от моделей, но всегда есть схожие элементы, так как основные детали у всех одинаковые, пусть и имеют свои особенности. Суппорт токарного станка является одной из самых важных частей станка, так как он несет ответственность за установку резца. Именно его появление сделало революционный шаг в станкостроении. Данный элемент предназначается для того, чтобы перемещать , что находится в резцедержателе, при обработке заготовки в нескольких плоскостях.
Перемещение осуществляется в трех, относительно оси станка, основных направлениях:
- Поперечное;
- Продольное;
- Наклонное.
Передвижения в заданных направлениях осуществляются как вручную, так и механическими усилителями.
фото:устройство суппорта токарного станка
Суппорт токарного станка имеет такие составляющие детали как:
- Нижние салазки (или продольный суппорт);
- Винт ходовой;
- Поперечные салазки (или поперечный суппорт);
- Поворотная плита;
- Направляющие;
- Головка резцовая (резцедержатель);
- Винт;
- Крепящие болты;
- Закрепляющая рукоятка;
- Закрепительная гайка;
- Верхние салазки;
- Направляющие;
- Рукоять перемещения поворотной плиты;
- Рукоять включения автоматических подач;
- Рукоять, обеспечивающая контроль перемещения по станине;
Принцип работы суппорта
Суппорт токарного станка обладает весьма сложной системой управления, так как в его состав входит множество деталей. Каждый из элементов выполняет свою функцию, обеспечивающую общую работоспособность механизма. К примеру, суппорт токарно-винторезного станка имеет нижние салазки №1, которые могут перемещаться во время работы по направляющим станины, чтобы подобраться к заготовке. Регулируется передвижение рукояткой №15. Благодаря перемещению по салазкам обеспечивается продольное перемещение вдоль обрабатываемой детали.
На этих же салазках перемещается и поперечный суппорт токарного станка Т3, который осуществляет поперечные движения по своим направляющим №12. Таким образом, все это охватывает область передвижений, которая лежит перпендикулярно оси вращения обрабатываемой детали. Кстати, если вас интерсует архитектурное проектирование зданий и сооружений, переходите на сайт http://aec-project.ru/services/proektirovanie/ .
На поперечных салазках стоит поворотная плита №4, которая крепится к ней специальной гайкой №10. На поворотной плите установлены направляющие №5, по которым ходят верхние салазки №11. Управление верхними салазками осуществляется при помощи поворотной рукоятки №13. Верхние салазки поворачиваются в горизонтальной плоскости одновременно с плитой. Именно этот узел обеспечивает перемещение резца, которое осуществляется под углом к оси вращения детали.
Резцовая головка, или как ее еще называют – резцедержатель, №6 закрепляется на верхних салазках при помощи специальных болтов №8 и рукоятки №9. Перемещение от привода суппорта передается по ходовому винту №2 на ходовой вал, который располагается под этим самым винтом. Это может осуществляться как автоматической подачей, так и ручной, в зависимости от модели.
Основные движения суппорта
- Поперечное передвижение осуществляется перпендикулярно оси вращения заготовки и применяется в тех случаях, когда требуется выточить что-либо в глубине поверхности заготовки;
- Продольное передвижение осуществляет вдоль заготовки и применяется в тех случаях, когда нужно снять верхний слой или проточить резьбу на заготовке;
- Наклонное передвижение осуществляется по наклонно плоскости и существенно расширяет возможности обработки данного оборудования.
Регулировка суппорта токарного станка
Суппорт токарного станка во время своей эксплуатации изнашивается и требует регулировки отдельных частей для корректного продолжения работы:
- Регулировка зазоров. По мере износа в направляющих салазок появляется зазор, которого не должно быть. Его появление может вызвать помехи в равномерном перемещении салазок, заедание их в одном месте и отсутствие покачивание при приложении боковых усилий. Для исправления данного положения требуется переместить направляющие в должное положение и ликвидировать лишний зазор. Это осуществляется при помощи клиньев, а к направляющим поджимают каретку.
- Регулировка люфта. При появлении люфта в винтовой передаче, его можно легко устранить путем регулировки закрепляющей гайки, находящейся на устройстве.
- Регулировка сальников. Во время длительной работы на торцах выступа каретки сальники засоряются и изнашиваются, что можно легко отследить по появлению грязных полос, которые остаются при перемещении станины. В данном случае, чтобы отрегулировать устройство, следует помыть войлочную набивку, а затем пропитать маслом. Если она полностью износилась, то легче заменить ее на новую.
Ремонта суппорта токарного станка
Суппорт со временем изнашивается и может сломаться. В основном износ заметен по направляющим устройства. Поверхность направляющих салазок со временем может образовать небольшие впадины, которые мешают нормальному перемещению. Чтобы этого не допустить, требуется обеспечить своевременный уход и смазку, но если это все же произошло, то требуется выравнивание поверхности направляющих или их замена, если отремонтировать уже не получиться.
Суппорт станка 16К20 также часто страдает от поломок каретки. Процесс ремонта начинается с восстановления ее нижних направляющих, которые сопряжены с направляющими станины. Затем следует взяться за восстановление перпендикулярности плоскости каретки. Когда происходит ремонт суппорта станка, то следует проверить взаимное расположение в обеих плоскостях, что осуществляется при помощи уровня. Также не стоит забывать о восстановлении перпендикулярности соответствующих деталей, которые должны подходить под фартук и коробку передач, расположенные рядом.
Суппорт токарного станка предназначен для закрепления на нем режущего инструмента и сообщения ему движения подачи при обработке.
Нижняя плита 1 суппорта (рис. 7), называемая кареткой или продольными салазками , перемещается по направляющим станины механически или вручную. Резец при этом движется в продольном направлении (это и есть продольная подача). На верхней поверхности каретки имеются поперечные направляющие 12 в форме ласточкина хвоста, расположенные перпендикулярно к направляющим станины. На направляющих 12 перемещаются поперечные салазки 3 суппорта, посредством которых резец получает движение, перпендикулярное к оси шпинделя.
На верхней поверхности поперечных салазок 3 расположена поворотная плита 4 суппорта, которая закрепляется после поворота гайкой 10.
На верхней поверхности поворотной плиты расположены направляющие 5, по которым при вращении рукоятки 13 перемещается верхняя плита 11 - верхние салазки суппорта.
Резцедержатели и резцовые головки. На верхней части суппорта устанавливают резцедержатель или резцовую головку для закрепления резцов.
На мелких и средних станках применяют одноместный резцедержатель 5 (рис. 8, а). Нижняя часть 1 резцедержателя, имеющая Т-образную форму, закрепляется на верхней части суппорта гайкой 4. Для регулирования положения режущей кромки по высоте центров в резцедержателе имеется подкладка 2, нижняя сферическая поверхность которой опирается на такую же поверхность колодки резцедержателя. Закрепляют резец в резцедержателе двумя болтами 3.
На крупных токарных станках применяют одноместные резцедержатели (рис. 8, б). В этом случае резец устанавливают на поверхность 7 верхней части суппорта и закрепляют планкой 2, затягивая гайку 4. Для предохранения болта 3 от изгиба планка 2 поддерживается винтом 5, опирающимся на башмак 6. При отвертывании гайки 4 пружина 1 приподнимает планку 2.
Чаще всего на токарно-винторезных станках средних размеров применяют четырехгранные поворотные резцовые головки (см. рис. 7).
Резцовая головка 6 устанавливается на верхней части суппорта 11; в ней можно закрепить винтами 8 четыре резца одновременно. Работать можно любым из установленных резцов. Для этого нужно повернуть головку и поставить требуемый резец в рабочее положение. Перед поворотом головку необходимо открепить, повернув рукоятку 9, связанную с гайкой, сидящей на винте 7. После каждого поворота головку нужно снова зажать рукояткой 9.
Фартук
К нижней поверхности продольных салазок суппорта прикреплен фартук (рис. 9) - часть станка, в которой заключены механизмы для продольного и поперечного перемещения суппорта с резцом. Эти перемещения могут совершаться механически и вручную.
Продольная подачу резца при выполнении всех токарных работ, кроме нарезания резьбы резцом, осуществляется при помощи скрепленной со станиной зубчатой рейки 14 и катящегося по ней зубчатого колеса 17. Это колесо может получать вращение либо механически - от ходового вала 1, либо вручную. Механическая продольная подача осуществляется следующим образом. В длинную шпоночную канавку 2 ходового вала 1 входит шпонка сидящего на нем червяка 9. Вращаясь, червяк приводит в движение червячное колесо 8. Для включения механической продольной подачи нужно рукояткой 11 соединить (с помощью муфты) червячное колесо с колесом 10. Последнее сообщит вращение колесу 15, а вместе с ним будет вращаться сидящее на том же валике реечное колесо 17. Это колесо катится по неподвижной рейке 14, приводя в движение фартук и суппорт с резцом вдоль станины.
Ручная продольная подача производится рукояткой 13 через колеса 12, 15, 17 и рейку 14. Для осуществления механической поперечной подачи рядом с червяком 9 на ходовом валу сидит коническое зубчатое колесо 7, шпонка которого также скользит в длинной шпоночной канавке 2 ходового вала 1. Вращаясь вместе с валом, колесо 7 приводит во вращение другое коническое колесо 4 и цилиндрические колеса 5, 3, 6 и 21. Посредством кнопки 18 можно колесо 21 сцепить с колесом 19. Вместе с колесом 19 приходит во вращение винт 20, осуществляя поперечную подачу резца. Для выключения поперечной подачи колесо 21 выводят из зацепления с колесом 19, пользуясь той же кнопкой 18. Ручная поперечная подача производится рукояткой 16. Для продольного перемещения суппорта с резцом при нарезании резьбы пользуются ходовым винтом 22, с которым связана разъемная гайка 23, установленная в фартуке.
Любое оборудование рано или поздно выходит из строя, поэтому осуществлять просто необходимо, поскольку приобретение нового станка может вылиться в круглую сумму, да и смысла, честно говоря, в этом нет.
Для начала рассмотрим, что собой представляет токарная обработка, устройство станка, а также поговорим про капитальный ремонт задней бабки токарного станка.
Технологический процесс токарной обработки заключается в уменьшении диаметра обрабатываемого предмета при помощи резца, который оснащен специальной режущей кромкой.
Благодаря вращению обрабатываемого предмета происходит процесс резки, подача и поперечное перемещение осуществляется резцом.
Благодаря этим трем составляющим: вращению, подаче, перемещению, можно воздействовать на величину съема материала, также от этого зависит качество обрабатываемой поверхности, форма стружки и пр.
Основные элементы токарного станка:
Станина с направляющими для задней бабки и суппорта;
Спереди станины находится передняя бабка, а также шпиндель и патрон;
К фронтальной части станины крепится коробка передач;
Суппорт с салазками для поперечной резки;
На поперечных салазках располагается держатель резца.
Данные элементы являются основными, в зависимости от модификаций можно получить центровой, токарно-револьверный, многорезцовый и другие станки, которые должны проходить обязательное техническое обслуживание.
Подготовка к ремонту
Самыми распространенными проблемами можно считать износ подшипников, направляющих, вилок включения шестерен и пр.
Капитальный ремонт можно делать только после подготовки оборудования.
Перед тем как остановить станок, необходимо проверить, как он работает вхолостую, чтобы определить повышенный уровень вибраций, шумов.
Чтобы определить состояние качения опор шпинделя, нужно обработать образец. Осевое и радиальное биение шпинделя также подвергается проверке.
Эти действия позволят правильно выявить возникшие проблемы, поскольку они не всегда очевидны.
Вообще на предприятии должно осуществляться обслуживание станков согласно календарному графику.
Таким образом, можно своевременно устранить поломки и недочеты, чтобы избежать капитального ремонта.
Если отправлять станок на капитальный ремонт, то его предварительно нужно помыть от грязи и пыли.
Также требуется слить масла и эмульсии, проверить, чтобы все детали были на месте.
Чистка и смазка направляющих см. на видео.
Ремонт направляющих
Капитальный ремонт направляющих станины можно выполнить несколькими способами: шабрением, шлифовкой, строганием.
Чтобы определить величину износа направляющих своими руками необходимо зачистить поверхность, удалить забоины.
После этого измеряется зазор между направляющими с помощью линейки по всей длине станка. Замеры делаются с шагом в 30-50 см.
Прямолинейность направляющих можно проверить, используя очень тонкую бумагу (не более 0,02 мм), для таких целей подойдет папиросная.
Листки необходимо разложить на направляющих и придавить не тяжелым предметом.
При нормальной прямолинейности вытащить листочки целыми из-под предмета не получится, только обрывками.
Шабрение осуществляется после установки оборудования на покрытие, отличающееся своей жесткостью (специальный стенд).
Также можно определить отклонения по уровню, который перемещается по направляющим или по мостику задней бабки.
Для ориентира в качестве базовой поверхности обычно выбирают направляющие, расположенные снизу задней бабки, поскольку они подвергаются меньшему износу.
Перед шлифовкой необходимо зачистить поверхности, чтобы убрать все забоины.
Для выполнения этих работ необходимо использовать стол продольно-строгального станка, на который будет установлена станина.
После этого ее необходимо проверить на параллельность.
Станина должна быть надежно закреплена на столе, от этого будет зависеть конечный результат. Извернутость направляющих измеряется еще раз (показатели до и после установки не должны различаться) и приступают к шлифовке.
Ремонт направляющих строганием начинается с зачистки поверхности, установки на столе продольно-строгального станка, после этого проверяется на параллельность и фиксируется.
Обработка поверхности резцом для наилучшего результата проводится 3-4 раза.
После выполнения работ необходимо проверить прямолинейность, параллельность и извернутость направляющих и открепить оборудование.
Особенности обработки направляющих
Следует учитывать, что процесс шабрения предполагает использование определенного порядка работ, который для разных станков может отличаться.
Рассмотрим ниже технологию выполнения шабрения токарно-винторезного станка:
Сначала происходит обработка направляющих, которые находятся снизу задней бабки;
Затем – шабрение поперечного суппорта. Допускаются небольшие погрешности;
Следующим этапом ремонта токарно-винторезного станка является шабрение каретки (ответных направляющих). Для определения погрешности используется трехгранная линейка. Разница винтовой оси и направляющих не должна быть больше 35 мкм;
При сильном износе продольных направляющих токарно-винторезного станка необходимо использовать антифрикционный состав. Здесь важным моментом является достижение соответствия по осям ходового вала с посадочной зоной, рейка перемещения должна иметь хорошее сцепление с шестерней в продольном направлении, в поперечном направлении шпиндельная ось должна быть перпендикулярна передвижению суппорта;
См. видео о черновом шабрении.
Обслуживание станков лучше доверять специалистам, поскольку работы должны выполняться четко, профессионально, без отклонений.
Своими руками достичь подобных результатов будет сложно.
Ремонтируем каретку суппорта
Восстановить точность нижних направляющих, которые сопряжены с направляющими основания, не учитывая износ – вот с чего необходимо начать ремонт каретки суппорта.
Также при ремонте каретки необходимо заняться восстановлением перпендикулярности ее плоскости под фартук плоскости основания (под коробку передач).
Расположение данных плоскостей измеряется уровнем. Какой толщины щуп будет подложен под каретку, таким и будет уровень отклонения (величина).
Восстановлению также подлежит параллельность продольных направляющих и их же параллельность к оси поперечной подачи.
Продольные и поперечные направляющие должны точно располагаться друг к другу.
Нужно отметить, что ремонт каретки суппорта – очень трудоемкий процесс, выполнить его своими руками очень сложно, поэтому на предприятии должно быть запланировано обслуживание устройства по графику.
Восстановить направляющие каретки можно, используя компенсационные накладки либо акрилопластом.
Поперечные салазки токарно-винторезного станка можно ремонтировать с помощью шлифовки. Поворотные салазки начинают с шабрения поверхностей, после чего приступают к шлифовке.
При необходимости также ремонтируют верхние салазки.
Для этого поверхность шабрят, выверяют, шлифуют, после чего обязательно проверяют точность сопряжения поверхностей с направляющими поворотных салазок.
Шабрение поперечной каретки см. на видео.
Ходовой винт и ходовой вал
В ходе капитального ремонта может потребоваться совместить оси ходового винта и вала, коробки подач и фартука.
Коробка подачи устанавливается и закрепляется на основании.
Каретку необходимо подвинуть к коробке подач до того момента, пока торцы оправы не соприкоснуться. Далее нужно измерить просвет, используя щуп с линейкой.
Используя накладки, шабрение направляющих, можно восстановить соосность отверстий ходового винта и вала.
Суппорт (см.рис.1а)предназначен для перемещения во время обработки режущего инструмента, закрепленного в резцедержателе. Он состоит из нижних салазок (продольного суппорта) 1, которые перемещаются по направляющим станины с помощью рукоятки 15 и обеспечивают перемещение резца вдоль заготовки. На нижних салазках по направляющим 12 перемещаются поперечные салазки (поперечный суппорт) 3, которые обеспечивают перемещение резца перпендикулярно оси вращения заготовки (детали). На поперечных салазках 3 расположена поворотная плита 4, которая закрепляется гайкой 10. По направляющим 5 поворотной плиты 4 перемещаются (с помощью рукоятки 13) верхние салазки 11, которые вместе с плитой 4 могут поворачиваться в горизонтальной плоскости относительно поперечных салазок и обеспечивать перемещение резца под углом к оси вращения заготовки (детали). Резцедержатель (резцовая головка) 6 с болтами 8 крепится к верхним салазкам с помощью рукоятки 9, которая перемещается по винту 7. Привод перемещения суппорта производится от ходового винта 2, от ходового вала, расположенного под ходовым винтом, или вручную. Включение автоматических подач производится рукояткой 14.
Рис. 1а. Суппорт токарного станка 16К20
Техкулачковый патрон
На токарных станках применяют двух-, трех- и четырехкулачковые патроны с ручным и механизированным приводом зажима. В двухкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют различные фасонные отливки и поковки; кулачки таких патронов, как правило, предназначены для закрепления только одной детали. В трехкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют заготовки круглой и шестигранной формы или круглые прутки большого диаметра. В четырехкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют прутки квадратного сечения, а в патронах с индивидуальной регулировкой кулачков - детали прямоугольной или несимметричной формы. Трехкулачковый самоцентрирующий патрон с ручным зажимом самое распросраненное устройство для крепления деталей на токарных станках.Обладая мощным, но чувствительным механизмом, патрон позволяет надежно крепить детали с высокой точностью их центрирования, как для выполнения высокорежимной обработки, так для более тонких работ. Токарный патрон может устанавливаться на шпиндель станка или устройства. Наиболее широко применяют трехкулачковый самоцентрирующий патрон (рисунок ниже). Кулачки 1, 2 и 3 патрона перемещаются одновременно с помощью диска 4. На одной стороне этого диска выполнены пазы (имеющие форму архимедовой спирали), в которых расположены нижние выступы кулачков, а на другой - нарезано коническое зубчатое колесо, сопряженное с тремя коническими зубчатыми колесами 5. При повороте ключом одного из колес 5 диск 4 (благодаря зубчатому зацеплению) также поворачивается и посредством спирали перемещает одновременно и равномерно все три кулачка по пазам корпуса 6 патрона. В зависимости от направления вращения диска кулачки приближаются к центру патрона или удаляются от него, зажимая или освобождая деталь. Кулачки обычно изготовляют трехступенчатыми и для повышения износостойкости закаливают. Различают кулачки крепления заготовок по внутренней и наружной поверхностям; при креплении по внутренней поверхности заготовка должна иметь отверстие, в котором могут разместиться кулачки.