Тема 5. Станки токарной группы
5.1. Классификация и выбор основных технических показателей станков токарной группы
Токарная обработка (точение) предназначена для механического формирования геометрии деталей машиностроения лезвийным инструментом посредством снятия стружки. Кинематика резания определяется в основном относительным вращательным движением заготовки с пространственно фиксированной осью вращения и произвольным движением подачи. Объектами обработки являются чаще всего соосные поверхности вращения и плоские поверхности деталей типа валов, дисков и втулок, включая нарезание наружных и внутренних резьбовых поверхностей, а также поверхности некоторых других форм, например некруглых, путем введения дополнительного относительного движения инструмента. Формы поверхностей, получаемых способами токарной обработки, приведены в табл. 5.1.
Классификация станков токарной группы только по технологическим признакам недостаточна вследствие новых возможностей, предоставляемых устройствами ЧПУ в технологическом и конструктивном отношении, поэтому целесообразно использование признаков, отражающих конструктивно-видовые особенности токарных станков, а именно: основной конструктивный признак; вспомогательный видовой признак; компоновка; количество позиций закрепления заготовок; число устанавливаемых инструментов; вид управления; класс точности [1].
Классификация станков по основным и вспомогательным признакам приведена в табл. 5.2.
Компоновка станков обусловлена положением главной оси вращения заготовки и относительным положением инструмента в пространственной системе координат, используемой в ISO recommendation R-841. IIo этому признаку выделяются горизонтальные и вертикальные компоновки.
Уровень концентрации операций, выполняемых на одном станке, характеризуется числом рабочих позиций и способом закрепления заготовок (одно- и многошпиндельная патронная; одно- и многошпиндельная цанговая (прутковая); одно- и многошпиндельная центровая; комбинированная), а также условиями, определяющими эффективность используемого инструмента: числом и сложностью форм обрабатываемых поверхностей с различным направлением подачи; числом разнотипных инструментов; возможностями пространственной ориентации инструментов относительно заготовки; сопоставимостью времен обработки поверхностей.
По числу позиций закрепления заготовок различают одно- или многошпиндельные конструкции, а по числу устанавливаемых инсгрументов - станки одно- или многоместные, много инструментальные и с магазином инструментов.
В этой связи особое внимание уделяется концентрации операций токарной обработки, созданию многоцелевых токарных станков, объединяющих выполнение внецентрового сверления, некоторых фрезерных и других подобных операций. При этом принимаются меры для сокращения внецикловых потерь, связанных с переналадкой, контролем, загрузкой-выгрузкой, сменой инструмента и другими, что возможно при наличии развитой системы управления станком на базе ЧПУ.
Возможности и классификация современных токарных станков по степени автоматизации приведены в табл. 5..3.Точность станков регламентируется государственными (отраслевыми) стандартами, в целом содержащими пять классов точности.
Распределение основных видов станков токарной группы по классам точности приведено в табл.5.4. Специальные и специализированные станки таблицей не охватываются.Технические и технологические показатели токарных станков определяются совокупностью компонентов и их составляющих, основные из которых отражены в табл. 5.5.
Таблица 5.1. Типовые поверхности, получаемые при токарной обработке
|
Форма поверхности |
Способ получения |
|
1. Внешняя круглая цилиндрическая
|
а) Внешнее продольное круглое точение: ось вращения заготовки и линия подачи параллельны; б) Внешнее поперечное круглое точение: ось вращения заготовки и линия подачи взаимно перпендикулярны; в) Внешнее бесцентровое точение: продольное круглое точение несколькими вращающимися инструментами с малым вспомогательным углом в плане при большой подаче
|
|
2. Внутренняя круглая цилиндрическая
|
а) Внутреннее продольное круглое растачивание: ось вращения заготовки и линия подачи параллельны; б) Внутреннее продольное сверление (зенкерование, развертывание): ось вращения заготовки и ось инструмента совпадают; в) Внутреннее поперечное круглое растачивание канавки: ось вращения заготовки и подачи взаимно перпендикулярны на некотором участке
|
|
3. Внешняя (внутренняя) торовая поверхность
|
Внешнее (внутреннее) круглое двустороннее точение с произвольной подачей комбинацией способов la, 16 и 2а, 2в |
|
4. Внешняя коническая
|
а) Внешнее продольное точение со смещением одного из центров станка;
б) Внешнее продольное точение с поворотом направляющих движения инструмента;
в)Внешнее продольное точение с направляющей линейкой;
г) Внешнее поперечное точение инструментом с широкой наклонной режущей кромкой
|
|
5. Внутренняя коническая |
Внутреннее продольное растачивание аналогично способам 46, 4в. поперечное - способу 4г |
|
6. Внешняя винтовая
|
а) Внешнее продольное винтовое точение однозубым инструментом с подачей, равной шагу, и профилем режущей кромки, соответствующим профилю резьбы;
б)То же, многозубым инструментом (резьбовой гребенкой);
в)То же, многозубым охватывающим инструментом (плашкой);
г) Внешнее продольное нарезание многозубым вращающимся инструментом;
д) Внешнее продольное охватывающее фрезерование многозубым инструментом;
|
Продолжение табл. 5.1
|
Форма поверхности |
Способ получения |
|
|
г) Внешнее продольное нарезание многозубым вращающимся инструментом;
д)Внешнее поперечное винтовое точение торцовых спиралей с произвольным шагом, равным подаче, и профилю резьбы по способу 1б;
е) Внешнее продольное наружное фрезерование многозубым инструментом
|
|
7. Внутренняя винтовая
|
а) Внутреннее продольное нарезание однозубым инструментом, профиль режущей кромки которого соответствует профилю впадины резьбы;
б)Внутреннее продольное нарезание многозубым инструментом (метчиком) соосно оси вращения заготовки с подачей, равной шагу резьбы метчика
|
|
8. Внешняя плоская
|
а) Внешнее поперечное подрезное точение направление подачи перпендикулярно оси вращения заготовки;
б) Внешнее продольное подрезное точение; главная режущая кромка инструмента перпендикулярна оси вращения заготовки;
в)Внешнее прорезное точение
|
|
9. Внутренняя плоская
|
Внутреннее поперечное подрезное точение аналогично способам На и 8в, продольное по 8б |
|
10. Внешняя фасонная
|
а) Внешнее поперечное отрезное точение профильным инструментом;
б) Внешнее продольное точение вращающимся профильным инструментом;
в) Внешнее копировальное точение с управляемым движением подачи
|
|
11. Внешнее некруглое
|
а) Внешнее прорезное некруглое точение с управляемым движением подачи;
б) Внешнее продольное некруглое точение при тех же условиях
|
Таблица 5.2. Классификация станков токарной группы по основным и вспомогательным признакам
|
Основные признаки |
Вспомогательные признаки |
|
Токарные и токарно-винторезные станки |
Универсальные токарно-винторезные Патронные и патронно-центровые Патронно-прутковые и патронно-центровые прутковые Настольные |
|
Токарные полуавтоматы и автоматы |
Поперечного и продольного точения Одно шпиндельные программируемые Одно шпиндельные вертикальные Многошпиндельные горизонтальные с вращающимися заготовками Многошпиндельные горизонтальные с вращающимися инструментами Многошпиндельные вертикальные Фронтальные |
|
Токарные револьверные станки |
Горизонтальная револьверная головка Вертикальная револьверная головка |
|
Токарные копировальные станки |
Многорезцовые Гидрокопировальные |
|
Карусельные и лобовые станки |
Одностоечные Двухстоечные Лобовые |
|
Токарные затыловочные станки |
Простые Универсальные |
|
Резьбо обрабатывающие станки |
Гайконарезные Резьбонарезные Резьботокарные |
|
Токарные специализированные и специальные |
Для обработки турбинных колес, гильз, цилиндров, труб, коленчатых валов и др. |
Таблица 5.3. Классификация токарных станков по степени автоматизации
|
Степень автоматизации |
Набор автоматически выполняемых функций |
|
Ручное управление |
Установка заготовки и инструмента, позиционирование рабочих органов и формирование базовых циклов вручную. Автоматизированное позиционирование рабочих органов и формирование базовых циклов |
|
Полуавтоматическое управление |
Постоянство базовых циклов, сформированных вручную. Частичное изменение этапов базовых циклов вручную. Произвольное изменение базовых циклов с заменой инструмента вручную |
|
Автоматическое управление |
Произвольное автоматическое изменение базовых циклов с заменой инструмента. Произвольное автоматическое изменение порядка выполнения базовых циклов с соответствующей сменой порядка работы инструмента. То же, включая манипуляции с заготовкой и обработанной деталью. Полная автоматическая организация цикла изготовления детали |
Таблица 5.4. Классы точности и основные виды станков токарной группы
|
Основные виды станков |
Класс точности станка | ||||
|
Н |
П |
В |
А |
С | |
|
Токарные и токарно-винторезные |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Токарные полуавтоматы и автоматы |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
|
Токарные револьверные |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
|
Токарные копировальные |
+ |
+ |
- |
- |
- |
|
Карусельные и лобовые |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
|
Затыловочные и резьбо обрабатывающие |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
|
Многоцелевые, специализированные и специальные |
- |
+ |
+ |
+ |
- |