5.3.2 Основные детали и узлы токарно-винторезного станка

Несмотря на разнообразие типов, конструкций и размерив станков токарной группы, они имеют общие узлы, и детали которые рассмотрим на примере современного токарно-винторезного станка, изображенного на рис.

Основными узлами токарно-винторезного станка являются станина, передняя

бабка, задняя бабка, коробка подач, фартук и суппорт.

Станина служит для монтажа на нее основных узлов станка, причем суппорт и задняя бабка могут перемещаться вдоль станины по направлению.

Передняя бабка служит для закрепления обрабатываемой де­тали и передачи ей

вращения. В передней бабке смонтирована коробка скоростей и шпиндель.

Задняя бабка служит для поддержания другого конца обра­батываемой детали; используется также для установки сверла, зенкера, развертки и других инструментов.

Коробка подач станка предназначена для передачи вращения ходовому винту или ходовому валу, а также для изменения чис­ла их оборотов.

Фартук служит для преобразования вращательного движения ходового вала и ходового винта в прямолинейное движение суп­порта.

Суппорт предназначен для перемещения резца, закрепленно­го в резцедержателе, в продольном, поперечном и наклонном на­правлениях.

Изображенный на рис. станок имеет ходовой вал и ходовой винт и называется токарно-винторезным. Свое название он полу­чил потому, что на нем, помимо всех обычных токарных работ, можно нарезать резьбу резцом.

Станок без ходового винта называется просто токарным. На токарном станке можно производить различные токарные работы, кроме нарезания резьбы резцом.

СТАНИНА

Станина изготовляется из чугуна и состоит из двух продольных стенок соединенных для большей жесткости по­перечными ребрами. На одном конце станины закрепляют перед­нюю бабку, а на другом устанавли­вают заднюю бабку. Заднюю бабку можно перемещать по направляю­щим вдоль станины и закреплять в требуемом положении. По направ­ляющим станины перемещается так­же нижняя плита суппорте, назы­ваемая кареткой. Крайние направ­ляющие станины , по которым пе­ремещается каретка, обычно имеют призматическую форму. Одна из внутренних направляющих, по которой передвигают заднюю бабку имеет плоскую поверхность. На­правляющие станины должны быть точно обработаны и строго прямолинейны и параллельны, так как от этого зависит точность обработки деталей.

ПЕРЕДНЯЯ БАБКА

Назначение передней бабки — закреплять обрабатываемую деталь и передавать ей вращательное движение.

Наиболее ответственной частью передней бабки является шпиндель. Шпинделем называется основной вал коробки скоро­стей. Шпиндель передает вращение обрабатываемой детали при помощи кулачкового или поводкового патрона, навертываемого на правый нарезанный конец шпинделя. Для приведения шпинделя во вращение, а также для измене­ния числа его оборотов в минуту в корпусе передней бабки имеется особый механизм.

В современных токарных станках таким механизмом являет­ся коробка скоростей. Она расположена внутри чугунного кор­пуса передней бабки и состоит из ряда

зубчатых колес, валов и других деталей.

От электродвигателя при помощи ремня вращение пере­дается на приводной шкив. Шкив свободно сидит на валу коробки скоростей. Внутри шкива находится муфта включения. Если посредством пусковой рукоятки включить муфту, то шкив соединится с валом коробки скоро­стей и приведет его во вращение.

На валу сидит блок зубчатых колес, который мо­жет перемещаться по шпонке вдоль вала при помощи рукоят­ки. В правом положении блока колесо сцепляется с коле­сом; в среднем положении — колесо с колесом и в левом положении — колесо с колесом. Колеса, сидящие на валу, жестко скреплены с этим валом. Заметим, что числа зубьев сцепляемых зубчатых колес во всех трех случаях различ­ны. Поэтому, несмотря на то, что вал имеет постоянное число оборотов, валу можно сообщить три различных числа оборотов в минуту в зависимости от того, какая пара зубчатых колес на­ходится в сцеплении.

Колеса оцеплены соответственно с колесами , свободно сидящими на шпинделе. Чтобы шпиндель получил вращение, нужно сцепить находящуюся на нем двустороннюю зубчатую муфту с одним из зубчатых колес, для чего торцы их снабжены зубьями (кулачками). Муфта, пере­мещаемая рукояткой по шпонке шпинделя всегда соеди­нена со шпинделем. Следовательно, соединение муфты с любым из двух колес вызывает соединение этого колеса со шпинделем.

Допустим, что муфта включена вправо. Это значит, что, вращение шпинделю передается через зубчатые колеса. При этом в соответствии с тремя положениями рукоятки шпиндель получает три различных числа оборотов. Если муфта включена влево, то передача происходит через другие колеса. В соответствии с теми же тремя положениями рукоятки шпиндель получает три других числа оборотов. Таким образом, шпин­дель получает всего шесть различных чисел оборотов путем пе­реключения рукояток, расположенных на наружной стен­ке передней бабки.

Как надо повернуть рукоятки для получения требуе­мого числа оборотов шпинделя, указано на металлической табличке, прикрепленной, к стенке передней бабки.

ЗАДНЯЯ БАБКА

Корпус задней бабки расположен на плите, пе­редвигаемой по направляющим станины. В отверстии корпуса может продольно перемещаться пиноль с закрепленной в ней гайкой. С переднего конца пиноль снабжена коническим от­верстием, в которое вставляется центр, а иногда хвостовая часть сверла или развертки. Перемещение пиноли производит­ся посредством маховичка, вращающего винт; винт при вращении перемещает гайку, а вместе с ней и пиноль.

Чтобы при вращении маховичка пиноль не проворачивалась, она имеет (внизу) шпоночную канавку, в которую входит шпон­ка, заложенная в корпус задней бабки. Рукоятка служит для закрепления пиноли в корпусе бабки. Оси шпинделя станка и пиноли задней бабки должны совпа­дать; для установки пиноли по оси шпинделя служит винт. (По­средством винта можно смещать корпус относительно пли­ты в поперечном направлении, к чему прибегают иногда при точении пологих конусов.

Для обтачивания в центрах деталей разной длины переме­щают плиту вместе с корпусом задней бабки вдоль станины и закрепляют в нужном положении зажимными болтами или с по­мощью эксцентрикового зажима и скобы. Рукояткой повора­чивают эксцентриковый валик и отпускают или затягивают ско­бу, Отпустив скобу, передвигают заднюю бабку и, установив её в нужном положении, снова затягивают скобу.

Чтобы удалить задний центр из конического отверстия пино­ли, вращают

маховичок таким образом, чтобы втягивать пиноль в корпус задней бабки до

отказа. В крайнем положении ко­нец винта выталкивает центр.

МЕХАНИЗМ ПОДАЧИ

Движение подачи сообщается режущему инструменту с целью распространить

постепенно процесс резания на всю обрабаты­ваемую поверхность детали.

Продольная подача направлена вдоль оси шпинделя станка; поперечная —перпендикулярно этой оси. Величиной подачи называется длина перемещения резца за один оборот шпинделя; измеряется она в миллиметрах.

Механическое движение подачи суппорт получает от ходового винта или ходового вала. Они, в свою очередь, приводятся в дви­жение от шпинделя станка через ряд зубчатых колес.

На конце шпинделя закреплено зубчатое колесо, с которым посредством рычага можно сцеплять либо зубчатое колесо, либо зубчатое колесо. Зубчатое колесо находится постоянно в зацеплении с колесом и с колесом. Если, повернув рычаг вниз, сцепить с зубчатым колесом колесо, то вращение ко­лесу будет передаваться через два промежуточных колеса. Повернув рычаг вверх, сцепляют колес непосредственно с колесом. В этом случае колесо 4 полу­чит вращение только через одно промежуточное зубчатое колесо, следовательно, оно будет вращаться в ином направлении, чем в первом случае.

Рассмотренный механизм носит название трензеля. Он широ­ко распространен в токарных станках старых типов и предназ­начен для изменения направления подачи. Если рычаг закре­пить в среднем положении, то зубчатые колеса не сцепляются с колесом, и механизм подачи бу­дет выключен.

Трензель обычно помещается внутри корпуса передней баб­ки. Конец вала, на котором сидит зубчатое колесо, выступает наружу. На него можно насадить колесо другое колесо, от которого враще­ние передается колесам иным колесам. От колеса получает вращение ходовой, винт или ходовой вал. Эти четыре зубчатых колеса являются сменными, т. е. их можно снимать со станка и заменять другими с иными числами зубьев.

Подбивая соответственным образом числа зубьев этих колес, можно получить требуемую скорость вращения ходового вала или ходового винта. Чтобы установленные зубчатые колеса мог­ли сцепляться между собой, сначала передвигают ось колес вдоль прямого паза приклона гитары, пока колесо не войдет в зацепление с колесом. Затем закрепляют эту ось в пазу болтом и, поворачивая приклон, сцепляют колеса. На­конец, закрепляют гитару болтом. При установке сменных колес нужно оставлять возможно малый, но ясно ощущаемый при покачивании зазор между их зубьями. Плотное соединение может привести к поломке зубьев.

В станках, не имеющих коробки подач, зубчатое колесо обычно расположено на ходовом винте, сообщающем подачу суппорту. В более совершенных станках это колесо устанавли­вают на первом валике коробки подач.

Коробка подач служит для изменения скорости вращения хо­дового винта и ходового вала, т. е. для изменения величины по­дачи. Если станок не имеет коробки подач, то изменение величи­ны подачи производят только сменой зубчатых колес на гитаре. Это весьма неудобно, так как отнимает много времени, но приме­няется этот способ и в современных токарных станках при наре­зании точных резьб, помимо коробки подач.

Первый валик коробки подач получает вращение от смен­ных зубчатых колес гитары. Этот валик имеет длинную шпоноч­ную канавку, в которой скользит шпонка зубчатого колеса, расположенного в рычаге. Рычаг несет ось, на которой сво­бодно вращается зубчатое колесо, постоянно сцепленное с ко­лесом (Посредством рычага колесо вместе с колесом мож­но перемещать вдоль валика; поворачивая рычаг, можно сцепить колесо с любым из десяти зубчатых колес, закреп­ленных на валике. Рычаг может занимать десять различных положений по числу зубчатых колес. В каждом из этих положений рычаг удер­живается штифтом, входящим в одно из отверстий передней стенки

коробки подач.

При каждом положении рычага 4, благодаря сцеплению ко­леса 6 с каким-либо колесом из комплекта, получает другую скорость вращения валик. На правом конце этого валика, на шпонке, расположено передвижное зубчатое колесо имеющее на правом торце ряд выступов. В левом положении колесо сцеплено с колесом, закрепленным на ходовом валу. Если колесо сместить вправо вдоль валика, то оно выйдет из за­цепления с колесом и торцовыми выступами сцепится с кулач­ковой муфтой, жестко сидящей на ходовом винте. При этом валик будет непосредственно соединен с ходовым винтом. При включении ходового винта ходовой вал остается непо­движным; наоборот, при включении ходового вала остается не­подвижным ходовой винт.

На стенке коробки подач обычно имеется табличка, указы­вающая, какая подача или какой шаг резьбы получается при каждом из десяти положений рычага при определенном подбо­ре зубчатых сменных колес гитары

СУППОРТ

Нижняя плита суппорта, называемая кареткой, или продольными салазками, может перемещаться по направляю­щим станины механически или вручную и дает резцу движение в продольном направлении. На верхней поверхности каретки имеются направляющие в форме ласточкина хвоста, распо­ложенные перпендикулярно к направляющим станины. По на­правляющим каретки могут перемещаться механически или вручную поперечные салазки, посредством которых резец по­лучает движение, перпендикулярное к оси шпинделя.

На верхней поверхности поперечных салазок расположена поворотная часть суппорта. Отвинтив гайки, можно повер­нуть эту часть суппорта под нужным углом относительно на­правляющих станины и затем снова затянуть гайки. На верхней поверхности поворотной части имеются направляющие в фор­ме ласточкина хвоста, по которым при вращении рукоятки мо­гут перемещаться верхние салазки суппорта.

Резцедержатели. На верхних салазках суппорта установлен резцедержатель или резцовая головка, в которой винтами можно закрепить резец.

Резцедержатели бывают различных конструкций. На легких станках применяется одноместный резцедержатель. Он представляет собой цилиндрический корпус, в прорезь ко­торого вставляется резец и закрепляется болтом. Резец опи­рается на подкладку, нижняя сферическая поверхность которой соприкасается с такой же поверхностью кольца. Такое устройство позволяет наклонять подкладку с резцом и устанав­ливать его режущую кромку по высоте центров. Нижняя часть резцедержателя, имеющая Т-образную форму, вставляется в паз верхней части суппорта. Закрепление резца в резцедержателе данного типа производится быстро, однако недостаточно проч­но; поэтому его применяют главным образом для мелких работ. Более прочно закрепляют резец в резцедержателе. Резцедержатель, снабженный Т-образным сухарем, закрепляют на верхней части суппорта гайкой. Для регулирования положения режущей кромки резца по высоте в резцедержателе имеется подкладка, нижняя сферическая по­верхность которой опирается на такую же поверхность колодки резцедержателя. Закрепляют резец двумя болтами. Резцедер­жатель этого типа применяется как на малых, так и на крупных станках.

На средних токарных станках применяют преимущественно четырехгранную поворотную резцовую головку, позволяющую закрепить сразу четыре резца, которыми можно ра­ботать поочередно. Для этого нужно повернуть резцовую голов­ку и поставить требуемый резец в рабочее положение. Перед по­воротом резцовой головки необходимо ее открепить, повернув рукоятку, связанную с гайкой, сидящей на винте. После каждого поворота резцовую головку снова нужно зажать с по­мощью той же рукоятки.

На крупных токарных станках применяют одноместные резце­держатели. В этом случае резец устанавливают на плоскость верхней части суппорта и закрепляют планкой, затягивая гайку. Для предохранения винта от изгиба план­ка поддерживается винтом, опирающимся на башмак. При отвертывании гайки пружина приподнимает планку.

ФАРТУК

К нижней поверхности каретки прикреплен фартук, в котором находятся механизмы для преобразования вра­щательного движения ходового вала и ходового винта в прямо­линейное движение суппорта.

Поперечная подача резца производится перемещением попе­речных салазок суппор-

та. Для этого рукояткой вращают винт, гайка ко­торого скреплена с попе­речными салазками. Ма­ховичок служит для сообщения суппорту про­дольной подачи (вручную) по направляющим станины. Для более точ­ного механического продольного перемещения суппорта пользуются хо­довым винтом, с которым связана маточная гайка, уста­новленная в фартуке суп­порта. При нарезании резьбы обе половины гайки сближают при помощи рукоятки они захватывают нарезку винта, при вращении которого фартук, а вместе с ним и суппорт полу­чают продольное перемещение.

Механизм для сдвигания и раздвигания половин разъемной гайки устроен следующим образом. На валике рукоятки закреплен диск с двумя спиральными прорезями, в которые входят пальцы нижней и верхней половин гайки. При повороте диска прорези заставляют пальцы, а следова­тельно, и половины гайки сближаться или раздвигаться, Обе половины гайки скользят по направляющим фартука, имеющим форму ласточкина хвоста. Ходовой винт и маточную гайку используют только при нарезании резьбы

При всех токарных работах, кроме нарезания резьбы резцом, продольная подача осуществляется при помощи жестко скреп­ленной со станиной зубчатой рейки и катящегося по ней зуб­чатого колеса, установленного в фартуке. Реечное колесо может получать вращение либо вручную, либо от ходово­го вала. В длинную шпоночную канавку вала входит шпонка сидящего на нем червяка. Вращаясь, червяк приводит в движе­ние червячное колесо. Для включения механической продоль­ной подачи нужно рукояткой соединить (с помощью муфты) червячное колесо с колесом. Последнее сообщит вращение сцепленному с ним колесу, а вместе с ним будет вращаться сидящее на том же валике реечное колесо. Это колесо катится по неподвижной рейке, приводя в движение фартук и супорт вдоль станины.

Рядом с червяком на ходовом валу, сидит коническое зубчатое колесо, шпонка которого также скользит в длин­ной шпоночной канавке ходового вала. Вращаясь вместе с валом, колесо приводит во вращение другое коническое коле­со и цилиндрические колеса. Посредством кноп­ки можно колесо сцепить с колесом. Вместе с колесам приходам во вращение винта, осуществляя поперечную подачу резца. Для выключения поперечной подачи колесо вы­водят из зацепления с колесом, пользуясь той же кнопкой.

Ручная поперечная подача производится рукояткой, а руч­ная продольная — рукояткой через колеса и рейку.

Если включить механизм продольной подачи от ходового вала одновременно с замыканием маточной гайки на ходовом винте, то произойдет поломка механизма фартука или коробки подач. Чтобы предотвратить возможность такого неправильного включения, в станке имеется специальный механизм, называе­мый механизмом блокировки. Он исключает возможность пово­рота рукоятки и замыкания гайки, когда включена подача от хо­дового вала, или поворота рукоятки включения механической продольной подачи от

вала, если замкнута маточная гайка на ходовом винте.