2. Основные узлы и механизмы токарных станков.

Произведем краткий анализ компоновочных схем и конструктивных решений токарных и токарно-винторезных станков (ТТВС).

Станины являются базовыми элементами несущих систем ТТВС, правильное проектирование которых связывают с повышением виброустойчивости всего станка.

Традиционно применяются литые чугунные и сварные стальные станины. Однако для повышения демпфирующей способности и виброустойчивости используют обычный и полимерный бетон. Перспективна комбинированные станины, представляющие собой стальную оболочковую конструкцию, заполненную полимерным бетоном.

Наиболее распространенным для ТТВС являются станины с горизонтальными продольными направляющими, реже – с наклонными, облегчающими сход стружки. Сами направляющие выполняют закаленными и шлифованными, зацело со станиной.

Группа привода заготовки ТТВС является важнейшей функциональной группой, в которую входят шпиндельный узел, бабка шпиндельная, главная передача и привод главного движения.

Шпиндельный узел – важнейшая конструктивная компонента группы привода главного движения, определяющая качество обработки.

Основная характеристика шпиндельного узла – это верхний предел частоты вращения заготовки. Появление новых возможностей режущих инструментов, а именно создание твердых сплавов и износостойких покрытий способных выдерживать высокие температурные режимы, привело к разработке шпиндельных узлов с верхним пределом частоты вращения 5000 – 10000 об/мин и более.

Поведение шпинделя в статике и динамике в значительной степени определяется конструкцией его опор. При больших нагрузках и скоростях традиционные шарико- и роликоподшипники работают не всегда удовлетворительно. В этой связи получили распространение конструкции шпиндельных опор на керамических подшипниках качения, которые снижают величину тепловых деформаций при повышении частоты вращения и нагрузок. Перспективны активные магнитные подшипники с электронной системой управления, но высокая стоимость ограничивает их применение.

Рабочие шпиндели чаще всего выполняются полыми, для возможности обработки длинномерных заготовок.

Часто современные станки оснащают дополнительным шпинделем, для выполнения доделочных операций. Узел такого шпинделя устанавливают напротив основной бабки или в одну из позиций револьверной головки. После обработки заготовки с одной она перезажимается в дополнительном шпинделе для выполнения операций с противоположной стороны.

Бабка шпиндельная закрепляется на верхней плоскости станины и включает в себя шпиндельный узел, механизм передачи главного движения.

Главная передача осуществляет кинематическую связь главного электропривода со шпиндельной группой.

Привод главного движения, включающий собственно электродвигатель с системой управления им, выбирается исходя из обеспечения требуемого диапазона частот вращения заготовки при сохранении постоянной мощности на шпинделе.

В станках с ручным управлением применяют асинхронные одно- или двухскоростные электроприводы. В станках с автоматизированным управлением применяют высокомоментные электроприводы постоянного тока с частотным управлением.

Группа привода инструмента в станках выполняет функции продольной и поперечной подач, в состав компонентов входят системы передачи, крепления и управления движением инструмента.

Передача движения инструмента в ТТВС с ручным приводом осуществляется одним из валов привода главного движения, через механизм коробки подач. При этом реализуется ступенчатый диапазон подач.

В станках с ЧПУ применяются независимые приводы для продольных и поперечных подач. Системы управления приводами синхронизированы с системой управления главного движения. Обеспечение высокого качества поверхности достигается использованием шариковинтовых пар.

Система крепления инструмента. В зависимости от количества применяемых инструментов используются различные варианты их установки и крепления. Различают револьверные головки вертикального и горизонтального типа. Кроме того, для повышения производительности применяют двухсуппортные конструкции с независимым движением.